基于gsm家庭防盜畢業(yè)設(shè)計(jì)（含外文翻譯）

1、<p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　1.前言1</b></p><p>　　2.總體方案設(shè)計(jì)2</p><p><b>　　2.1方案比較2</b></p><p>　　2.1.1方案一2</p><p&g

2、t;　　2.1.2方案二2</p><p>　　2.2方案的論證與選擇3</p><p>　　3.單元模塊設(shè)計(jì)4</p><p>　　3.1 GSM模塊設(shè)計(jì)4</p><p>　　3.1.1 GSM MODEM 的主要功能4</p><p>　　3.1.2 GSM通信原理4</p><p

3、>　　3.1.3 GSM系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)4</p><p>　　3.1.4 GSM系統(tǒng)信道分類5</p><p>　　3.1.5 315MHZ調(diào)幅遙控器6</p><p>　　3.2 單片機(jī)模塊設(shè)計(jì)7</p><p>　　3.3時(shí)鐘芯片模塊設(shè)計(jì)9</p><p>　　3. 4傳感器模塊設(shè)計(jì)12</

4、p><p>　　3.5電源模塊設(shè)計(jì)19</p><p><b>　　4.軟件設(shè)計(jì)21</b></p><p>　　4.1 軟件開發(fā)環(huán)境21</p><p>　　4.1.1 Proteus仿真軟件簡介21</p><p>　　4.1.2 keil編譯及調(diào)試軟件簡介22</p>&

5、lt;p>　　4.1.3 主程序流程框圖24</p><p>　　4.2 SM短信模塊編程25</p><p>　　4.2.1常見 AT 指令及使用方法25</p><p>　　4.2.2短消息的編碼方式26</p><p>　　4.2.3短消息發(fā)送程序設(shè)計(jì)30</p><p>　　4.3 LCD顯示

6、32</p><p><b>　　5.系統(tǒng)仿真33</b></p><p><b>　　6.致謝34</b></p><p><b>　　7.參考文獻(xiàn)35</b></p><p><b>　　8.附錄：36</b></p><p

7、>　　附錄1：設(shè)計(jì)原理圖：36</p><p><b>　　附錄2：程序37</b></p><p>　　附錄3：外文翻譯資料44</p><p><b>　　1.前言</b></p><p>　　隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,目前日常生活中出現(xiàn)了各種各樣的防盜報(bào)警器。但是,其中絕大多數(shù),要么

8、是設(shè)計(jì)比較繁雜,要么是制造工序復(fù)雜,要么是成本很高,不適合生產(chǎn)和人們的消費(fèi)需求,不能在一般居民的日常生活中得到廣泛應(yīng)用。但有一種紅外報(bào)警器卻擺脫了這種種缺點(diǎn)。該紅外報(bào)警器原理易于理解,外形美觀而且結(jié)構(gòu)簡單,所用器件數(shù)目少,比較常見而且成本較低。因此該紅外報(bào)警器在制造工序上比其他報(bào)警器簡單,在制造成本上遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于其他類型的報(bào)警器。更為重要的是,此類報(bào)警器防盜的安全指數(shù)非常高,幾乎不會(huì)出現(xiàn)不報(bào)或誤報(bào)。可以有效地預(yù)防和打擊違法犯罪的盜竊行為,為

9、人們的生命財(cái)產(chǎn)安全提供了強(qiáng)有力的保障,為社會(huì)的安全穩(wěn)定發(fā)揮了巨大的作用,尤其是在一些住宅小區(qū)更是令人叫好。這種紅外報(bào)警器也因此被人們譽(yù)為"忠誠的衛(wèi)士"或"人性化看門狗。</p><p>　　隨著生活素質(zhì)的改善，人們對(duì)家居的財(cái)產(chǎn)、人身的安全的要求也越來越高，安防系統(tǒng)不再只限于防盜，而且能做到防劫、防火，以及即時(shí)解決突發(fā)事件。原始的家居安防模式是由鐵門、鐵鏈、鐵欄桿等組成，稱為被動(dòng)式防盜

10、，這是安防系統(tǒng)的雛型。這種被動(dòng)式安防系統(tǒng)已不能滿足人們的要求，于是出現(xiàn)了由電子探測器、探頭等報(bào)警終端通過有形的通信線路，如雙絞線、電纜等連接報(bào)警中心所組成的安防系統(tǒng)，這種方式稱為主動(dòng)防盜。這種主動(dòng)安防較之被動(dòng)安防有很大的進(jìn)步。無論是從結(jié)構(gòu)簡潔，還是成本低廉，甚至是美觀上都優(yōu)于被動(dòng)式安防系統(tǒng)。所以，這種主動(dòng)式安防系統(tǒng)已不僅僅用于防盜，在其他領(lǐng)域都起到了安全防范的作用。</p><p>　　但是，科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，

11、電子技術(shù)的日趨成熟，通信和集成電路技術(shù)的交叉發(fā)展，這種有線的安防系統(tǒng)顯然也已落伍了。采用有線的方式連接報(bào)警探頭和報(bào)警主機(jī)，由于受傳輸距離、環(huán)境、可變性等多種因素的制約，局域性很強(qiáng)，而且這種安防系統(tǒng)存在著很大的漏洞，例如一個(gè)采用電話線連接的電話報(bào)警系統(tǒng)，入侵者只要割斷電話線就可以讓整個(gè)系統(tǒng)形同虛設(shè)，不能工作。此時(shí)，人們把傳感技術(shù)和無線通信技術(shù)引入安防領(lǐng)域，為安防系統(tǒng)向無線發(fā)展提供了強(qiáng)有力的技術(shù)支持。</p><p>

12、;　　基于GSM模塊的家庭防盜報(bào)警系統(tǒng)利用無線報(bào)警探頭或傳感器等作為報(bào)警終端，免去了電纜的束縛,改善了屋內(nèi)的環(huán)境，對(duì)于系統(tǒng)的施工也提供了很大的方便?；贕SM模塊的家庭防盜報(bào)警系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)一點(diǎn)與多點(diǎn)之間的信息交流，系統(tǒng)特別利用無線信息發(fā)送、接收的方式使整個(gè)報(bào)警過程更加隱蔽，更加可靠。</p><p>　　基于GSM模塊的家庭防盜報(bào)警系統(tǒng)概念一經(jīng)提出，就得到了迅速的發(fā)展，不僅在居家安全領(lǐng)域，在其他領(lǐng)域，如醫(yī)療監(jiān)護(hù)

13、、工業(yè)生產(chǎn)、商業(yè)活動(dòng)，甚至是在科學(xué)實(shí)驗(yàn)等領(lǐng)域都得到很好的應(yīng)用，所以，未來的安防研究方向?qū)⑹牵夯贕SM模塊的家庭防盜報(bào)警系統(tǒng)。</p><p><b>　　2.總體方案設(shè)計(jì) </b></p><p>　　防盜報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)防盜報(bào)警系統(tǒng)一般是由入侵探測器、防盜報(bào)警控制器和接警中心(硬件加軟件)組成。它的最簡形式是本地(家庭、單位等)報(bào)警系統(tǒng),它的組成部分是入侵探測器和本地

14、報(bào)警控制器,以及聲光報(bào)警器。</p><p><b>　　2.1方案比較</b></p><p><b>　　2.1.1方案一</b></p><p>　　利用固定點(diǎn)電話聯(lián)網(wǎng)防盜報(bào)警系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)家庭防盜報(bào)警，該系統(tǒng)由編程主機(jī)、探測器、門磁和遙控器組成，一旦發(fā)生警情，能把報(bào)警信息通過郵電通訊網(wǎng)絡(luò)瞬間遠(yuǎn)程傳輸?shù)接脩粼O(shè)定的固定電話

15、上，同時(shí)向接警中心報(bào)告，中心聯(lián)網(wǎng)電腦可通過電子地圖、數(shù)據(jù)庫、電腦語音提示，監(jiān)聽現(xiàn)場情況，顯示發(fā)生警情的單位、地址、方位、發(fā)案時(shí)間、所轄派出所（巡邏大隊(duì)）警力分布，及時(shí)調(diào)動(dòng)警力作出快速處理。</p><p><b>　　方案一流程框圖：</b></p><p>　　圖2.1 方案一系統(tǒng)框圖</p><p><b>　　2.1.2方案二&

16、lt;/b></p><p>　　通過傳感器檢測家庭安全隱患，把檢測結(jié)果送入單片機(jī)，通過單片機(jī)控制GSM系統(tǒng)向預(yù)先設(shè)定好的手機(jī)號(hào)碼發(fā)送報(bào)警信號(hào)，在設(shè)計(jì)的報(bào)警系統(tǒng)中，不僅可以通過防盜傳感器發(fā)送防盜報(bào)警信號(hào)，也添加了溫度傳感器和氣體泄漏傳感器來檢測煙霧和氣體信號(hào)，實(shí)現(xiàn)防火、防燃?xì)庑孤┑淖饔?，同時(shí)配備了315MHZ調(diào)幅遙控器來實(shí)現(xiàn)用戶在進(jìn)入防區(qū)前或離開防區(qū)后能對(duì)系統(tǒng)的布、撤防狀態(tài)進(jìn)行改變。</p>

17、<p><b>　　方案二流程框圖：</b></p><p>　　圖2.2 方案二系統(tǒng)框圖</p><p>　　2.2方案的論證與選擇</p><p>　　方案一選用門磁報(bào)及固定電話實(shí)現(xiàn)防盜報(bào)警，具有很強(qiáng)的時(shí)效性、可靠性。當(dāng)竊賊退了開門時(shí)，門磁與此提也同時(shí)產(chǎn)生唯一，電波信號(hào)即可發(fā)射給主機(jī)，主機(jī)鳴響報(bào)警聲并撥打6組預(yù)設(shè)的電話號(hào)碼。然而門

18、磁存在的缺陷也是顯而易見的，如：</p><p>　　1.門磁與主機(jī)之間不能距離過長</p><p>　　2.門磁與主機(jī)之間不能有鋼筋混泥土及電器</p><p>　　3.發(fā)射器易受震動(dòng)而脫落</p><p>　　方案二采用AT89C51單片機(jī)作為主控制芯片，通過傳感器檢測家庭安全隱患，把檢測結(jié)果送入單片機(jī)，通過單片機(jī)控制GSM系統(tǒng)向預(yù)先設(shè)定

19、好的手機(jī)號(hào)碼發(fā)送報(bào)警信號(hào)，在設(shè)計(jì)的報(bào)警系統(tǒng)中，不僅可以通過防盜傳感器發(fā)送防盜報(bào)警信號(hào)，也添加了溫度傳感器和氣體泄漏傳感器來檢測溫度和氣體信號(hào)，實(shí)現(xiàn)防火、防燃?xì)庑孤┑淖饔?，能夠有效地達(dá)到實(shí)時(shí)控制和分布式，非常適用于比較復(fù)雜的生產(chǎn)環(huán)境。</p><p>　　經(jīng)過上面兩個(gè)方案的分析，第二個(gè)方案的可行性高、可靠性與及時(shí)性強(qiáng)，且較符合實(shí)時(shí)快捷的要求，所以我選擇第二個(gè)方案做為設(shè)計(jì)方案。</p><p>

20、;<b>　　3.單元模塊設(shè)計(jì)</b></p><p>　　3.1 GSM模塊設(shè)計(jì)</p><p>　　隨著電子技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展，手機(jī)通訊工具基本上是人人必備的，基于這一點(diǎn)，本文設(shè)計(jì)了基于GSM短信模塊的家庭安全報(bào)警系統(tǒng)，而由于HRH GSM Modem 內(nèi)嵌高可靠性的GSM 引擎（GSM Cellular Engine）和51 單片機(jī)系統(tǒng)（MCS51），標(biāo)準(zhǔn)

21、串行接口和精簡的軟件接口協(xié)議將用戶從繁雜的GSM 通信標(biāo)準(zhǔn)解析和調(diào)試中解脫出來，使用方便，而且公網(wǎng)的數(shù)據(jù)傳輸具有通信范圍廣（GSM 網(wǎng)絡(luò)基本覆蓋全國），傳輸穩(wěn)定、可靠等特點(diǎn)。因此本設(shè)計(jì)選用HRH GSM Modem來進(jìn)行通信。</p><p>　　3.1.1 GSM MODEM 的主要功能</p><p><b>　　1.收發(fā)短信；</b></p>&l

22、t;p>　　2.借助短信實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程小批量數(shù)據(jù)傳輸；</p><p>　　3.語音通話（GSM 電話）；</p><p>　　4.數(shù)傳模式實(shí)現(xiàn)無線實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)通信；</p><p>　　5.無線上網(wǎng)（自動(dòng)應(yīng)答型）。</p><p>　　3.1.2 GSM通信原理</p><p>　　gsm900和dsc1800即我們通常

23、說的雙頻網(wǎng)，他們是GSM標(biāo)準(zhǔn)。系統(tǒng)功能都相同，主要與不同的頻率，gsm900工作在900mhz，dsc1800工作在1800mhz。中國最早使用的是gsm900，與網(wǎng)絡(luò)規(guī)模和用戶數(shù)量的迅速發(fā)展，原有的gsm900網(wǎng)絡(luò)頻率變得越來越緊張，為了更好的滿足客戶的需求，我國最近推出的一個(gè)dcs1800，和使用的是基于GSM 900網(wǎng)絡(luò)，dcs1800網(wǎng)絡(luò)被添加到網(wǎng)絡(luò)，由移動(dòng)/ dcs1800雙頻網(wǎng)，以緩解高流量地區(qū)局勢日益緊張的無線信道。只要用

24、戶使用雙頻手機(jī)，你可以切換它們之間在GSM 900／dcs1800，自動(dòng)選擇最佳的信道的呼叫，即使移動(dòng)電話也可在網(wǎng)絡(luò)之間自動(dòng)切換移動(dòng)電話用戶通知，并選擇最好的通道，然后通過率增加。為適應(yīng)這一趨勢，搶占更多的市場份額，摩托羅拉，諾基亞，愛立信等世界著名的移動(dòng)電話設(shè)備制造商開發(fā)并推出多頻帶移動(dòng)電話。</p><p>　　3.1.3 GSM系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)</p><p>　　gsm900和dsc

25、1800即我們通常說的雙頻網(wǎng)，他們是GSM標(biāo)準(zhǔn)。系統(tǒng)功能都相同，主要與不同的頻率，gsm900工作在900mhz，dsc1800工作在1800mhz。中國最早使用的是gsm900，</p><p>　　與網(wǎng)絡(luò)規(guī)模和用戶數(shù)量的迅速發(fā)展，原有的gsm900網(wǎng)絡(luò)頻率變得越來越緊張，為了更好的滿足客戶的需求，我國最近推出的一個(gè)dcs1800，和使用的是基于GSM 900網(wǎng)絡(luò)，dcs1800網(wǎng)絡(luò)被添加到網(wǎng)絡(luò)，由移動(dòng)/ dc

26、s1800雙頻網(wǎng)，以緩解高流量地區(qū)局勢日益緊張的無線信道。只要用戶使用雙頻手機(jī)，你可以切換它們之間在GSM 900／dcs1800，自動(dòng)選擇最佳的信道的呼叫，即使移動(dòng)電話也可在網(wǎng)絡(luò)之間自動(dòng)切換移動(dòng)電話用戶通知，并選擇最好的通道，然后通過率增加。為適應(yīng)這一趨勢，搶占更多的市場份額，摩托羅拉，諾基亞，愛立信等世界著名的移動(dòng)電話設(shè)備制造商開發(fā)并推出多頻帶移動(dòng)電話。</p><p>　　3.1.4 GSM系統(tǒng)信道分類&l

27、t;/p><p>　　蜂窩通信系統(tǒng)需要傳輸?shù)牟煌愋偷男畔?，包括業(yè)務(wù)信息和控制信息，因此在物理信道設(shè)置相應(yīng)的邏輯通道。一些這些邏輯信道的呼叫連接階段，一些用于通信，也有一些用于系統(tǒng)運(yùn)行的所有時(shí)間。</p><p>　　(l)業(yè)務(wù)信道(TCH)傳輸話音和數(shù)據(jù)</p><p>　　話音信道根據(jù)不同，可分為全速率話務(wù)信道半速率語音業(yè)務(wù)信道。同樣，數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)信道根據(jù)不同，又分為全

28、速率數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)信道和半速率業(yè)務(wù)信道半速率數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)信道（數(shù)字9.6,4.8和2.4表示數(shù)據(jù)速率 單位：千字節(jié)/秒）。</p><p>　　(2)控制信道(CCH)傳輸各種信令信息</p><p><b>　　控制信道分為三類:</b></p><p>　　1) 廣播信息（BCH），一種“點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)”單方向控制通道，基站向移動(dòng)站所有電臺(tái)和公共信息

29、。內(nèi)容傳輸?shù)囊苿?dòng)臺(tái)接入網(wǎng)絡(luò)和呼叫建立所有必要的信息。</p><p>　　2)公共控制信道(CCCH)，一種“一點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)”的雙向控制信道，其用途是傳輸鏈路連接所需要的控制信令與信息。它分為:</p><p>　?、賹ず粜诺?PCH):傳輸基站尋呼移動(dòng)臺(tái)的信息;</p><p>　?、陔S機(jī)接入信道(RACH):移動(dòng)控制臺(tái)入網(wǎng)時(shí)，向基站發(fā)送入網(wǎng)請(qǐng)求信息;</p&g

30、t;<p>　　③準(zhǔn)許接入信道(AGCH):基站在呼叫接續(xù)時(shí)，從移動(dòng)臺(tái)發(fā)送分配控制信道的信令。</p><p>　　3)專用控制信道(DCCH)，一種“點(diǎn)對(duì)點(diǎn)”的雙向控制信道，作用是在呼叫接續(xù)階段和在通信過程中，從移動(dòng)控制臺(tái)與基站間傳送所需的控制信息。其中又分為:</p><p>　?、侏?dú)立控制信道(SDCCH):傳輸移動(dòng)控制臺(tái)與基站相連接和信道所分配的及時(shí)信令;</p

31、><p>　?、诼佥o助控制信道 (SACCH):處于移動(dòng)控制臺(tái)和基站之間，以周期傳輸一些特定的有用信息，也是安排在業(yè)務(wù)通訊信道和有關(guān)的基本控制信道中，是一種復(fù)接傳輸信息的方式。</p><p>　　③快速輔助控制信道(FACCH):傳送與SDCCH相同的有用信息。使用時(shí)必須中斷業(yè)務(wù)信息(4幀)，及時(shí)將FACCH插入，在沒有分配SDCCH的狀況下，才用這種控制信道。由此可見，GSM通信系統(tǒng)在傳

32、輸所需的各種信令的同時(shí)，預(yù)設(shè)了多種專用的控制信道。</p><p>　　3.1.5 315MHZ調(diào)幅遙控器</p><p><b>　　1.發(fā)射、接收電路</b></p><p>　　為了實(shí)現(xiàn)用戶在進(jìn)入防區(qū)前或離開防區(qū)后能對(duì)系統(tǒng)的布、撤防狀態(tài)進(jìn)行改變，本設(shè)計(jì)選用了315MHZ調(diào)幅遙控器，該遙控器具有以下優(yōu)點(diǎn)：</p><p&

33、gt;　　1.1工作在業(yè)余頻段，不用花錢購買頻點(diǎn)；</p><p>　　1.2有效距離遠(yuǎn)，一般可達(dá)200－1000米；</p><p>　　1.3有豐富的地址碼供用戶選擇。</p><p>　　由于遙控器和遙控器接收板上應(yīng)用的PT2262/PT2272編解碼芯片對(duì)都提供8位三態(tài)的編解碼狀態(tài)，也就是說有3的8次方地址碼可供用戶選擇，足以滿足小區(qū)內(nèi)所有用戶的防盜報(bào)警布、

34、撤防應(yīng)用。</p><p>　　發(fā)射、接收電路電路圖分別圖3.1.1和3.1.2所示：</p><p>　　圖3.1.1 發(fā)射電路</p><p>　　圖3.1.2 接收電路</p><p>　　2.GSM模塊與單片機(jī)的鏈接</p><p>　　HRH GSM Modem 內(nèi)嵌高可靠性的GSM引擎（GSM Cellul

35、ar Engine）和51單片機(jī)系統(tǒng)（MCS51），標(biāo)準(zhǔn)串行接口和精簡的軟件接口協(xié)議，與單片機(jī)通過串口連接，由于HRH GSM模塊有9個(gè)外接引腳針，經(jīng)過變換放大與單片機(jī)的串行通信口連接，以半雙工的工作方式，來進(jìn)行通信和控制。</p><p>　　3.2 單片機(jī)模塊設(shè)計(jì)</p><p>　　1．AT89C51的主要性能</p><p>　　本設(shè)計(jì)由于要求必須使用單片機(jī)

36、作為系統(tǒng)的主控制器,而且以單片機(jī)為主控制器的設(shè)計(jì)，可以容易地將計(jì)算機(jī)技術(shù)和測量控制技術(shù)結(jié)合在一起，組成新型的只需要改變軟件程序就可</p><p>　　以更新?lián)Q代的“智能化測量控制系統(tǒng)”。這種新型的智能儀表在測量過程自動(dòng)化、測量結(jié)果的數(shù)據(jù)處理以及功能的多樣化方面，都取得了巨大的進(jìn)展。</p><p>　　再則由于系統(tǒng)沒有其它高標(biāo)準(zhǔn)的要求，又考慮到本設(shè)計(jì)中程序部分比較大，根據(jù)總體方案設(shè)計(jì)的分

37、析，設(shè)計(jì)這樣一個(gè)簡單的的系統(tǒng)，可以選用帶EPROM的單片機(jī)，由于應(yīng)用程序不大，應(yīng)用程序直接存儲(chǔ)在片內(nèi)，不用在外部擴(kuò)展存儲(chǔ)器，這樣電路也可簡化。INTEL公司的8051和8751都可使用，在這里選用AT89C51單片機(jī)，其特點(diǎn)為：</p><p>　　1.與MCS-51兼容</p><p>　　2.4K字節(jié)可編程FLASH存儲(chǔ)器</p><p>　　3.壽命：1000

38、寫/擦循環(huán)</p><p>　　4.數(shù)據(jù)保留時(shí)間：10年</p><p>　　5.全靜態(tài)工作：0Hz-24MHz</p><p>　　6.三級(jí)程序存儲(chǔ)器鎖定</p><p>　　7.128×8位內(nèi)部RAM</p><p>　　8.32可編程I/O線</p><p>　　9.兩個(gè)16位定

39、時(shí)器/計(jì)數(shù)器</p><p><b>　　10.5個(gè)中斷源</b></p><p>　　11.可編程串行通道</p><p>　　12.低功耗的閑置和掉電模式</p><p>　　13.片內(nèi)振蕩器和時(shí)鐘電路</p><p>　　2、AT89C51的引腳結(jié)構(gòu)</p><p>

40、　　AT89C51的引腳如圖3.1.4所示:</p><p>　　圖3.2.1 AT89C51的引腳</p><p><b>　　其引腳功能如下</b></p><p>　　·VCC：供電電壓。</p><p><b>　　·GND：接地。</b></p><

41、p>　　·P0口：P0口為一個(gè)8位漏級(jí)開路雙向I/O口，每腳可吸收8TTL門電流。當(dāng)P1口的管腳第一次寫1時(shí)，被定義為高阻輸入。P0能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，它可以被定義為數(shù)據(jù)/地址的第八位。在FIASH編程時(shí)，P0 口作為原碼輸入口，當(dāng)FIASH進(jìn)行校驗(yàn)時(shí)，P0輸出原碼，此時(shí)P0外部必須被拉高。</p><p>　　·P1口：P1口是一個(gè)內(nèi)部提供上拉電阻的8位雙向I/O口，P1口緩沖

42、器能接收輸出4TTL門電流。P1口管腳寫入1后，被內(nèi)部上拉為高，可用作輸入，P1口被外部下拉為低電平時(shí)，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。在FLASH編程和校驗(yàn)時(shí)，P1口作為第八位地址接收。</p><p>　　·P2口：P2口為一個(gè)內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口，P2口緩沖器可接收，輸出4個(gè)TTL門電流，當(dāng)P2口被寫“1”時(shí)，其管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高，且作為輸入。并因此作為輸入時(shí)，P2口的管腳被外部

43、拉低，將輸出電流。這是由于內(nèi)部上拉的緣故。P2口當(dāng)用于外部程序存儲(chǔ)器或16位地址外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行存取時(shí)，P2口輸出地址的高八位。在給出地址“1”時(shí)，它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢，當(dāng)對(duì)外部八位地址數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行讀寫時(shí)，P2口輸出其特殊功能寄存器的內(nèi)容。P2口在FLASH編程和校驗(yàn)時(shí)接收高八位地址信號(hào)和控制信號(hào)。</p><p>　　·P3口：P3口管腳是8個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的雙向I/O口，可接收輸出4個(gè)TTL門電流

44、。當(dāng)P3口寫入“1”后，它們被內(nèi)部上拉為高電平，并用作輸入。作為輸入，由于外部下拉為低電平，P3口將輸出電流（ILL）這是由于上拉的緣故。</p><p>　　·RST：復(fù)位輸入。當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時(shí)，要保持RST腳兩個(gè)機(jī)器周期的高電平時(shí)間。ALE/PROG：當(dāng)訪問外部存儲(chǔ)器時(shí)，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的地位字節(jié)。在FLASH編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。在平時(shí)，ALE端以不變的頻率周期輸出

45、正脈沖信號(hào)，此頻率為振蕩器頻率的1/6。因此它可用作對(duì)外部輸出的脈沖或用于定時(shí)目的。然而要注意的是：每當(dāng)用作外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，將跳過一個(gè)ALE脈沖。如想禁止ALE的輸出可在SFR8EH地址上置0。</p><p>　　此時(shí)， ALE只有在執(zhí)行MOVX，MOVC指令是ALE才起作用。另外，該引腳被略微拉高。如果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài)ALE禁止，置位無效。</p><p>　　·/P

46、SEN：外部程序存儲(chǔ)器的選通信號(hào)。在由外部程序存儲(chǔ)器取指期間，每個(gè)機(jī)器周期兩次/PSEN有效。但在訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，這兩次有效的/PSEN信號(hào)將不出現(xiàn)。</p><p>　　·/EA/VPP：當(dāng)/EA保持低電平時(shí)，則在此期間外部程序存儲(chǔ)器（0000H-FFFFH），不管是否有內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。注意加密方式1時(shí)，/EA將內(nèi)部鎖定為RESET；當(dāng)/EA端保持高電平時(shí)，此間內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。在FLASH編程期

47、間，此引腳也用于施加12V編程電源（VPP）。</p><p>　　·XTAL1：反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時(shí)鐘工作電路的輸入。</p><p>　　·XTAL2：來自反向振蕩器的輸出。</p><p>　　3.3時(shí)鐘芯片模塊設(shè)計(jì)</p><p>　　1.時(shí)鐘芯片DS1302簡介</p><p>　

48、　DS1302是美國DALLAS公司推出的一種高性能、低功耗的實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片，附加31字節(jié)靜態(tài)RAM，采用SPI三線接口與CPU進(jìn)行同步通信，并可采用突發(fā)方式一次傳送多個(gè)字節(jié)的時(shí)鐘信號(hào)和RAM數(shù)據(jù)。實(shí)時(shí)時(shí)鐘可提供秒、分、時(shí)、日、星期、月和年，一個(gè)月小與31天時(shí)可以自動(dòng)調(diào)整，且具有閏年補(bǔ)償功能。工作電壓寬達(dá)2.5～5.5V。采用雙電源供電（主電源和備用電源），可設(shè)置備用電源充電方式，提供了對(duì)后備電源進(jìn)行涓細(xì)電流充電的能力。DS1302的內(nèi)部

49、結(jié)構(gòu)如圖3.3.1所示。DS1302用于數(shù)據(jù)記錄，特別是對(duì)某些具有特殊意義的數(shù)據(jù)點(diǎn)的記錄上，能實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)與出現(xiàn)該數(shù)據(jù)的時(shí)間同時(shí)記錄，因此廣泛應(yīng)用于測量系統(tǒng)中。</p><p>　　圖3.3.1 DS1302的內(nèi)部結(jié)構(gòu)</p><p>　　時(shí)鐘芯片DS1302的外部引腳分配如圖3.3.2所示：</p><p>　　圖3.3.2 DS1302的外部引腳分配</p&g

50、t;<p><b>　　各引腳的功能為：</b></p><p>　　Vcc1：主電源；Vcc2：備份電源。當(dāng)Vcc2>Vcc1+0.2V時(shí)，由Vcc2向DS1302供電；當(dāng)Vcc2<Vcc1時(shí)，由Vcc1向DS1302供電。</p><p>　　SCLK：串行時(shí)鐘，輸入；</p><p>　　I/O：三線接口時(shí)的雙向

51、數(shù)據(jù)線；</p><p>　　CE：輸入信號(hào)，在讀、寫數(shù)據(jù)期間，必須為高。該引腳有兩個(gè)功能：第一，CE開始控制字訪問移位寄存器的控制邏輯；其次，CE提供結(jié)束單字節(jié)或多字節(jié)數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆椒ā?lt;/p><p>　　DS1302有下列幾組寄存器：</p><p>　　.DS1302有關(guān)日歷、時(shí)間的寄存器共有12個(gè)，其中有7個(gè)寄存器（讀時(shí)81h～8Dh，寫時(shí)80h～8Ch），

52、存放的數(shù)據(jù)格式為BCD碼形式，如表3.3.1所示：</p><p><b>　　表3.3.1 </b></p><p>　　小時(shí)寄存器（85h、84h）的位7用于定義DS1302是運(yùn)行于12小時(shí)模式還是24小時(shí)模式。當(dāng)為高時(shí)，選擇12小時(shí)模式。在12小時(shí)模式時(shí)，位5是 ，當(dāng)為1時(shí)，表示PM。在24小時(shí)模式時(shí)，位5是第二個(gè)10小時(shí)位。</p><p&

53、gt;　　秒寄存器（81h、80h）的位7定義為時(shí)鐘暫停標(biāo)志（CH）。當(dāng)該位置為1時(shí)，時(shí)鐘振蕩器停止，DS1302處于低功耗狀態(tài)；當(dāng)該位置為0時(shí)，時(shí)鐘開始運(yùn)行。</p><p>　　寄存器（8Fh、8Eh）的位7是寫保護(hù)位（WP），其它7位均置為0。在任何的對(duì)時(shí)鐘和RAM的寫操作之前，WP位必須為0。當(dāng)WP位為1時(shí)，寫保護(hù)位防止對(duì)任一寄存器的寫操作。</p><p>　　.DS1302有關(guān)

54、RAM的地址</p><p>　　DS1302中附加31字節(jié)靜態(tài)RAM的地址如表3.3.2所示。</p><p><b>　　表3.3.2</b></p><p>　　DS1302的工作模式寄存器</p><p>　　所謂突發(fā)模式是指一次傳送多個(gè)字節(jié)的時(shí)鐘信號(hào)和RAM數(shù)據(jù)。突發(fā)模式寄存器如表3.3.3所示：</p&

55、gt;<p><b>　　表3.3.3</b></p><p>　　此外，DS1302還有充電寄存器等。</p><p><b>　　2.讀寫時(shí)序說明</b></p><p>　　DS1302是SPI總線驅(qū)動(dòng)方式。它不僅要向寄存器寫入控制字，還需要讀取相應(yīng)寄存器的數(shù)據(jù)。</p><p>

56、;　　要想與DS1302通信，首先要先了解DS1302的控制字。DS1302的控制字如圖3.3.3：</p><p>　　圖3.3.3 控制字（即地址及命令字節(jié)）</p><p>　　控制字的最高有效位（位7）必須是邏輯1，如果它為0，則不能把數(shù)據(jù)寫入到DS1302中。位6：如果為0，則表示存取日歷時(shí)鐘數(shù)據(jù)，為1表示存取RAM數(shù)據(jù)；位5至位1（A4～A0）：指示操作單元的地址；位0（最低有

57、效位）：如為0，表示要進(jìn)行寫操作，為1表示進(jìn)行讀操作。</p><p>　　控制字總是從最低位開始輸出。在控制字指令輸入后的下一個(gè)SCLK時(shí)鐘的上升沿時(shí)，數(shù)據(jù)被寫入DS1302，數(shù)據(jù)輸入從最低位（0位）開始。同樣，在緊跟8位的控制字指令后的下</p><p>　　一個(gè)SCLK脈沖的下降沿，讀出DS1302的數(shù)據(jù)，讀出的數(shù)據(jù)也是從最低位到最高位。數(shù)據(jù)讀寫時(shí)序如圖3.3.4：</p>

58、;<p>　　圖3.3.4 數(shù)據(jù)讀寫時(shí)序</p><p>　　3. 4傳感器模塊設(shè)計(jì)</p><p>　　1．DS18B20溫度傳感器</p><p>　　DS18B20溫度傳感器提供9位（二進(jìn)制）溫度讀數(shù)，指示器件溫度，所以無需A/D轉(zhuǎn)換。信息經(jīng)過單線接口送入DS18B20 或從DS18B20送出，因此從主機(jī)CPU到DS18B20僅需一條線連接，而且

59、DS18B20的電源可由數(shù)據(jù)線本身提供（相對(duì)于外部電源，轉(zhuǎn)換時(shí)間要延長）。因此每一個(gè)DS18B20在出廠時(shí)已經(jīng)給定了唯一的序號(hào)因此從理論上說任意多個(gè)DS18B20可以連接在一條單線總線上。DS18B20的測量范圍從-55℃到+125℃，增量為0.5℃（最高精度可達(dá)0.1℃），轉(zhuǎn)換速度小于1s。</p><p>　　由于DS18B20只有一根數(shù)據(jù)線。因此它和主機(jī)（單片機(jī)）通信是需要串行通信，而AT89C51有兩個(gè)串

60、行端口，所以可以不用軟件來模擬實(shí)現(xiàn)。經(jīng)過單線接口訪問DC18B20必須遵循如下協(xié)議：初始化、ROM操作命令、存儲(chǔ)器操作命令和控制操作。要使傳感器工作，一切處理均從序列開始。</p><p>　　主機(jī)發(fā)送（Tx）--復(fù)位脈沖（最短為480μs的低電平信號(hào)）。接著主機(jī)便釋放此線并進(jìn)入接收方式（Rx）?？偩€經(jīng)過4.7K的上拉電阻被拉至高電平狀態(tài)。在檢測到I/O引腳上的上升沿之后，DS18B20等待15-60μs,并且接

61、著發(fā)送脈沖（60-240μs的低電平信號(hào)）。然后以存在復(fù)位脈沖表示DS18B20已經(jīng)準(zhǔn)備好發(fā)送或接收，然后給出正確的ROM命令和存儲(chǔ)操作命</p><p>　　令的數(shù)據(jù)。DS18B20通過使用時(shí)間片來讀出和寫入數(shù)據(jù)，時(shí)間片用于處理數(shù)據(jù)位和進(jìn)行何種指定操作的命令。它有寫時(shí)間片和讀時(shí)間片兩種。</p><p>　　寫時(shí)間片：當(dāng)主機(jī)把數(shù)據(jù)線從邏輯高電平拉至邏輯低電平時(shí)，產(chǎn)生寫時(shí)間片。有兩種類型的

62、寫時(shí)間片：寫1時(shí)間片和寫0時(shí)間片。所有時(shí)間片必須有60微秒的持續(xù)期，在各寫周期之間必須有最短為1微秒的恢復(fù)時(shí)間。</p><p>　　讀時(shí)間片：從DS18B20讀數(shù)據(jù)時(shí)，使用讀時(shí)間片。當(dāng)主機(jī)把數(shù)據(jù)線從邏輯高電平拉至邏輯低電平時(shí)產(chǎn)生讀時(shí)間片。數(shù)據(jù)線在邏輯低電平必須保持至少1微秒；來自DS18B20的輸出數(shù)據(jù)在時(shí)間下降沿之后的15微秒內(nèi)有效。為了讀出從讀時(shí)間片開始算起15微秒的狀態(tài)，主機(jī)必須停止把引腳驅(qū)動(dòng)拉至低電平。

63、在時(shí)間片結(jié)束時(shí)，I/O引腳經(jīng)過外部的上拉電阻拉回高電平，所有讀時(shí)間片的最短持續(xù)期為60微秒，包括兩個(gè)讀周期間至少1μs的恢復(fù)時(shí)間。</p><p>　　一旦主機(jī)檢測到DS18B20的存在，它便可以發(fā)送一個(gè)器件ROM操作命令。所有ROM操作命令均為8位長。</p><p>　　DS18B20的光刻ROM中存有64位序列號(hào)，它可以看作是該DS18B20的地址序列碼。64位光刻ROM的排列是：開

64、始8位（28H）是產(chǎn)品類型標(biāo)號(hào)，接著的48位是該DS18B20自身的</p><p>　　序列號(hào)，最后8位是前面56位的循環(huán)冗余校驗(yàn)碼（CRC=X8+X5+X4+1）。光刻ROM的作用是使每一個(gè)DS18B20擁有惟一的地址序列碼，以確保在一根總線上掛接多個(gè)DS18B20。</p><p>　　所有的串行通訊，讀寫每一個(gè)bit位數(shù)據(jù)都必須嚴(yán)格遵守器件的時(shí)序邏輯來編程，同時(shí)還必須遵守總線命令序

65、列，對(duì)單總線的DS18B20芯片來說，訪問每個(gè)器件都要遵守下列命令序列：首先是初始化；其次執(zhí)行ROM命令；最后就是執(zhí)行功能命令(ROM命令和功能命令后面以表格形式給出)。</p><p>　　如果出現(xiàn)序列混亂，則單總線器件不會(huì)響應(yīng)主機(jī)。當(dāng)然，搜索ROM命令和報(bào)警搜索命令，在執(zhí)行兩者中任何一條命令之后，要返回初始化。</p><p>　　基于單總線上的所有傳輸過程都是以初始化開始的，初始化過

66、程由主機(jī)發(fā)出的復(fù)位脈沖和從機(jī)響應(yīng)的應(yīng)答脈沖組成。應(yīng)答脈沖使主機(jī)知道，總線上有從機(jī)，且準(zhǔn)備就緒。</p><p>　　在主機(jī)檢測到應(yīng)答脈沖后，就可以發(fā)出ROM命令。這些命令與各個(gè)從機(jī)設(shè)備的唯一64 位ROM代碼相關(guān)。在主機(jī)發(fā)出ROM命令，以訪問某個(gè)指定的DS18B20，接著就可以發(fā)出DS18B20支持的某個(gè)功能命令。這些命令允許主機(jī)寫入或讀出DS18B20便箋式RAM、啟動(dòng)溫度轉(zhuǎn)換。軟件實(shí)現(xiàn)DS18B20的工作嚴(yán)格

67、遵守單總線協(xié)議：</p><p>　　(1)主機(jī)首先發(fā)出一個(gè)復(fù)位脈沖，信號(hào)線上的DS18B20器件被復(fù)位。</p><p>　　(2)接著主機(jī)發(fā)送ROM命令，程序開始讀取單個(gè)在線的芯片ROM編碼并保存在單片機(jī)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器中，把用到的DS18B20的ROM編碼離線讀出，最后用一個(gè)二維數(shù)組保存ROM編碼，數(shù)據(jù)保存在X25043中。</p><p>　　(3)系統(tǒng)工作時(shí)，把

68、讀取了編碼的DS18B20掛在總線上。發(fā)溫度轉(zhuǎn)換命令，再總線復(fù)位。</p><p>　　(4)然后就可以從剛才的二維數(shù)組匹配在線的溫度傳感器，隨后發(fā)溫度讀取命令就可以獲得對(duì)應(yīng)的溫度值了。</p><p>　　在主機(jī)初始化過程，主機(jī)通過拉低單總線至少480us，來產(chǎn)生復(fù)位脈沖。接著，主機(jī)釋放總線，并進(jìn)入接收模式。當(dāng)總線被釋放后，上拉電阻將單總線拉高。在單總線器件檢測到上升沿后，延時(shí)15～60

69、us，接著通過拉低總線60-240us，以產(chǎn)生應(yīng)答脈沖。</p><p>　　寫時(shí)序均起始于主機(jī)拉低總線，產(chǎn)生寫1時(shí)序的方式：主機(jī)在拉低總線后，接著必須在15us之內(nèi)釋放總線。產(chǎn)生寫0時(shí)序的方式：在主機(jī)拉低總線后，只需在整個(gè)時(shí)序期間保持低電平即可(至少60us)。</p><p>　　在寫字節(jié)程序中的寫一個(gè)bit位的時(shí)候，沒有按照通常的分別寫0時(shí)序和寫1時(shí)序，而是把兩者結(jié)合起來，當(dāng)主機(jī)拉低

70、總線后在15us之內(nèi)將要寫的位c給DO：如果c是高電平滿足15us內(nèi)釋放總線的要求，如果c是低電平，則DO＝c這條語句仍然是把總線拉在低電平，最后都通過延時(shí)58us完成一個(gè)寫時(shí)序(寫時(shí)序0或?qū)憰r(shí)序1)過程。</p><p>　　每個(gè)讀時(shí)隙都由主機(jī)發(fā)起，至少拉低總線1us，在主機(jī)發(fā)起讀時(shí)序之后，單總線器件才開始在總線上發(fā)送0或1。所有讀時(shí)序至少需要60us。</p><p>　　單片機(jī)通過命

71、令實(shí)現(xiàn)對(duì)DS18B20的控制，其支持的主要命令及其功能如表3.4.1所示：</p><p><b>　　表3.4.1 </b></p><p>　　2． BISS0001紅外傳感器</p><p>　?。ㄒ唬〣ISS0001的特點(diǎn)</p><p>　　BISS0001是一款具有較高性能的傳感信號(hào)處理集成電路，它配以熱釋電

72、紅外傳感器和少量外接元器件構(gòu)成被動(dòng)式的熱釋電紅外開關(guān)。它能自動(dòng)快速開啟各類白熾燈、熒光燈、蜂鳴</p><p>　　器、自動(dòng)門、電風(fēng)扇、烘干機(jī)和自動(dòng)洗手池等裝置，特別適用于企業(yè)、賓館、商場、庫房及</p><p>　　家庭的過道、走廊等敏感區(qū)域，或用于安全區(qū)域的自動(dòng)燈光、照明和報(bào)警系統(tǒng)。</p><p><b>　　1.CMOS工藝</b>&l

73、t;/p><p><b>　　2.數(shù)?；旌?lt;/b></p><p>　　3.具有獨(dú)立的高輸入阻抗運(yùn)算放大器</p><p>　　4.內(nèi)部的雙向鑒幅器可有效抑制干擾</p><p>　　5.內(nèi)設(shè)延遲時(shí)間定時(shí)器和封鎖時(shí)間定時(shí)器</p><p>　　6.采用16腳DIP封裝</p><p

74、>　?。ǘ┓娇驁D與引出端功能</p><p>　　BISS0001的方框圖如圖3.4.1所示：</p><p>　　圖3.4.1 BISS0001的方框圖 </p><p>　?。ㄈ〣ISS0001的管腳圖說明</p><p>　　BISS0001管腳圖如圖3.4.2所示 </p><p>　　圖3.4.2

75、BISS0001的管腳圖</p><p>　　管腳說明如表3.4.2所示：</p><p><b>　　表3.4.2</b></p><p>　?。ㄋ模〣ISS0001的工作原理</p><p>　　BISS0001是由運(yùn)算放大器、電壓比較器、狀態(tài)控制器、延遲時(shí)間定時(shí)器以及封鎖時(shí)間定時(shí)器等構(gòu)成的數(shù)?；旌蠈Ｓ眉呻娐?。&l

76、t;/p><p>　　首先，根據(jù)實(shí)際需要，利用運(yùn)算放大器OP1組成傳感信號(hào)預(yù)處理電路，將信號(hào)放大。然后耦合給運(yùn)算放大器OP2，再進(jìn)行第二級(jí)放大，同時(shí)將直流電位抬高為VM(≈0。5VDD)后，將</p><p>　　輸出信號(hào)V2送到由比較器COP1和COP2組成的雙向鑒幅器，檢出有效觸發(fā)信號(hào)Vs。由于VH≈0。7VDD、VL≈0。3VDD，所以，當(dāng)VDD=5V時(shí)，可有效抑制±1V的噪聲

77、干擾，提高系統(tǒng)的可靠性。</p><p>　　COP3是一個(gè)條件比較器。當(dāng)輸入電壓Vc<VR(≈0。2VDD)時(shí)，COP3輸出為低電平封住了與門</p><p>　　U2,禁止觸發(fā)信號(hào)Vs向下級(jí)傳遞；而當(dāng)Vc>VR時(shí)，COP3輸出為高電平，進(jìn)入延時(shí)周期。當(dāng)A</p><p>　　端接“0”電平時(shí)，在Tx時(shí)間內(nèi)任何V2的變化都被忽略，直至Tx時(shí)間結(jié)束，即所

78、謂不可重復(fù)觸發(fā)工作方式。當(dāng)Tx時(shí)間結(jié)束時(shí)，Vo下跳回低電平，同時(shí)啟動(dòng)封鎖時(shí)間定時(shí)器而進(jìn)入封鎖周期Ti。在Ti時(shí)間內(nèi)，任何V2的變化都不能使Vo跳變?yōu)橛行顟B(tài)（高電平）,可有效抑</p><p>　　制負(fù)載切換過程中產(chǎn)生的各種干擾。</p><p>　　BISS0001的應(yīng)用電路如圖3.4.4所示：</p><p>　　圖3.4.4 BISS0001的熱釋電紅外開關(guān)應(yīng)

79、用電路圖</p><p>　　上圖中，運(yùn)算放大器OP1將熱釋電紅外傳感器的輸出信號(hào)作第一級(jí)放大，然后由C3耦合給運(yùn)算放大器OP2進(jìn)行第二級(jí)放大，再經(jīng)由電壓比較器COP1和COP2構(gòu)成的雙向鑒幅器處理后，檢出有效觸發(fā)信號(hào)Vs去啟動(dòng)延遲時(shí)間定時(shí)器，輸出信號(hào)Vo經(jīng)晶體管T1放大驅(qū)動(dòng)繼電器去接通負(fù)載。</p><p>　　上圖中，R3為光敏電阻，用來檢測環(huán)境照度。當(dāng)作為照明控制時(shí)，若環(huán)境較明亮，R

80、3的電阻值會(huì)降低，使9腳的輸入保持為低電平，從而封鎖觸發(fā)信號(hào)Vs。SW1是工作方式選擇開關(guān)，當(dāng)SW1與1端連通時(shí)，芯片處于可重復(fù)觸發(fā)工作方式；當(dāng)SW1與2端連通時(shí)，芯片則處于不可重復(fù)觸發(fā)工作方式。圖中R6可以調(diào)節(jié)放大器增益的大小，原廠圖紙選10K，實(shí)際使用時(shí)可以用3K，可以提高電路增益改善電路性能。輸出延遲時(shí)間Tx由外部的R9和C7的大小調(diào)整，觸發(fā)封鎖時(shí)間Ti由外部的R10和C6的大小調(diào)整，R9/R10可以用470歐姆，C6/C7可以選

81、0。1U。說明 該傳感器采用熱釋電材料極化隨溫度變化的特性探測紅外輻射，采用雙靈敏元互補(bǔ)方法抑制溫度變化產(chǎn)生的干擾，提高了傳感器的工作穩(wěn)定性。</p><p>　　、上述特性指標(biāo)是在源極電阻R2=47KΩ條件下測定的，用戶使用傳感器時(shí)，可根據(jù)自己的需要調(diào)整R2的大小。</p><p>　　、注意靈敏元的位置及視場大小，以便得到最佳光學(xué)設(shè)計(jì)。</p><p>　　、所

82、有電壓信號(hào)的測量都是采用峰一峰值定標(biāo)。平衡度B中的EA和EB分別表示兩</p><p>　　個(gè)靈敏元的電壓輸出信號(hào)的峰一峰值。</p><p>　　2、TGS308燃?xì)鈧鞲衅?lt;/p><p>　　在出現(xiàn)可燃性氣體時(shí)TGS308型氣體傳感器的電導(dǎo)增加，通過電位器RP滑動(dòng)點(diǎn)取出電壓，其值從正常的3V有效值增加到20V。此升高的電壓經(jīng)二極管和4.7K電阻加至晶體管VT1，

83、使之導(dǎo)通，VT1導(dǎo)通使雙向晶體管2N6070A導(dǎo)通，使之輸出一個(gè)高電平，來使單片機(jī)控制工作。在檢測煙霧信號(hào)時(shí)，為了簡單電路，我選用了與TGS308工作原理相近的8224煙霧傳感器。同樣，在8224周圍氣體濃度增加時(shí)，它的電導(dǎo)也會(huì)增加，通過這個(gè)電路也可以實(shí)現(xiàn)向</p><p>　　單片機(jī)發(fā)送開關(guān)信號(hào)，來控制報(bào)警信號(hào)。其電路圖如圖3.4.5所示：</p><p>　　圖 3.4.5 燃?xì)鈧鞲衅?/p>

84、電路</p><p>　　復(fù)位電路如圖3.4.6所示</p><p>　　圖3.4.6 復(fù)位電路</p><p>　　該部分電路完成AT89C51的復(fù)位，采用按鍵復(fù)位的方式，它與單片機(jī)的RST引腳相連，</p><p>　　當(dāng)單片機(jī)出現(xiàn)死機(jī)或希望它復(fù)位的情況下，該電路就會(huì)起作用，同時(shí)它也具有上電復(fù)位的功能。其電阻R1為200歐姆，R2為1K歐

85、姆，電容為22uF。</p><p><b>　　3.5電源模塊設(shè)計(jì)</b></p><p>　　單片機(jī)電源如圖3.5.1所示：</p><p>　　圖3.5.1 單片機(jī)電源</p><p>　　由于電子技術(shù)的特性，電子設(shè)備對(duì)電源電路的要求就是能夠提供持續(xù)穩(wěn)定、滿</p><p>　　足負(fù)載要求的

86、電能，所以一般需要單獨(dú)設(shè)計(jì)電源電路，單片機(jī)要求電源中應(yīng)盡量較少紋波,電壓要恒定,且單片機(jī)復(fù)位電路要穩(wěn)定、可靠,考故需要設(shè)計(jì)一個(gè)直流穩(wěn)壓電源給單片機(jī)供電，先經(jīng)變壓器轉(zhuǎn)為9伏的交流電，再通過橋堆2W10對(duì)輸入的9伏的交流電進(jìn)行整流，然后通過電容濾波，穩(wěn)壓器進(jìn)行穩(wěn)壓，使后續(xù)電路的電壓穩(wěn)定為 +5伏，電源指示燈亮，說明該模塊能正常工作。</p><p><b>　　4.軟件設(shè)計(jì)</b></p&

87、gt;<p>　　4.1 軟件開發(fā)環(huán)境</p><p>　　4.1.1 Proteus仿真軟件簡介</p><p>　　Proteus ISIS是英國Labcenter公司開發(fā)的電路分析與實(shí)物仿真軟件。它運(yùn)行于Windows操作系統(tǒng)上，可以仿真、分析(SPICE)各種模擬器件和集成電路，該軟件的特點(diǎn)是：①實(shí)現(xiàn)了單片機(jī)仿真和SPICE電路仿真相結(jié)合。具有模擬電路仿真、數(shù)字電路仿

88、真、單片機(jī)及其外圍電路組成的系統(tǒng)的仿真、RS232動(dòng)態(tài)仿真、I2C調(diào)試器、SPI調(diào)試器、鍵盤和LCD系統(tǒng)仿真的功能；有各種虛擬儀器，如示波器、邏輯分析儀、信號(hào)發(fā)生器等。②支持主流單片機(jī)系統(tǒng)的仿真。目前支持的單片機(jī)類型有：68000系列、8051系列、AVR系列、PIC12系列、PIC16系列、PIC18系列、Z80系列、HC11系列以及各種外圍芯片。③提供軟件調(diào)試功能。在硬件仿真系統(tǒng)中具有全速、單步、設(shè)置斷點(diǎn)等調(diào)試功能，同時(shí)可以觀察各個(gè)

89、變量、寄存器等的當(dāng)前狀態(tài)，因此在該軟件仿真系統(tǒng)中，也必須具有這些功能；同時(shí)支持第三方的軟件編譯和調(diào)試環(huán)境，如Keil C51 uVision2等軟件。④具有強(qiáng)大的原理圖繪制功能?？傊?，該軟件是一款集單片機(jī)和SPICE分析于一身的仿真軟件，功能極其強(qiáng)大。</p><p>　　Proteus主要用于繪制原理圖并可進(jìn)行電路仿真，Proteus ARES 主要用于PCB 設(shè)計(jì)。ISIS的主界面主要包括：1 是電路圖概覽區(qū)

90、、2 是元器件列表區(qū)、3 是繪圖區(qū)。繪制電路圖的過程如下：</p><p>　　單擊2 區(qū)的P 命令即彈出元器件選擇（Pick Devices）對(duì)話框，Proteus 提供了豐富的元器件資源，包括30 余種元器件庫，有些元器件庫還具有子庫。利用該對(duì)話框提供的關(guān)鍵詞（Keywords）搜索功能，輸入所要添加的元器件名稱，即可在結(jié)果（Results）中查找，找到后雙擊鼠標(biāo)左鍵即可將該元器件添到2 區(qū)，待所有需要的元器

91、件添加完成后點(diǎn)擊對(duì)話框右下角的OK 按鈕，返回主界面。接著在2 區(qū)中選中某一個(gè)元器件名稱，直接在3 區(qū)中單擊鼠標(biāo)左鍵即可將該元器件添加到3 區(qū)。</p><p>　　由于是英國的軟件，特別要注意的是繪圖區(qū)中鼠標(biāo)的操作和一般軟件的操作習(xí)慣不同，這正像是司機(jī)座位和人行道走向和國內(nèi)不同一樣。單擊左鍵是完成在2 區(qū)中被選中的元器件的粘貼功能；將鼠標(biāo)置于某元器件上并單擊右鍵則是選中該元器件（呈現(xiàn)紅色），若再次單擊右鍵的話則

92、刪除該元器件，而單擊左鍵的話則會(huì)彈出該元器件的編輯對(duì)話框（Edit Component）；若不需再選中任何元器件，則將鼠標(biāo)置于3 區(qū)的空白處單擊右鍵即可；另外如果想移動(dòng)某元器件，則選中該元器件后再按住鼠標(biāo)左鍵即可將之移動(dòng)。</p><p>　　元器件之間的連線方法為：將鼠標(biāo)移至元器件的某引腳，即會(huì)出現(xiàn)一個(gè)“×”符號(hào)，按住鼠標(biāo)左鍵后移動(dòng)鼠標(biāo)，將線引至另一引腳處將再次出現(xiàn)符號(hào)“×”，此時(shí)單擊鼠標(biāo)左

93、鍵便</p><p>　　可完成連線。連線時(shí)在需拐彎的地方單擊鼠標(biāo)左鍵即可實(shí)現(xiàn)方向的改變。繪制好電路后，可利用1區(qū)的綠色邊框?qū)? 區(qū)的電路進(jìn)行定位。</p><p>　　4.1.2 keil編譯及調(diào)試軟件簡介</p><p>　　目前流行的51系列單片機(jī)開發(fā)軟件是德國Keil公司推出的Keil C51軟件，它是一個(gè)基于32位Windows環(huán)境的應(yīng)用程序，支持C語言和

94、匯編語言編程，其6.0以上的版本將編譯和仿真軟件統(tǒng)一為μVision（通常稱為μV2）。Keil提供包括C編譯器、宏匯編、連接器、庫管理和一個(gè)功能強(qiáng)大的仿真調(diào)試器等在內(nèi)的完整開發(fā)方案，由以下幾部分組成：μVision IDE集成開發(fā)環(huán)境（包括工程管理器、源程序編輯器、程序調(diào)試器）、C51編譯器、A51匯編器、LIB51庫管理器、BL51連接/定位器、OH51目標(biāo)文件生成器以及Monitor-51、RTX51實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)。</p&g

95、t;<p>　　應(yīng)用Keil進(jìn)行軟件仿真開發(fā)的主要步驟為：編寫源程序并保存——建立工程并添加源文件——設(shè)置工程——編譯/匯編、連接，產(chǎn)生目標(biāo)文件——程序調(diào)試。Keil使用“工程”（Project）的概念，對(duì)工程（而不能對(duì)單一的源程序）進(jìn)行編譯/匯編、連接等操作。工程的建立、設(shè)置、編譯/匯編及連接產(chǎn)生目標(biāo)文件的方法非常易于掌握。首先選擇菜單File—New，在源程序編輯器中輸入?yún)R編語言或C語言源程序（或選擇File—Open

96、…，直接打開已用其他編輯器編輯好的源程序文檔）并保存，注意保存時(shí)必須在文件名后加上擴(kuò)展名.asm（.a51）或.c；然后選擇菜單Project—New Project…，建立新工程并保存（保存時(shí)無需加擴(kuò)展名，也可加上擴(kuò)展名.uv2）；工程保存后會(huì)立即彈出一個(gè)設(shè)備選擇對(duì)話框，選擇CPU后點(diǎn)確定返回主界面。這時(shí)工程管理窗口的文件頁（Files）會(huì)出現(xiàn)“Target1”，將其前面+號(hào)展開，接著選擇Source Group1，右擊鼠標(biāo)彈出快捷菜

97、單，選擇“Add File to Group ‘Source Group1’”，出現(xiàn)一個(gè)對(duì)話框，要求尋找并加入源文件（在加入一個(gè)源文件后，該對(duì)話框不會(huì)</p><p>　　成功編譯/匯編、連接后，選擇菜單Debug—Start/Stop Debug Session（或按Ctrl+F5鍵）進(jìn)入程序調(diào)試狀態(tài)，Keil提供對(duì)程序的模擬調(diào)試功能，內(nèi)建一個(gè)功能強(qiáng)大的仿真CPU以模擬執(zhí)行程序。Keil能以單步執(zhí)行（按F11或

98、選擇Debug—Step）、過程單步執(zhí)行（按F10</p><p>　　或選擇Debug—Step Over）、全速執(zhí)行等多種運(yùn)行方式進(jìn)行程序調(diào)試。如果發(fā)現(xiàn)程序有錯(cuò)，</p><p>　　可采用在線匯編功能對(duì)程序進(jìn)行在線修改（Debug—Inline Assambly…），不必執(zhí)行先退出調(diào)試環(huán)境、修改源程序、對(duì)工程重新進(jìn)行編譯/匯編和連接、然后再次進(jìn)入調(diào)試狀態(tài)的步驟。對(duì)于一些必須滿足一定條

99、件（如按鍵被按下等）才能被執(zhí)行的、難以用單步執(zhí)行方式進(jìn)行調(diào)試的程序行，可采用斷點(diǎn)設(shè)置的方法處理（Debug—Insert/Remove Breakpoint或Debug—Breakpoints…等）。在模擬調(diào)試程序后，還須通過編程器將.hex目標(biāo)文件燒寫入單片機(jī)中才能觀察目標(biāo)樣機(jī)真實(shí)的運(yùn)行狀況。</p><p>　　Keil軟件Eval版（免費(fèi)產(chǎn)品）的功能與商業(yè)版相同，只是程序的最大代碼量不得超過2kB，但對(duì)初學(xué)

100、者而言已是足夠。Keil軟件由于其強(qiáng)大的軟件仿真功能，友好的用戶界面以及易于掌握的特點(diǎn)而受到工程技術(shù)人員的歡迎，有人甚至認(rèn)為Keil是目前最好的51單片機(jī)開發(fā)應(yīng)用軟件。</p><p>　　4.1.3 主程序流程框圖</p><p>　　圖4.1.1主程序流程圖</p><p>　　4.2 SM短信模塊編程</p><p>　　4.2.1常見

101、 AT 指令及使用方法</p><p>　　AT指令集是指專用于調(diào)制解調(diào)器的命令集，GSM07.07 協(xié)議對(duì)AT指 令做了詳細(xì)的介紹。</p><p>　　計(jì)算機(jī)和單片機(jī)可以發(fā)送AT指令來控制調(diào)制解調(diào)器，發(fā)送AT指令給調(diào)制解調(diào)器時(shí)，應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：</p><p>　　(1)每個(gè) AT 命令字符串的最后面必須加上CR(也就是鍵盤上的Enter鍵)字符，否則調(diào)制解調(diào)器

102、將不識(shí)別此命令。這個(gè)字符就是結(jié)束符。</p><p>　　(2)除了“A/”及“+++”命令外，其它的命令必須加上AT兩個(gè)字符。</p><p>　　(3)命令字符串可以合成一個(gè)字符串后再一次送給調(diào)制解調(diào)器，但總 的字符串長度不得超過 40 個(gè)字符，而且所有的字符必須一律大寫或小寫。</p><p>　　(4)命令集分成AT標(biāo)準(zhǔn)命令集、AT 高級(jí)命令集、緩存器命令集

103、、AT+F傳真命令集及AT+V語言命令集等。常見的AT指令的功能： </p><p>　　A/：重新執(zhí)行前一命令，當(dāng)此字符串被數(shù)據(jù)收到后，調(diào)制解調(diào)器即執(zhí)行前一個(gè)命令，不需要加上 AT，而在此字符串的后面也不需要加上CR+++：從數(shù)據(jù)模式切換到命令模式。</p><p>　　AT+CMGC：Send an SMS command(發(fā)出一條短消息命令)。AT+CMGD：Delete SMS m

104、essage(刪除 SIM 卡內(nèi)存的短消息)。 AT+CMGF ： Select SMS message formate( 選擇短消息信息格式：0-PDU;1-文本)。AT+CMGL：List SMS message from preferred store(列出 SIM 卡中的短 消息 PDU/text:0/“REC UNREAD”-未讀，1/“REC READ”-已讀， 2/“STO UNSENT”-待發(fā)，3/“STO

105、SENT”-已發(fā)，4/“ALL”-全部的)。</p><p>　　AT+CMGR：Read SMS message(讀短消息)。</p><p>　　AT+CMGS：Send SMS message(發(fā)送短消息)。</p><p>　　AT+CMGW：Write SMS message to memory(向 SIM 內(nèi)存中寫入待發(fā)的 短消息)。</p>

106、<p>　　AT+CMSS：Send SMS message from storage(從 SIM 內(nèi)存中發(fā)送短消 息)。</p><p>　　AT+CNMI：New SMS message indications(顯示新收到的短消息)。</p><p>　　AT+CPMS：Preferred SMS message storage(選擇短消息內(nèi)存)。</p>

107、<p>　　AT+CSCA：SMS service center address(短消息中心地址)。 AT+CSCB：Select cell broadcast messages(選擇蜂窩廣播消息)。</p><p>　　AT+CSMP：Set SMS text mode parameters(設(shè)置短消息文本模式參數(shù))。</p><p>　　AT+CSMS：Select Mess

108、age Service(選擇短消息服務(wù))。</p><p>　　4.2.2短消息的編碼方式</p><p>　　根據(jù)GSM07.07 協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)SMS的控制共有3種實(shí)現(xiàn)途徑：</p><p>　　(1)最初的 Block Mode：一個(gè)二進(jìn)制的協(xié)議，這個(gè)協(xié)議適用于在不完 全可靠的地方，特別是對(duì)遠(yuǎn)程設(shè)備的控制。但是，Block Mode 已是昔日黃 花，目前應(yīng)用很少

109、。</p><p>　　(2)基于 AT 命令的 Text Mode：定義了一個(gè)基于 AT 命令以字符為基 礎(chǔ)的界面。此模式適用于無智能終端，一般不支持中文。</p><p>　　(3)基于 AT 命令的 PDU Mode：此模式定義了一個(gè)基于字符的接口，以二進(jìn)制傳送十</p><p>　　六進(jìn)制編碼的消息塊，此模式適用于基于 AT 命令結(jié)構(gòu)的 軟件驅(qū)動(dòng)程序，不需要

110、了</p><p>　　解消息塊的內(nèi)容，只是在終端之間傳送消息塊。</p><p>　　因現(xiàn)在手機(jī)和GSM Modem都支持PDU模式，還支持中文，為滿足系統(tǒng)的通用性，系統(tǒng)中短消息均采用 PDU Mode。那么什么是 PDU 模式呢， 簡單的說是發(fā)送或接收手機(jī) SMS 的一種方法。PDU 串表面上是一串 ASCII 碼，由‘0’-‘9’、‘A’-‘F’這些數(shù)字和字母組成。它們是8位字節(jié)的

111、十六進(jìn)制數(shù)，或者BCD碼十進(jìn)制數(shù)。PDU 串不僅包含可顯示的消息本身，還包含 很多其它信息，如 SMS 服務(wù)中心號(hào)碼、目標(biāo)號(hào)碼、回復(fù)號(hào)碼、編碼方式和 服務(wù)時(shí)間等。發(fā)送和接收的 PDU 串，結(jié)構(gòu)是不完全相同的。下面介紹 短消息的 PDU 編碼方式。表4.2.1為發(fā)送短消息的 PDU 模式的解析，表 4.2.2 為接收短消息的 PDU 模式的解析。</p><p><b>　　表 4.2.1</b&g