技术领域
[0001] 本实用新型涉及一种智能家居CPU
控制模块。
背景技术
[0002] 随着科技的发展，人们
生活质量的提高，家居的智能化已经成为一种趋势，家居的智能化主要是通过一计算机监控器，能实现对家中的家电、照明、窗帘、浴缸、报警求助装置进行智能控制。微
控制器(Microcontroller)是指在一块
硅芯片上集成中央处理 器(CPU)、只读
存储器(ROM)、随机存储器(RAM)和输入输出 (I/O)
接口，以执行存储在
只读存储器(ROM)中指令来实现其控 制功能。所以要实现某种特定的控制功能，不需要深入到
硬件实现的 细节中去，只需用
软件形式编制程序存入存储器即可。
微控制器可以 实现多种、较复杂的控制功能，在数字系统尤其是工业控制领域和嵌 入式系统中被广泛应用。而指令集体系结构(Instruction Set Architecture)是指微控制器提供的所有的指令的集合，是微控制器的 最本质特征。同一系列不同型号的微控制器的差异主要在存储器、输 入输出接口的种类和数量上，而指令集体系结构则完全相同，甚至不 同
半导体厂商提供的微控制器指令集体系结构也相同，这样，用户编 制的实现控制功能的程序可以不加
修改地移植到具有相同指令集体 系结构的其它型号的微控制器中。应用最广泛的指令集体系结构有 Intel公司的MCS51结构、IBM公司的68HC08结构、MicroChip公司的PIC结构。微控制器按内部总线数量分为8位、16位、32位， 其中应用最广的是8位微控制器。现有的8位、具有MCS51指令集体系结构的微控制器IP核有两 种情况：一种(以下简称第一种IP核)与Intel公司MCS51系列微 控制器在时序上完全相同，完成指令以12个时钟周期为单位，大多 数指令的完成要在12个或24个时钟周期，乘除法指令需要48个时 钟周期。这样相当多的指令具有冗余的时钟周期，在这些周期中不做任何操作。另外一种(以下简称第二种IP核)是采取了精简指令集 计算机(Reduce Instruction Set Computer，简称RISC)技术(主要是流
水线技术)的高速IP核，这种IP核完成大多数指令只需要1到2 个时钟周期，因此它的性能高于上述的第一种结构十倍左右。但是，这种结构的规模非常庞大，成本也高得多，不适用于智能家居系统。
发明内容
[0003] 为了克服
现有技术的
缺陷，本实用新型提供一种智能家居CPU控制模块。
[0004] 一种智能家居CPU控制模块，其用于智能家居系统中，所述智能家居系统包括用户终端、远程
服务器、家庭网关、控制主机和家庭设备，还包括一通信模块，远程服务器通过通信模块与家庭网关连接，家庭网关和控制主机连接，控制主机再与各种家庭设备连接，所述通信模块包括命令接收模块、
数据库、通信处理模块和管理模块，命令接收模块、通信处理模块、管理模块分别与数据库连接，命令接收模块还分别与所述远程服务器、通信处理模块连接，通信处理模块还与所述家庭网关连接；
[0005] 所述控制主机连接本地控制模块2、远程控制接口1、电源管理单元4和执行器装置3，所述控制主机包括CPU模块，CPU模块用于解析接收的控制命令并向执行器装置发出动作
信号，所述本地控制模块由红外接收器组成，所述远程控制接口1由CAN接口组成，所述电源管理单元4通过AC-DC和DC-DC的
电压变换为控制主机提供直流电压；
[0006] 所述控制主机中的CPU模块由信号输入模块、
数据处理与存储模块、主控模块、信号输出模块、和外部接口模块构成，信号输入模块与数据处理与存储模块相互连接，信号输入模块还连接主控模块，数据处理与存储模块与主控模块相互连接，数据处理与存储模块与主控模块分别连接信号输出模块，主控模块与外部接口模块相互连接；
[0007] 所述主控模块，包括数据存储器、程序存储器、特殊功能寄存器组、寄存器控制与寻址和程序计数器、输入输出端口、串行通信端口、定时计数器、
算术逻辑单元、和中断控制器。
[0008] 本实用新型的有益效果为：CPU控制模块处理速度快，由良好的通信功能，能实现系统的冗余备份，操作简便、灵活，可这对不同的设备进行设置。
附图说明
[0009] 为了更清楚地说明实用新型
实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0010] 图1是本实用新型智能家居控制系统结构示意图；
[0011] 图2是本实用新型控制主机结构示意图；
[0012] 图3是本实用新型CPU控制模块结构示意图；
[0013] 图4是本实用新型主控模块结构示意图。
具体实施方式
[0014] 下面结合附图对实用新型的优选实施例进行详细阐述，以使本实用新型的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本实用新型的保护范围做出更为清楚明确的界定。
[0015] 参阅图1，本实用新型的智能家居CPU模块其用于智能家居系统中，智能家居系统包括用户终端、远程服务器、家庭网关、控制主机和家庭设备，还包括一通信模块，远程服务器通过通信模块与家庭网关连接，家庭网关和控制主机连接，控制主机再与各种家庭设备连接。所述远程服务器为融合了Web和Wap功能的服务器。所述通信模块主要包括命令接收模块、数据库、通信处理模块和管理模块，命令接收模块、通信处理模块、管理模块分别与数据库连接，命令接收模块还分别与所述远程服务器、通信处理模块连接，通信处理模块还与所述家庭网关连接。
[0016] 图2为本实用新型控制主机的结构示意图，本实用新型的控制主机接本地控制模块2、远程控制接口1、电源管理单元4和执行器装置3。控制主机包括CPU模块，CPU模块用于解析接收的控制命令并向执行器装置发出动作信号，并反馈执行器的工作状态以供用户和智能家居中央控制器查询。本地控制模块为用户提供直接控制对应电源的手段，由红外接收器组成，用于接收用户通过红外遥控器发送过来的直接控制指令。比如用户可用遥控器直接控制本房间内任何一个电源控制器，从而控制相应电源插座以及所连电器的通断电状态。红外接口可以用一体化红外接收器实现。CAN接口主要可用两种方式现实，一是直接选择带CAN接口的MCU，如C8051F120等；二是用MCU+CAN控制器+CAN驱动芯片实现。其中，SJA1000的8位
数据总线AD0～AD7与MCU的一个数据端口P0口相连。VDD为+5V直流电源，VSS为接地，RST为芯片重启信号，INT为中断信号，RD和WR分别为读写
控制信号，CS为片选信号，ALE为模式选择信号，RX0和TX0为CAN总线
输出信号，这两个信号经过
82c250驱动后成为CANH、CANL信号接入CAN总线物理网络。输入电源为220v的民用交流电压。电源管理模块主要通过AC-DC和DC-DC的电压变换为CPU模块、接口芯片等提供5v、
3.3v、1.8v的直流电压。AC-DC模块选用SPA10-220S05W(220v交流转12v直流)、DC-DC模块选PTH12050(1.2至5.5V输出，12V输入)等。
[0017] 请参阅图3，其中控制主机中的CPU模块为一种智能化、集成化交通信号控制器，它由信号输入模块、数据处理与存储模块、主控模块、信号输出模块、外部接口模块构成，信号输入模块与数据处理与存储模块相互连接，信号输入模块还连接主控模块，数据处理与存储模块与主控模块相互连接，数据处理与存储模块与主控模块分别连接信号输出模块，主控模块与外部接口模块相互连接，其中，主控模块的结构如图4所示。
[0018] 主控模块，包括数据存储器、程序存储器、特殊功能寄存器组、寄存器控制与寻址和程序计数器、输入输出端口、串行通信端口、定时计数器、算术逻辑单元、和中断控制器，具体是：一个8位
中央处理器(CPU)，具有位寻址功能且适于布尔处理的位处理机、64K程序寻址空间、64K 数据寻址空间、8K字节片内程序存储器、256字节片内数据存储器、3个16位的
定时器/计数器、1个全双工串行口、具有2优先级的6个中断源的中断结构，其特征在于：所述的一个8位且具有MCS51 指令集体系结构中的指令在4个或8个时钟周期内完成。程序的指令以二进制码形式存在程序存储器中，其地址线接收来收程序计数器的输入，并通过地址线把指令送到寄存器控制与寻址模块，在寄存器控制与寻址模块中经过指令译码形成控制信号，实现对其它模块的控制；指令操作的对象主要是数据存储器和特殊功能寄存器组，比较典型的过程是从数据存储器或者特殊功能寄存器组读数据，经过算术逻辑单 元等处理部件实现对数据的处理，并将处理后数据写回到数据存储器或特殊功能寄存器组；特殊功能寄存器组中的各个特殊功能寄存器存储了串行通信端口、定时定数器、不断控制器所需要的信息，这些特殊功能寄存器一方面接收寄存器控制与寻址模块送来的数据作为串行通信端口、定时计数器和中断控制器的控制信息，另一方面将串行通信端口、定时计数器和中断控制器工作过程中产生的状态信息保存起来，等候寄存器控制与寻址模块的
访问；串行通信端口与外部进行串行通信，其内部的发送
缓冲器接收寄存器控制与寻址模块送来的数据，并将这些数据发送到外部，内部的接收缓冲器从外部接收数据；在发送数据和接收数据完毕后，串行通信端口发出中断
申请信号，经过中断控制器提示寄存器控制与寻址模块送入新的数据以发送或将接收到的数据读走；定时计数器实现定时和计数，寄存器控制与寻址模块向定时计数器写入初代值或清零，定时计数器开始自加1，直到溢出，并通过中断控制器发出中断信号，提示寄存器控制与寻址模块所定时时间已到或所需计数的次数已够。
[0019] 以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何不经过创造性劳动想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以
权利要求书所限定的保护范围为准。
