基于stm32智能家庭出入控制系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)

摘要為了提高人們的出入安全與方便，減少家庭出入時的繁瑣，實現(xiàn)家庭對室內外出入的安全監(jiān)測以及溫度差來方便出行。本次研究中，將對基于stm32智能家庭出入控制系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)完成溫度采集功能、按鍵功能、人體檢測功能、數(shù)據(jù)顯示功能、指示燈功能。本文主要做了以下幾個方面的工作：分析了智能家居門禁系統(tǒng)在國內外的市場以及研究現(xiàn)狀，針對智能家居的基本要求，提出了基于stm32智能家庭出入控制系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)；設計了家庭出入控制系統(tǒng)的硬件框架以及介紹了各個模塊的具體情況；也分析了軟件系統(tǒng)的框架以及各模塊的軟件設計，并設計了相應模塊的代碼；最后對所設計的家庭出入系統(tǒng)做了人體檢測、溫度采集、數(shù)據(jù)顯示以及按鍵輸入、指示燈模塊等五個模塊，證明了基于stm32出入控制系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)的可行性。關鍵詞：智能家居出入控制系統(tǒng)人體溫度按鍵

AbstractInordertoimprovethesafetyandconvenienceofpeople'saccess,reducethecomplexityoffamilyaccess,andrealizethesafetymonitoringofindoorandoutdooraccessandtemperaturedifferencetofacilitatetravel.Inthisstudy,thedesignandimplementationofsmarthomeaccesscontrolsystembasedonSTM32willcompletethefunctionsoftemperaturecollection,keypress,humandetection,datadisplayandindicatorlight.Thispapermainlydoesthefollowingwork:analyzesthemarketandresearchstatusofsmarthomeaccesscontrolsystemathomeandabroad,putsforwardthedesignandimplementationofsmarthomeaccesscontrolsystembasedonSTM32accordingtothebasicrequirementsofsmarthome;designsthehardwareframeworkofthehomeaccesscontrolsystemandintroducesthespecificsituationofeachmodule;alsoanalyzesthesoftwaresystemIntheend,fivemodulesofthehomeaccesssystem,suchashumanbodydetection,temperaturecollection,datadisplay,keyinputandindicatormodule,aredesignedtoprovethefeasibilityofthedesignandimplementationoftheaccesscontrolsystembasedonSTM32.Keywords:smarthomeaccesscontrolsystemhumanbodytemperaturebuttons

目錄第一章緒論 附錄

電腦故障檢測卡代碼表

1、特殊代碼"00"和"ff"及其它起始碼有三種情況出現(xiàn)：

①已由一系列其它代碼之后再出現(xiàn)："00"或"ff"，則主板ok。

②如果將cmos中設置無錯誤，則不嚴重的故障不會影響bios自檢的繼續(xù)，而最終出現(xiàn)"00"或"ff"。

③一開機就出現(xiàn)"00"或"ff"或其它起始代碼并且不變化則為主板沒有運行起來。

2、本表是按代碼值從小到大排序，卡中出碼順序不定。

3、未定義的代碼表中未列出。

4、對于不同bios（常用ami、award、phoenix）用同一代碼代表的意義不同，因此應弄清您所檢測的電腦是屬于哪一種類型的bios，您可查閱您的電腦使用手冊，或從主板上的bios芯片上直接查看，也可以在啟動屏幕時直接看到。

5、有少數(shù)主板的pci槽只有一部分代碼出現(xiàn)，但isa槽有完整自檢代碼輸出。且目前已發(fā)現(xiàn)有極個別原裝機主板的isa槽無代碼輸出，而pci槽則有完整代碼輸出，故建議您在查看代碼不成功時，將本雙槽卡換到另一種插槽試一下。另外，同一塊主板的不同pci槽，有的槽有完整代碼送出，如dell810主板只有靠近cpu的一個pci槽有完整代碼顯示，一直變化到"00"或"ff"，而其它pci槽走到"38"后則不繼續(xù)變化。

6、復位信號所需時間isa與pci不一定同步，故有可能isa開始出代碼，但pci的復位燈還不熄，故pci代碼停要起始代碼上。

代碼對照表

00.已顯示系統(tǒng)的配置；即將控制INI19引導裝入。

01處理器測試1，處理器狀態(tài)核實,如果測試失敗，循環(huán)是無限的。處理器寄存器的測試即將開始，不可屏蔽中斷即將停用。CPU寄存器測試正在進行或者失敗。

02確定診斷的類型（正?；蛘咧圃欤?。如果鍵盤緩沖器含有數(shù)據(jù)就會失效。停用不可屏蔽中斷；通過延遲開始。CMOS寫入／讀出正在進行或者失靈。

03清除8042鍵盤控制器，發(fā)出TESTKBRD命令（AAH）通電延遲已完成。ROMBIOS檢查部件正在進行或失靈。

04使8042鍵盤控制器復位，核實TESTKBRD。鍵盤控制器軟復位／通電測試?？删幊涕g隔計時器的測試正在進行或失靈。

05如果不斷重復制造測試1至5，可獲得8042控制狀態(tài)。已確定軟復位／通電；即將啟動ROM。DMA初如準備正在進行或者失靈。

06使電路片作初始準備，停用視頻、奇偶性、DMA電路片，以及清除DMA電路片，所有頁面寄存器和CMOS停機字節(jié)。已啟動ROM計算ROMBIOS檢查總和，以及檢查鍵盤緩沖器是否清除。DMA初始頁面寄存器讀／寫測試正在進行或失靈。

07處理器測試2，核實CPU寄存器的工作。ROMBIOS檢查總和正常，鍵盤緩沖器已清除，向鍵盤發(fā)出BAT（基本保證測試）命令。.

08使CMOS計時器作初始準備，正常的更新計時器的循環(huán)。已向鍵盤發(fā)出BAT命令，即將寫入BAT命令。RAM更新檢驗正在進行或失靈。

09EPROM檢查總和且必須等于零才通過。核實鍵盤的基本保證測試，接著核實鍵盤命令字節(jié)。第一個64KRAM測試正在進行。

0A使視頻接口作初始準備。發(fā)出鍵盤命令字節(jié)代碼，即將寫入命令字節(jié)數(shù)據(jù)。第一個64KRAM芯片或數(shù)據(jù)線失靈，移位。

0B測試8254通道0。寫入鍵盤控制器命令字節(jié)，即將發(fā)出引腳23和24的封鎖／解鎖命令。第一個64KRAM奇／偶邏輯失靈。

0C測試8254通道1。鍵盤控制器引腳23、24已封鎖／解鎖；已發(fā)出NOP命令。第一個64KRAN的地址線故障。

0D1、檢查CPU速度是否與系統(tǒng)時鐘相匹配。2、檢查控制芯片已編程值是否符合初設置。3、視頻通道測試，如果失敗，則鳴喇叭。已處理NOP命令；接著測試CMOS停開寄存器。第一個64KRAM的奇偶性失靈

0E測試CMOS停機字節(jié)。CMOS停開寄存器讀／寫測試；將計算CMOS檢查總和。初始化輸入／輸出端口地址。

0F測試擴展的CMOS。已計算CMOS檢查總和寫入診斷字節(jié)；CMOS開始初始準備。.

10測試DMA通道0。CMOS已作初始準備，CMOS狀態(tài)寄存器即將為日期和時間作初始準備。第一個64KRAM第0位故障。

11測試DMA通道1。CMOS狀態(tài)寄存器已作初始準備，即將停用DMA和中斷控制器。第一個64DKRAM第1位故障。

12測試DMA頁面寄存器。停用DMA控制器1以及中斷控制器1和2；即將視頻顯示器并使端口B作初始準備。第一個64DKRAM第2位故障。

13測試8741鍵盤控制器接口。視頻顯示器已停用，端口B已作初始準備；即將開始電路片初始化／存儲器自動檢測。第一個64DKRAM第3位故障。

14測試存儲器更新觸發(fā)電路。電路片初始化／存儲器處自動檢測結束；8254計時器測試即將開始。第一個64DKRAM第4位故障。

15測試開頭64K的系統(tǒng)存儲器。第2通道計時器測試了一半；8254第2通道計時器即將完成測試。第一個64DKRAM第5位故障。

16建立8259所用的中斷矢量表。第2通道計時器測試結束；8254第1通道計時器即將完成測試。第一個64DKRAM第6位故障。

17調準視頻輸入／輸出工作，若裝有視頻BIOS則啟用。第1通道計時器測試結束；8254第0通道計時器即將完成測試。第一個64DKRAM第7位故障。

18測試視頻存儲器，如果安裝選用的視頻BIOS通過，由可繞過。第0通道計時器測試結束；即將開始更新存儲器。第一個64DKRAM第8位故障。

19測試第1通道的中斷控制器（8259）屏蔽位。已開始更新存儲器，接著將完成存儲器的更新。第一個64DKRAM第9位故障。

1A測試第2通道的中斷控制器（8259）屏蔽位。正在觸發(fā)存儲器更新線路，即將檢查15微秒通／斷時間。第一個64DKRAM第10位故障。

1B測試CMOS電池電平。完成存儲器更新時間30微秒測試；即將開始基本的64K存儲器測試。第一個64DKRAM第11位故障。

1C測試CMOS檢查總和。.第一個64DKRAM第12位故障。

1D調定CMOS配置。.第一個64DKRAM第13位故障。

1E測定系統(tǒng)存儲器的大小，并且把它和CMOS值比較。.第一個64DKRAM第14位故障。

1F測試64K存儲器至最高640K。.第一個64DKRAM第15位故障。

20測量固定的8259中斷位。開始基本的64K存儲器測試；即將測試地址線。從屬DMA寄存器測試正在進行或失靈。

21維持不可屏蔽中斷（NMI）位（奇偶性或輸入／輸出通道的檢查）。通過地址線測試；即將觸發(fā)奇偶性。主DMA寄存器測試正在進行或失靈。

22測試8259的中斷功能。結束觸發(fā)奇偶性；將開始串行數(shù)據(jù)讀／寫測試。主中斷屏蔽寄存器測試正在進行或失靈。

23測試保護方式8086虛擬方式和8086頁面方式?；镜?4K串行數(shù)據(jù)讀／寫測試正常；即將開始中斷矢量初始化之前的任何調節(jié)。從屬中斷屏蔽存器測試正在進行或失靈。

24測定1MB以上的擴展存儲器。矢量初始化之前的任何調節(jié)完成，即將開始中斷矢量的初始準備。設置ES段地址寄存器注冊表到內存高端。

25測試除頭一個64K之后的所有存儲器。完成中斷矢量初始準備；將為旋轉式斷續(xù)開始讀出8042的輸入／輸出端口。裝入中斷矢量正在進行或失靈。

26測試保護方式的例外情況。讀出8042的輸入／輸出端口；即將為旋轉式斷續(xù)開始使全局數(shù)據(jù)作初始準備。開啟A20地址線；使之參入尋址。

27確定超高速緩沖存儲器的控制或屏蔽RAM。全1數(shù)據(jù)初始準備結束；接著將進行中斷矢量之后的任何初始準備。鍵盤控制器測試正在進行或失靈。

28確定超高速緩沖存儲器的控制或者特別的8042鍵盤控制器。完成中斷矢量之后的初始準備；即將調定單色方式。CMOS電源故障／檢查總和計算正在進行。

29.已調定單色方式，即將調定彩色方式。CMOS配置有效性的檢查正在進行。

2A使鍵盤控制器作初始準備。已調定彩色方式，即將進行ROM測試前的觸發(fā)奇偶性。置空64K基本內存。

2B使磁碟驅動器和控制器作初始準備。觸發(fā)奇偶性結束；即將控制任選的視頻ROM檢查前所需的任何調節(jié)。屏幕存儲器測試正在進行或失靈。

2C檢查串行端口，并使之作初始準備。完成視頻ROM控制之前的處理；即將查看任選的視頻ROM并加以控制。屏幕初始準備正在進行或失靈。

2D檢測并行端口，并使之作初始準備。已完成任選的視頻ROM控制，即將進行視頻ROM回復控制之后任何其他處理的控制。屏幕回掃測試正在進行或失靈。

2E使硬磁盤驅動器和控制器作初始準備。從視頻ROM控制之后的處理復原；如果沒有發(fā)現(xiàn)EGA／VGA就要進行顯示器存儲器讀／寫測試。檢測視頻ROM正在進行。

2F檢測數(shù)學協(xié)處理器，并使之作初始準備。沒發(fā)現(xiàn)EGA／VGA；即將開始顯示器存儲器讀／寫測試。.

30建立基本內存和擴展內存。通過顯示器存儲器讀／寫測試；即將進行掃描檢查。認為屏幕是可以工作的。

31檢測從C800：0至EFFF：0的選用ROM，并使之作初始準備。顯示器存儲器讀／寫測試或掃描檢查失敗，即將進行另一種顯示器存儲器讀／寫測試。單色監(jiān)視器是可以工作的。

32對主板上COM／LTP／FDD／聲音設備等I／O芯片編程使之適合設置值。通過另一種顯示器存儲器讀／寫測試；卻將進行另一種顯示器掃描檢查。彩色監(jiān)視器（40列）是可以工作的。

33.視頻顯示器檢查結束；將開始利用調節(jié)開關和實際插卡檢驗顯示器的關型。彩色監(jiān)視器（80列）是可以工作的。

34.已檢驗顯示器適配器；接著將調定顯示方式。計時器滴答聲中斷測試正在進行或失靈。35.完成調定顯示方式；即將檢查BIOSROM的數(shù)據(jù)區(qū)。停機測試正在進行或失靈。

36.已檢查BIOSROM數(shù)據(jù)區(qū)；即將調定通電信息的游標。門電路中A－20失靈。

37.識別通電信息的游標調定已完成；即將顯示通電信息。保護方式中的意外中斷。

38.完成顯示通電信息；即將讀出新的游標位置。RAM測試正在進行或者地址故障＞FFFFH。

39.已讀出保存游標位置，即將顯示引用信息串。.

3A.引用信息串顯示結束；即將顯示發(fā)現(xiàn)信息。間隔計時器通道2測試或失靈。

3B用OPTI電路片（只是486）使輔助超高速緩沖存儲器作初始準備。已顯示發(fā)現(xiàn)＜ESC＞信息；虛擬方式，存儲器測試即將開始。按日計算的日歷時鐘測試正在進行或失靈。

3C建立允許進入CMOS設置的標志。.串行端口測試正在進行或失靈。

3D初始化鍵盤／PS2鼠標／PNP設備及總內存節(jié)點。.并行端口測試正在進行或失靈。

3E嘗試打開L2高速緩存。.數(shù)學協(xié)處理器測試正在進行或失靈。

40.已開始準備虛擬方式的測試；即將從視頻存儲器來檢驗。調整CPU速度，使之與外圍時鐘精確匹配。

41中斷已打開，將初始化數(shù)據(jù)以便于0：0檢測內存變換（中斷控制器或內存不良）從視頻存儲器檢驗之后復原；即將準備描述符表。系統(tǒng)插件板選擇失靈。

42顯示窗口進入SETUP。描述符表已準備好；即將進行虛擬方式作存儲器測試。擴展CMOSRAM故障。

43若是即插即用BIOS，則串口、并口初始化。進入虛擬方式；即將為診斷方式實現(xiàn)中斷。.44.已實現(xiàn)中斷（如已接通診斷開關；即將使數(shù)據(jù)作初始準備以檢查存儲器在0：0返轉。）BIOS中斷進行初始化。

45初始化數(shù)學協(xié)處理器。數(shù)據(jù)已作初始準備；即將檢查存儲器在0：0返轉以及找出系統(tǒng)存儲器的規(guī)模。.

46.測試存儲器已返回；存儲器大小計算完畢，即將寫入頁面來測試存儲器。檢查只讀存儲器ROM版本。

47.即將在擴展的存儲器試寫頁面；即將基本640K存儲器寫入頁面。

48.已將基本存儲器寫入頁面；即將確定1MB以上的存儲器。視頻檢查，CMOS重新配置。

49.找出1BM以下的存儲器并檢驗；即將確定1MB以上的存儲器。.

4A.找出1MB以上的存儲器并檢驗；即將檢查BIOSROM數(shù)據(jù)區(qū)。進行視頻的初始化。

4B.BIOSROM數(shù)據(jù)區(qū)的檢驗結束，即將檢查＜ESC＞和為軟復位清除1MB以上的存儲器。.4C.清除1MB以上的存儲器(軟復位)即將清除1MB以上的存儲器.屏蔽視頻BIOSROM。.4D。已清除1MB以上的存儲器（軟復位）；將保存存儲器的大小。.

4E若檢測到有錯誤；在顯示器上顯示錯誤信息，并等待客戶按＜F1＞鍵繼續(xù)。開始存儲器的測試：（無軟復位）；即將顯示第一個64K存儲器的測試。顯示版權信息。

4F讀寫軟、硬盤數(shù)據(jù)，進行DOS引導。開始顯示存儲器的大小，正在測試存儲器將使之更新；將進行串行和隨機的存儲器測試。.

50將當前BIOS監(jiān)時區(qū)內的CMOS值存到CMOS中。完成1MB以下的存儲器測試；即將高速存儲器的大小以便再定位和掩蔽。將CPU類型和速度送到屏幕。

51.測試1MB以上的存儲器。.

52所有ISA只讀存儲器ROM進行初始化，最終給PCI分配IRQ號等初始化工作。已完成1MB以上的存儲器測試；即將準備回到實址方式。進入鍵盤檢測。

53如果不是即插即用BIOS，則初始化串口、并口和設置時種值。保存CPU寄存器和存儲器的大小，將進入實址方式。.

54.成功地開啟實址方式；即將復原準備停機時保存的寄存器。掃描“打擊鍵”

55.寄存器已復原，將停用門電路A－20的地址線。.

56.成功地停用A－20的地址線；即將檢查BIOSROM數(shù)據(jù)區(qū)。鍵盤測試結束。

57.BIOSROM數(shù)據(jù)區(qū)檢查了一半；繼續(xù)進行。.

58.BIOSROM的數(shù)據(jù)區(qū)檢查結束；將清除發(fā)現(xiàn)＜ESC＞信息。非設置中斷測試。

59.已清除＜ESC＞信息；信息已顯示；即將開始DMA和中斷控制器的測試。.

5A..顯示按“F2”鍵進行設置。

5B..測試基本內存地址。

5C..測試640K基本內存。

60設置硬盤引導扇區(qū)病毒保護功能。通過DMA頁面寄存器的測試；即將檢驗視頻存儲器。測試擴展內存。

61顯示系統(tǒng)配置表。視頻存儲器檢驗結束；即將進行DMA＃1基本寄存器的測試。.

62開始用中斷19H進行系統(tǒng)引導。通過DMA＃1基本寄存器的測試；即將進行DMA＃2寄存器的測試。測試擴展內存地址線。

63.通過DMA＃2基本寄存器的測試；即將檢查BIOSROM數(shù)據(jù)區(qū)。.

64.BIOSROM數(shù)據(jù)區(qū)檢查了一半，繼續(xù)進行。.

65.BIOSROM數(shù)據(jù)區(qū)檢查結束；將把DMA裝置1和2編程。.

66.DMA裝置1和2編程結束；即將使用59號中斷控制器作初始準備。Cache注冊表進行優(yōu)化配置。

67.8259初始準備已結束；即將開始鍵盤測試。.

68..使外部Cache和CPU內部Cache都工作。

6A..測試并顯示外部Cache值。

6C..顯示被屏蔽內容。

6E..顯示附屬配置信息。

70..檢測到的錯誤代碼送到屏幕顯示。

72..檢測配置有否錯誤。

74..測試實時時鐘。

76..掃查鍵盤錯誤。

7A..鎖鍵盤。

7C..設置硬件中斷矢量。

7E..測試有否安裝數(shù)學處理器。

80.鍵盤測試開始，正在清除和檢查有沒有鍵卡住，即將使鍵盤復原。關閉可編程輸入／輸出設備。

81.找出鍵盤復原的錯誤卡住的鍵；即將發(fā)出鍵盤控制端口的測試命令。.

82.鍵盤控制器接口測試結束，即將寫入命令字節(jié)和使循環(huán)緩沖器作初始準備。檢測和安裝固定RS232接口（串口）。

83.已寫入命令字節(jié)，已完成全局數(shù)據(jù)的初始準備；即將檢查有沒有鍵鎖住。.

84.已檢查有沒有鎖住的鍵，即將檢查存儲器是否與CMOS失配。檢測和安裝固定并行口。85.已檢查存儲器的大?。患磳@示軟錯誤和口令或旁通安排。.

86.已檢查口令；即將進行旁通安排前的編程。重新打開可編程I／O設備和檢測固定I／O是否有沖突。

87.完成安排前的編程；將進行CMOS安排的編程。.

88.從CMOS安排程序復原清除屏幕；即將進行后面的編程。初始化BIOS數(shù)據(jù)區(qū)。

89.完成安排后的編程；即將顯示通電屏幕信息。.

8A.顯示頭一個屏幕信息。進行擴展BIOS數(shù)據(jù)區(qū)初始化。

8B.顯示了信息：即將屏蔽主要和視頻BIOS。.

8C.成功地屏蔽主要和視頻BIOS，將開始CMOS后的安排任選項的編程。進行軟驅控制器初始化。

8D.已經(jīng)安排任選項編程，接著檢查滑了鼠和進行初始準備。.

8E.檢測了滑鼠以及完成初始準備；即將把硬、軟磁盤復位。.

8F.軟磁盤已檢查，該磁碟將作初始準備，隨后配備軟磁碟。.

90.軟磁碟配置結束；將測試硬磁碟的存在。硬盤控制器進行初始化。

91.硬磁碟存在測試結束；隨后配置硬磁碟。局部總線硬盤控制器初始化。

92.硬磁碟配置完成；即將檢查BIOSROM的數(shù)據(jù)區(qū)。跳轉到用戶路徑2。

93.BIOSROM的數(shù)據(jù)區(qū)已檢查一半；繼續(xù)進行。.

94.BIOSROM的數(shù)據(jù)區(qū)檢查完畢，即調定基本和擴展存儲器的大小。關閉A－20地址線。95.因應滑鼠和硬磁碟47型支持而調節(jié)好存儲器的大小；即將檢驗顯示存儲器。.

96.檢驗顯示存儲器后復原；即將進行C800：0任選ROM控制之前的初始準備?！癊S段”注冊表清除。

97.C800：0任選ROM控制之前的任何初始準備結束，接著進行任選ROM的檢查及控制。.98.任選ROM的控制完成；即將進行任選ROM回復控制之后所需的任何處理。查找ROM選擇。

99.任選ROM測試之后所需的任何初始準備結束；即將建立計時器的數(shù)據(jù)區(qū)或打印機基本地址。.

9A.調定計時器和打印機基本地址后的返回操作；即調定RS－232基本地址。屏蔽ROM選擇。

9B.在RS－232基本地址之后返回；即將進行協(xié)處理器測試之初始準備。.

9C.協(xié)處理器測試之前所需初始準備結束；接著使協(xié)處理器作初始準備。建立電源節(jié)能管理。