基于GSM遠(yuǎn)程溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)word格式

1、鄭州航空工業(yè)管理學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 2012 屆 電氣工程及其自動(dòng)化 專業(yè) 72 班級(jí)題 目基于gsm遠(yuǎn)程溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)姓 名 學(xué)號(hào) 指導(dǎo)教師 職稱 講師 2012 年 6 月 日內(nèi) 容 提 要gsm移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的迅速普及和競(jìng)爭(zhēng)的日益激烈,使得新技術(shù)和新業(yè)務(wù)的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用提到了一個(gè)十分重要的位置。短消息業(yè)務(wù)(sms)作為gsm網(wǎng)絡(luò)的一種基本業(yè)務(wù),已得到越來(lái)越多的系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)商和系統(tǒng)開(kāi)發(fā)商的重視,基于這種業(yè)務(wù)的各種應(yīng)用也蓬勃發(fā)展起來(lái)。隨著工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展，對(duì)溫度環(huán)境要求越來(lái)越高，使得溫度的測(cè)量與控制應(yīng)用更加廣泛。許多產(chǎn)業(yè)對(duì)溫度環(huán)境提出了較高的要求，因此，對(duì)溫度的監(jiān)測(cè)成為工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中非常重要的技術(shù)。

2、本文提出了一種基于gsm的遠(yuǎn)程溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng),在給出系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上,給出系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)。系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)中,對(duì)主要硬件tc35i和at89c51單片機(jī)及其外圍電路進(jìn)行了詳細(xì)的講述。系統(tǒng)分為兩個(gè)部分進(jìn)行設(shè)計(jì)監(jiān)測(cè)中心站和遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)分站:監(jiān)測(cè)中心站硬件包括一臺(tái)pc機(jī),gsm通信模塊tc35i,兩者通過(guò)rs232c連接；遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)分站硬件包括gsm通信模塊tc35i,at89c51單片機(jī),顯示單元和數(shù)字傳感器。系統(tǒng)以gsm網(wǎng)絡(luò)作為遠(yuǎn)程信號(hào)的傳輸平臺(tái)，介紹了與本課題相關(guān)的短消息業(yè)務(wù)的通信原理。關(guān)鍵詞gsm；遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)；at89c51單片機(jī)；ds18b20傳感器remote temperature moni

3、toring system design based on gsmauthor: tutor:abstractalong with rapid popularization and fierce competition of gsm network, research and application of new technology and new operation have been mentioned to a quite important position. sms has been paid attention by more and more system operator a

4、nd developer as a basic service of gsm network, and kinds of applications based on this service have been rapid developed.with the development of industrial and agricultural production ,the requirement of temperature environment have become higher and higher, which makes the measurements of the temp

5、erature be come more widely.many industries have proposed high demands to the environment of temperature ,therefore ,the monitoring and controlling of the temperature have become the very important technical reqirements in the productive process.this paper present a remote temperature monitoring sys

6、tem based on gsmsms, this paper first presents the system design as a whole, then presents the hardware .it presents tc35i and microchip at89c51 mcu and peripheral circuit during design of system hardware. hardware of system includes two parts:the monitoring center and the remote monitoring station.

7、 it consists of a computer and a tc35i communication module of gsm in the monitoring center. computer and tc35i are joined by rs232c.it includes a tc35i communication module of gsm, a at89c51 mcu, a display part and a gathering data part. in this system, sms network is a medium for transmitting the

8、remote signal, it emphasizes the communication principle which is important for the task. the main mode of transmitting data is sms. key wordsgsm；remote monitoring；ds18b20 sensor；at89c51 mcu目 錄第一章 緒論11.1 溫度監(jiān)測(cè)技術(shù)概述11.2 遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀2第二章 系統(tǒng)原理與總體結(jié)構(gòu)52.1 系統(tǒng)原理52.2 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)6第三章 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)83.1 監(jiān)測(cè)中心站設(shè)計(jì)83.1.1 監(jiān)測(cè)中心站服務(wù)器8

9、3.1.2 gsm無(wú)線通信模塊tc35i83.2 遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)分站設(shè)計(jì)103.2.1 數(shù)字傳感器ds18b20103.2.2 at89c51結(jié)構(gòu)概述133.2.3鍵盤(pán)功能173.2.4 led顯示213.2.5串行通信24第四章 結(jié)論28致 謝30參考文獻(xiàn)31·iv·基于gsm遠(yuǎn)程溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)第一章 緒論1.1 溫度監(jiān)測(cè)技術(shù)概述溫度監(jiān)測(cè)在日常生活及工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用非常廣泛，溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在應(yīng)用形式上有的采用單點(diǎn)測(cè)溫，有的需要對(duì)某個(gè)空間內(nèi)的多個(gè)點(diǎn)測(cè)溫，如煙葉烘烤、溫室大棚、糧倉(cāng)等，以便獲得更準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)。溫度測(cè)量的方法有多重，目前典型的溫度測(cè)量系統(tǒng)是由模擬式溫度傳感器、a/d轉(zhuǎn)換

10、電路和單片機(jī)組成。但是，由于模擬式溫度傳感器輸出的為模擬信號(hào)，必須經(jīng)過(guò)a/d轉(zhuǎn)換得到數(shù)字信號(hào)量，單片機(jī)等微處理器才能采集并處理，并且每個(gè)測(cè)溫點(diǎn)都要占用單片機(jī)一個(gè)i/o口，在遠(yuǎn)距離溫度數(shù)據(jù)采集與傳輸?shù)膽?yīng)用系統(tǒng)中非常復(fù)雜，成本較高。此外，模擬傳感器的信號(hào)在傳輸中易受干擾，降低了系統(tǒng)檢測(cè)的精度和穩(wěn)定性。隨著電子技術(shù)和自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展，新型溫度傳感器正從模擬式向數(shù)字式，從集成向智能化、網(wǎng)絡(luò)化的方向飛速發(fā)展。這種傳感器是將溫度傳感器和數(shù)字電路集成在一起，內(nèi)部包含了溫度傳感器、a/d轉(zhuǎn)換電路、信號(hào)處理器和接口電路等，有的還和單片機(jī)的中央處理器、隨機(jī)存儲(chǔ)器和只讀存儲(chǔ)器集成在一起，成功的實(shí)現(xiàn)了溫度傳感器的數(shù)字

11、化結(jié)構(gòu)。數(shù)字式溫度傳感器的采集精度高，測(cè)試的可靠性高，有很強(qiáng)的抗干擾能力，這些都是模擬式溫度傳感器不能達(dá)到的。特定場(chǎng)合下由于監(jiān)測(cè)地點(diǎn)比較分散、偏遠(yuǎn)、環(huán)境對(duì)工作人員身體健康有害等,采用傳統(tǒng)的溫度測(cè)量方式周期長(zhǎng)、成本高,而且工作人員必須到現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行測(cè)量,因此工作效率非常低,且不便于管理?；趃sm的遠(yuǎn)程溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng),通過(guò)現(xiàn)有的gsm網(wǎng)絡(luò)將監(jiān)測(cè)結(jié)果以短信方式發(fā)送至相應(yīng)的監(jiān)控終端(如手機(jī)、pc機(jī))，通過(guò)控制中心分析處理，進(jìn)行遠(yuǎn)程控制。系統(tǒng)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可靠性高、成本低等特點(diǎn)。監(jiān)測(cè)分站和監(jiān)控中心之間通過(guò)短消息方式傳送數(shù)據(jù)。這種方式采用gsm模塊就能實(shí)現(xiàn)短消息的傳送,實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單,控制方便。1.2 遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

12、發(fā)展現(xiàn)狀目前遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)主要有以下幾種方式：短距離長(zhǎng)線監(jiān)測(cè)；通過(guò)市話網(wǎng)；通過(guò)internet網(wǎng)絡(luò)；通過(guò)自組網(wǎng)絡(luò)(cdpd網(wǎng))；通過(guò)數(shù)傳電臺(tái)方式。短距離長(zhǎng)線監(jiān)測(cè)和通過(guò)自組網(wǎng)絡(luò)(cdpd網(wǎng))首先要自行建設(shè)通信網(wǎng)絡(luò)，建網(wǎng)初期投資巨大，運(yùn)營(yíng)期間自主維護(hù)耗費(fèi)人力物力較大，信號(hào)質(zhì)量得以保證，效果好，相對(duì)運(yùn)營(yíng)費(fèi)用高；通過(guò)市話網(wǎng)和internet方式以現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)為依托，無(wú)需自行建設(shè)通信網(wǎng)絡(luò)，但是由于市話網(wǎng)和internet難以達(dá)到工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)覆蓋面，接入網(wǎng)絡(luò)受到限制，局限性很大，網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行效果取決于網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商，線路安全不能得到保證，但其通信效果好，信號(hào)量大，運(yùn)營(yíng)費(fèi)用相對(duì)低廉；數(shù)傳電臺(tái)出現(xiàn)較早，應(yīng)用很廣泛，是一種不錯(cuò)的無(wú)

13、線數(shù)傳方式，但是建網(wǎng)初期投資巨大，數(shù)傳電臺(tái)的傳輸范圍有限，而且容易受到空間無(wú)線信號(hào)的干擾，信號(hào)不能得到保障，但是數(shù)傳電臺(tái)信號(hào)傳輸實(shí)時(shí)性好，運(yùn)行費(fèi)用低。遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)應(yīng)用廣泛，遍及國(guó)民經(jīng)濟(jì)的很多領(lǐng)域，典型應(yīng)用概括為以下幾個(gè)方面。(1)煤氣天然氣，石油，電力等能源系統(tǒng)設(shè)備以及網(wǎng)絡(luò)的遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)：發(fā)電機(jī)組，變電站，供電所的遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)；煤氣天然氣管線壓力，溫度，流量等遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)；石油開(kāi)采中抽油井各種參數(shù)的遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)等。(2)車輛狀態(tài)遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)：如車輛位置時(shí)間，運(yùn)動(dòng)方向，速度監(jiān)測(cè)，遠(yuǎn)程控制車輛中的設(shè)備，車輛丟失的查找和監(jiān)測(cè)等。(3)自動(dòng)化工廠，生產(chǎn)過(guò)程，機(jī)器和設(shè)備的遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)：在自動(dòng)化生產(chǎn)線上，一般由可編程邏輯控制器控

14、制，可對(duì)其進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)；關(guān)鍵的機(jī)器和設(shè)備關(guān)系到產(chǎn)品的質(zhì)量和生產(chǎn)線的安全，對(duì)此類設(shè)備工作參數(shù)可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)，超限報(bào)警。(4)對(duì)人體有害的環(huán)境下的遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)：化工廠周圍的空氣質(zhì)量的遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)，噪聲嚴(yán)重區(qū)域的噪聲遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)和噪聲抑制；地震測(cè)試點(diǎn)的資料上傳，氣象監(jiān)測(cè)點(diǎn)的資料上傳。(5)通風(fēng)設(shè)備，制冷設(shè)備等的遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)：冷庫(kù)倉(cāng)庫(kù)的遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)，礦井通風(fēng)設(shè)備，探礦設(shè)備的遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)。(6)水庫(kù)大壩、水閘、供水系統(tǒng)的遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)：河流、湖泊、海潮的水位變化，水流量狀態(tài)等關(guān)系到災(zāi)害的發(fā)生和人民生命財(cái)產(chǎn)安全，水質(zhì)的變化對(duì)供水系統(tǒng)和人們的生活影響很大，遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)這些狀態(tài)數(shù)據(jù)意義重大。(7)各種信息查詢系統(tǒng)：交通信息、天氣預(yù)報(bào)、銀行

15、系統(tǒng)等很多領(lǐng)域的信息查詢。而目前這些監(jiān)測(cè)系統(tǒng)無(wú)論從成本、可靠性、穩(wěn)定性、使用方便性、還是維護(hù)的難易程度等方面都不能最大限度的使人滿意。因此本文把gsm網(wǎng)絡(luò)引入到遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中，提出了基于gsm短消息的遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，以綜合上訴無(wú)線通信方式的優(yōu)點(diǎn)，克服它們的一些缺點(diǎn)，從而得到一種令人滿意的遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。gsm網(wǎng)絡(luò)是目前基于時(shí)分多址技術(shù)的移動(dòng)通信體制中最成熟完善、覆蓋面最廣、功能最強(qiáng)、用戶最多的移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)，gsm短消息業(yè)務(wù)不需要建立撥號(hào)連接，只需把待發(fā)的消息加上目的地址發(fā)送至短消息中心，再由短消息中心轉(zhuǎn)發(fā)到最終目標(biāo)。運(yùn)用gsm短消息實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)可靠性高、信號(hào)傳播距離遠(yuǎn)、覆蓋面積廣，并且可以節(jié)省建網(wǎng)

16、初期的巨額投資，運(yùn)營(yíng)期間無(wú)需維護(hù)網(wǎng)絡(luò)，運(yùn)行費(fèi)用低廉。隨著移動(dòng)通信技術(shù)的迅猛發(fā)展，基于gsm短消息的遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)也將廣泛應(yīng)用于國(guó)民經(jīng)濟(jì)的其它領(lǐng)域，為物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的到來(lái)打好堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。·34·第二章 系統(tǒng)原理與總體結(jié)構(gòu)2.1 系統(tǒng)原理系統(tǒng)通過(guò)數(shù)字傳感器采集信號(hào)，信號(hào)被傳輸?shù)絾纹瑱C(jī)，經(jīng)單片機(jī)的分析處理后，與gsm通信模塊通訊。通信模塊通過(guò)gsm網(wǎng)絡(luò)將單片機(jī)處理后的信號(hào)傳輸?shù)脚c控制中心相互通訊的通信接受模塊，控制中心接受到信息后，做出相應(yīng)的反應(yīng)，并通過(guò)gsm網(wǎng)絡(luò)將控制命令傳輸?shù)絾纹瑱C(jī)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)控制的目的；單片機(jī)也可通過(guò)gsm網(wǎng)絡(luò)與手機(jī)終端進(jìn)行通信，通過(guò)手機(jī)發(fā)送at指令，達(dá)到遠(yuǎn)程控

17、制的目的。整個(gè)遠(yuǎn)程傳輸過(guò)程中，通信模塊tc35i進(jìn)行信號(hào)的收發(fā)。短消息業(yè)務(wù)為gsm數(shù)字蜂窩移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)提供的主要電信業(yè)務(wù)之一，它通過(guò)無(wú)線控制信道進(jìn)行傳輸，經(jīng)短消息服務(wù)中心完成存儲(chǔ)和前轉(zhuǎn)功能。短消息業(yè)務(wù)包括兩類：一類是點(diǎn)到點(diǎn)的短消息，即由一個(gè)用戶發(fā)給另一個(gè)用戶少量的文字和數(shù)據(jù)信息：另一類是廣播短消息，即由短消息廣播中心收集用戶所需的信息給用戶。兩種方式均可在網(wǎng)絡(luò)暫時(shí)無(wú)法將短消息傳給移動(dòng)臺(tái)的情況下，將信息在網(wǎng)上記錄，當(dāng)發(fā)現(xiàn)移動(dòng)臺(tái)可達(dá)時(shí)，通知相應(yīng)實(shí)體重新傳送短消息，也正因?yàn)槿绱?，短消息具有很高的可靠性?；陔娐方粨Q的點(diǎn)到點(diǎn)短消息業(yè)務(wù)中所涉及的網(wǎng)絡(luò)實(shí)體之間的協(xié)議：在電路交換公共陸地移動(dòng)網(wǎng)中，移動(dòng)臺(tái)接入

18、公共陸地移動(dòng)網(wǎng)是通過(guò)移動(dòng)交換中心進(jìn)行的。在移動(dòng)被叫點(diǎn)到點(diǎn)短消息業(yè)務(wù)中，首先，短消息服務(wù)中心發(fā)送短消息給短消息業(yè)務(wù)交換中心，短消息業(yè)務(wù)交換中心通過(guò)詢問(wèn)歸屬位置寄存器獲得目標(biāo)移動(dòng)臺(tái)所在的移動(dòng)臺(tái)號(hào)碼，將短消息先轉(zhuǎn)給移動(dòng)臺(tái)。移動(dòng)臺(tái)詢問(wèn)拜訪位置寄存器中存放的用戶相關(guān)信息，對(duì)用戶進(jìn)行鑒權(quán)后，將短消息傳遞給目標(biāo)移動(dòng)臺(tái)。然后，移動(dòng)臺(tái)返回報(bào)告給中心；在移動(dòng)主叫點(diǎn)到點(diǎn)的短消息業(yè)務(wù)中，用戶請(qǐng)求接入通過(guò)鑒權(quán)后，將短消息傳遞給移動(dòng)臺(tái)。2.2 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)本系統(tǒng)集gsm無(wú)線通信技術(shù)、單片機(jī)控制技術(shù)、數(shù)據(jù)采集技術(shù)，搭建了一種基于gsm短消息的遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)平臺(tái)。系統(tǒng)分為監(jiān)測(cè)中心站和遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)分站兩個(gè)部分：監(jiān)測(cè)中心站主要由監(jiān)測(cè)中

19、心站服務(wù)器，gsm調(diào)制解調(diào)器(tc35i)組成；遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)分站主要由at89c51單片機(jī)及外圍電路(led顯示、rs232c通訊、溫度采集、超上下限報(bào)警)和gsm調(diào)制解調(diào)器(tc35i)組成。監(jiān)測(cè)中心站與遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)分站之間通過(guò)gsm網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)無(wú)線遠(yuǎn)程通信，實(shí)現(xiàn)了基于gsm網(wǎng)絡(luò)的遠(yuǎn)程溫度監(jiān)測(cè)。系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)圖如圖21所示。溫度采集led顯示at89c51單片機(jī)gsm通信模塊gsm網(wǎng)絡(luò)gsm通信模塊監(jiān)測(cè)中心服務(wù)站手機(jī)圖2.1 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)其中監(jiān)控終端既可以是監(jiān)控中心服務(wù)站，也可以是手機(jī)，通過(guò)手機(jī)發(fā)送at指令，與監(jiān)測(cè)分站進(jìn)行通信，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)控制的目的。第三章 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)3.1 監(jiān)測(cè)中心站設(shè)計(jì)監(jiān)測(cè)中心站包

20、括的主要硬件設(shè)備為：一臺(tái)作為監(jiān)測(cè)中心站服務(wù)器的工業(yè)計(jì)算機(jī)、gsm無(wú)線通信模塊tc35i和兩者相連的串口線；除了利用pc機(jī)通過(guò)gsm模塊對(duì)系統(tǒng)終端實(shí)施監(jiān)控外，還可通過(guò)gsm手機(jī)，直接利用短消息來(lái)監(jiān)控。操作時(shí)，直接發(fā)送相關(guān)命令，來(lái)對(duì)監(jiān)控目標(biāo)實(shí)施監(jiān)控。下面分別介紹這幾部分。3.1.1 監(jiān)測(cè)中心站服務(wù)器隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展，計(jì)算機(jī)的配置不斷提高，現(xiàn)在的個(gè)人pc機(jī)的配置即可作為監(jiān)測(cè)中心服務(wù)器，并配備打印機(jī)。監(jiān)測(cè)中心站服務(wù)器基本功能：(1)實(shí)時(shí)接收遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)分站采集的數(shù)據(jù)并分類保存；(2)對(duì)遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)分站進(jìn)行監(jiān)控，對(duì)各分站的緊急報(bào)警進(jìn)行處理，對(duì)各分站進(jìn)行各項(xiàng)設(shè)置；(3)管理數(shù)據(jù)庫(kù)，并能夠?qū)崟r(shí)顯示各監(jiān)測(cè)分站

21、的情況，打印備份的數(shù)據(jù)庫(kù)。此外，也可通過(guò)gsm手機(jī)，直接利用短消息進(jìn)行監(jiān)控。3.1.2 gsm無(wú)線通信模塊tc35i在監(jiān)測(cè)中心站，數(shù)據(jù)的接收和發(fā)送采用gsm無(wú)線通信模塊tc35i，它具有語(yǔ)音、數(shù)據(jù)呼叫、短消息等許多功能，本系統(tǒng)主要采用gsm模塊tc35i的短消息接收和發(fā)送功能，下面對(duì)tc35i模塊的功能及使用方法作簡(jiǎn)要介紹。3.1.2.1 tc35i的特點(diǎn)及功能tc35i是siemens公司推出的gsm專用調(diào)制解調(diào)器，它可在gsm網(wǎng)中完成語(yǔ)音、數(shù)據(jù)呼叫、短消息以及傳真的傳送。tc35i具有標(biāo)準(zhǔn)的工業(yè)接口和完整的sim卡閱讀器，因此使用非常簡(jiǎn)單。(1)tc35i的主要特點(diǎn)如下：可以工作于雙頻段e

22、gsm900gsml800；具有語(yǔ)音、數(shù)據(jù)呼叫、短消息和傳真?zhèn)魉凸δ?；具有模擬語(yǔ)音接口；可以讀寫(xiě)slm卡；帶一個(gè)rs一232接口；工作電壓范圍達(dá)8-30v，在僅傳輸數(shù)據(jù)時(shí)，電壓范圍為5630v；支持gsm phase22+；支持at命令。(2)tc35i的主要接口及功能：tc35i共有40個(gè)引腳，通過(guò)一個(gè)zif(zero insertion force)連接器引出。這40個(gè)引腳可以劃分為5類，即電源、數(shù)據(jù)輸入輸出、sim卡、音頻接口和控制。第114腳為電源部分，其中15為電源電壓輸入端vbatt+，610為地gnd，11、12為充電引腳，13對(duì)外輸出電壓(供外電路使用)，14為accutemp

23、接負(fù)溫度系數(shù)的熱敏電阻；第15、30、3l和32腳為控制部分，15為啟動(dòng)線igt(ignition)，30為rtc backup，31為power down，32為sync；第1623引腳為數(shù)據(jù)輸入輸出分別為dsr0、ring0、rxd0、txd0、cts0、rts0、dtr0和dcd0。第2429引腳為sim卡引腳，分別為ccin、ccrst、ccio、ccclk、ccvcc和ccgnd；第3340引腳為語(yǔ)音接口用來(lái)接電話手柄；啟動(dòng)電路由開(kāi)漏極三極管和上電復(fù)位電路組成。模塊上電10移動(dòng)臺(tái)后(電池電壓必須大于3v)，為使之正常工作，必須在15腳加時(shí)長(zhǎng)至少為100移動(dòng)臺(tái)的低電平信號(hào)，且該信號(hào)下降

24、沿時(shí)間小于1移動(dòng)臺(tái)。啟動(dòng)后，15腳的信號(hào)應(yīng)保持高電平。tc35i接口電路如圖所示：圖3.1 tc35i接口電路3.1.2.2. db-9接口考慮到此次設(shè)計(jì)中單片機(jī)與gsm通信模塊tci35之間通信為近距離通信，采用了rs-232c接口。因tc35i模塊中內(nèi)置rs-232c接口，故可以直接與pc機(jī)（監(jiān)控中心）進(jìn)行通信而不需電平轉(zhuǎn)換。db9接口電路如圖3.2所示。圖3.2 db9接口電路3.2 遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)分站設(shè)計(jì)遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)分站主要硬件包括單片機(jī)及其外圍電路和gsm無(wú)線通信模塊tc35i。gsm無(wú)線通信模塊tc35i在上一節(jié)已經(jīng)做過(guò)詳細(xì)講述，在此不再贅述。單片機(jī)采用美國(guó)atmel公司生產(chǎn)的at89c51

25、系列，根據(jù)系統(tǒng)需要設(shè)計(jì)了溫度采集、液晶顯示、鍵盤(pán)功能、rs232c通訊等幾個(gè)功能單元。3.2.1 數(shù)字傳感器ds18b20ds18b20數(shù)字溫度傳感器芯片是dallas公司生產(chǎn)的單總線器件，具有線路簡(jiǎn)單，體積小的特點(diǎn)。用它來(lái)實(shí)現(xiàn)一個(gè)測(cè)溫系統(tǒng)，占用主控制器端口資源少，主控制器只需要一個(gè)i/o口通過(guò)單總線就可以連接多個(gè)ds18b20數(shù)字傳感器，便于組建多結(jié)點(diǎn)的測(cè)溫系統(tǒng)。1.ds18b20 的主要特性（1）適應(yīng)電壓范圍更寬，電壓范圍：3.05.5v（2）獨(dú)特的單線接口方式，ds18b20 在與微處理器連接時(shí)僅需要一條口線即可實(shí)現(xiàn)微處理器與ds18b20 的雙向通訊（3）ds18b20 支持多點(diǎn)組網(wǎng)功

26、能，多個(gè)ds18b20 可以并聯(lián)在唯一的三線上，實(shí)現(xiàn)組網(wǎng)多點(diǎn)測(cè)溫（4）ds18b20 內(nèi)部有溫度上、下限警告設(shè)置（5）溫范圍55125，在-10+85時(shí)精度為±0.5（6）可編程的分辨率為912位，對(duì)應(yīng)的可分辨溫度分別為0.5、0.25、0.125和0.0625，可實(shí)現(xiàn)精度測(cè)溫（7）負(fù)壓特性：電源極性接反時(shí)，芯片不會(huì)因發(fā)熱而燒毀，但不能正常工作。2.ds18b20工作原理ds18b20測(cè)溫原理如圖3.3所示。圖中低溫度系數(shù)晶振的振蕩頻率受溫度影響很小，用于產(chǎn)生固定頻率的脈沖信號(hào)送給計(jì)數(shù)器1。高溫度系數(shù)晶振隨溫度變化其振蕩率明顯改變，所產(chǎn)生的信號(hào)作為計(jì)數(shù)器2的脈沖輸入。計(jì)數(shù)器1和溫度寄

27、存器被預(yù)置在55所對(duì)應(yīng)的一個(gè)基數(shù)值。計(jì)數(shù)器1對(duì)低溫度系數(shù)晶振產(chǎn)生的脈沖信號(hào)進(jìn)行減法計(jì)數(shù)，當(dāng)計(jì)數(shù)器1的預(yù)置值減到0時(shí)，溫度寄存器的值將加1，計(jì)數(shù)器1的預(yù)置將重新被裝入，計(jì)數(shù)器1重新開(kāi)始對(duì)低溫度系數(shù)晶振產(chǎn)生的脈沖信號(hào)進(jìn)行計(jì)數(shù)，如此循環(huán)直到計(jì)數(shù)器2計(jì)數(shù)到0 時(shí)，停止溫度寄存器值的累加，此時(shí)溫度寄存器中的數(shù)值即為所測(cè)溫度。圖中的斜率累加器用于補(bǔ)償和修正測(cè)溫過(guò)程中的非線性，其輸出用于修正計(jì)數(shù)器1的預(yù)置值。預(yù)置低溫振蕩器高溫振蕩器累加器計(jì)數(shù)器1比較器計(jì)數(shù)器1=0溫度寄存器inc計(jì)數(shù)器2計(jì)數(shù)器2=0停止圖3.3 ds18b20的內(nèi)部框圖3.ds18b20外部電源供電方式外部電源供電方式是ds18b20 最佳

28、的工作方式，工作穩(wěn)定可靠，抗干擾能力強(qiáng)，而且電路也比較簡(jiǎn)單，可以開(kāi)發(fā)出穩(wěn)定可靠的多點(diǎn)溫度監(jiān)控系統(tǒng)。電路圖如圖3.4所示：圖3.4 ds18b20外部電源供電3.2.2 at89c51單片機(jī)at89c51是美國(guó)atmel公司生產(chǎn)的低電壓，高性能cmos8位單片機(jī)，片內(nèi)含4kbytes的可反復(fù)擦寫(xiě)的只讀程序存儲(chǔ)器（perom）和128bytes的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（ram），器件采用atmel公司的高密度、非易失性存儲(chǔ)技術(shù)生產(chǎn)，兼容標(biāo)準(zhǔn)mcs-51指令系統(tǒng)，片內(nèi)置通用8位中央處理器（cpu）和flash存儲(chǔ)單元，由于將多功能cpu和閃速存儲(chǔ)器組合在一個(gè)芯片中，使其具有方便易用，性價(jià)比高的顯著特點(diǎn)，

29、因此成為c51兼容單片機(jī)中最受歡迎的品種。主要性能參數(shù)：·與mcs-51產(chǎn)品指令系統(tǒng)完全兼容·4k字節(jié)可重擦寫(xiě)flash閃速存儲(chǔ)器·1000次擦寫(xiě)周期·全靜態(tài)操作：0hz24mhz·三級(jí)加密程序存儲(chǔ)器·128×8字節(jié)內(nèi)部ram·32個(gè)可編程io口線·2個(gè)16位定時(shí)計(jì)數(shù)器·6個(gè)中斷源·可編程串行uart通道·低功耗空閑和掉電模式at89c51引腳如圖3.5所示：圖3.5 at89c51單片機(jī)引腳引腳功能說(shuō)明·vcc：電源電壓·gnd：地·p0 口：

30、p0 口是一組8 位漏極開(kāi)路型雙向io 口，也即地址數(shù)據(jù)總線復(fù)用口。作為輸出口用時(shí)，每位能吸收電流的方式驅(qū)動(dòng)8個(gè)ttl邏輯門電路，對(duì)端口寫(xiě)“1”可作為高阻抗輸入端用。在訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器或程序存儲(chǔ)器時(shí)，這組口線分時(shí)轉(zhuǎn)換地址（低8位）和數(shù)據(jù)總線復(fù)用，在訪問(wèn)期間激活內(nèi)部上拉電阻。在fiash編程時(shí)，p0口接收指令字節(jié)，而在程序校驗(yàn)時(shí)，輸出指令字節(jié)，校驗(yàn)時(shí)，要求外接上拉電阻。·p1口：p1是一個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的8位雙向io口，p1的輸出緩沖級(jí)可驅(qū)動(dòng)（吸收或輸出電流）4個(gè)ttl邏輯門電路。對(duì)端口寫(xiě)“1”，通過(guò)內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電平，此時(shí)可作輸入口。作輸入口使用時(shí)，因?yàn)閮?nèi)部存在上拉電阻

31、，某個(gè)引腳被外部信號(hào)拉低時(shí)會(huì)輸出一個(gè)電流iil）。fiash編程和程序校驗(yàn)期間，p1接收低8位地址。·p2口：p2是一個(gè)帶有內(nèi)部上拉電阻的8位雙向io口，p2的輸出緩沖級(jí)可驅(qū)動(dòng)（吸收或輸出電流）4個(gè)ttl邏輯門電路。對(duì)端口寫(xiě)“1”，通過(guò)內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電平，此時(shí)可作輸入口，作輸入口使用時(shí)，因?yàn)閮?nèi)部存在上拉電阻，某個(gè)引腳被外部信號(hào)拉低時(shí)會(huì)輸出一個(gè)電流iil）。在訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器或16位地址的外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（例如執(zhí)行movxdptr指令）時(shí)，p2口送出高8位地址數(shù)據(jù)。在訪問(wèn)8 位地址的外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（如執(zhí)行movxri 指令）時(shí)，p2 口線上的內(nèi)容（也即特殊功能寄存器（sfr

32、）區(qū)中r2寄存器的內(nèi)容），在整個(gè)訪問(wèn)期間不改變。flash編程或校驗(yàn)時(shí)，p2亦接收高位地址和其它控制信號(hào)。·p3口：p3口是一組帶有內(nèi)部上拉電阻的8 位雙向io 口。p3 口輸出緩沖級(jí)可驅(qū)動(dòng)（吸收或輸出電流）4 個(gè)ttl邏輯門電路。對(duì)p3 口寫(xiě)入“1”時(shí)，它們被內(nèi)部上拉電阻拉高并可作為輸入端口。作輸入端時(shí)，被外部拉低的p3 口將用上拉電阻輸出電流（iil）。p3口除了作為一般的io口線外，更重要的用途是它的第二功能，如下表3.1所示：p3.0rxd（串行輸入口）p3.1txd（串行輸出口）p3.2int0（外中斷0）p3.3int1（外中斷1）p3.4t0（定時(shí)計(jì)數(shù)器0外部輸入）p3

33、.5t1（定時(shí)計(jì)數(shù)器1外部輸入）p3.6wr（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫(xiě)選通）p3.7rd（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通）表3.1 p3口第二功能p3口還接收一些用于flash閃速存儲(chǔ)器編程和程序校驗(yàn)的控制信號(hào)。·rst：復(fù)位輸入。當(dāng)振蕩器工作時(shí)，rst引腳出現(xiàn)兩個(gè)機(jī)器周期以上高電平將使單片機(jī)復(fù)位。·aleprog：對(duì)flash存儲(chǔ)器編程期間，該引腳還用于輸入編程脈沖（prog）。如有必要，可通過(guò)對(duì)特殊功能寄存器（sfr）區(qū)中的8eh單元的do位置位，可禁止ale操作。該位置位后，只有一條movx和movc指令ale才會(huì)被激活。此外，該引腳會(huì)被微弱拉高，單片機(jī)執(zhí)行外部程序時(shí)，應(yīng)設(shè)置ale無(wú)效

34、。·psen：程序儲(chǔ)存允許（psen）輸出是外部程序存儲(chǔ)器的讀選通信號(hào)，當(dāng)at89c51由外部程序存儲(chǔ)器取指令（或數(shù)據(jù)）時(shí)，每個(gè)機(jī)器周期兩次psen有效，即輸出兩個(gè)脈沖。在此期間，當(dāng)訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，這兩次有效的psen信號(hào)不出現(xiàn)。·eavpp：外部訪問(wèn)允許。欲使cpu僅訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器（地址為0000hffffh），ea端必須保持低電平（接地）。需注意的是：如果加密位lb1被編程，復(fù)位時(shí)內(nèi)部會(huì)鎖存ea端狀態(tài)。如ea端為高電平（接vcc端），cpu則執(zhí)行內(nèi)部程序存儲(chǔ)器中的指令。flash存儲(chǔ)器編程時(shí)，該引腳加上+12v的編程允許電源vpp，當(dāng)然這必須是該器件是使用12v

35、編程電壓vpp。·xtal1：振蕩器反相放大器的及內(nèi)部時(shí)鐘發(fā)生器的輸入端。·xtal2：振蕩器反相放大器的輸出端。·時(shí)鐘振蕩器：at89c5l 中有一個(gè)用于構(gòu)成內(nèi)部振蕩器的高增益反相放大器，引腳xtal1 和xtal2 分別是該放大器的輸入端和輸出端。這個(gè)放大器與作為反饋元件的片外石英晶體或陶瓷諧振器一起構(gòu)成自激振蕩器，振蕩電路參見(jiàn)圖3.6。圖3.6 振蕩電路外接石英晶體（或陶瓷諧振器）及電容c1、c2接在放大器的反饋回路中構(gòu)成并聯(lián)振蕩電路。對(duì)外接電容c1、c2雖然沒(méi)有十分嚴(yán)格的要求，但電容容量的大小會(huì)輕微影響振蕩頻率的高低、振蕩器工作的穩(wěn)定性、起振的難易程序及溫

36、度穩(wěn)定性，如果使用石英晶體，推薦電容使用30pf±10pf。單片機(jī)最小應(yīng)用系統(tǒng)如圖3.7所示：圖3.7 單片機(jī)最小應(yīng)用系統(tǒng)3.2.3鍵盤(pán)及其接口鍵盤(pán)在單片機(jī)系統(tǒng)中是一個(gè)很重要的部分。輸入數(shù)據(jù)、查詢和控制系統(tǒng)的工作狀態(tài)，都要用到鍵盤(pán)。鍵盤(pán)是單片機(jī)最簡(jiǎn)單的輸入設(shè)各，是人工干預(yù)計(jì)算機(jī)的主要手段，與顯示器同屬人機(jī)通信部分。微機(jī)鍵盤(pán)可分為編碼和非編碼兩種：編碼鍵盤(pán)采用硬件線路來(lái)實(shí)現(xiàn)鍵盤(pán)編碼，每按下一個(gè)鍵，鍵盤(pán)能自動(dòng)生成按鍵代碼，鍵數(shù)較多，而且還能由硬件實(shí)現(xiàn)去抖動(dòng)和采取一些保護(hù)措施。這種鍵盤(pán)使用方便，可以節(jié)省中央處理器相當(dāng)多的時(shí)間，但電路結(jié)構(gòu)復(fù)雜；非編碼鍵盤(pán)僅提供按鍵開(kāi)關(guān)的工作狀態(tài)，其它工作由軟

37、件完成，這種鍵盤(pán)鍵數(shù)較少，硬件簡(jiǎn)單，但占用中央處理器較多時(shí)間，一般在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中廣泛使用。非編碼式鍵盤(pán)可分獨(dú)立式鍵盤(pán)和行列式鍵盤(pán)兩種：獨(dú)立式鍵盤(pán)中，每個(gè)鍵占用一根i0口線，每根io口線上的按鍵工作狀態(tài)不會(huì)影響其它io口線上的狀態(tài)。獨(dú)立式按鍵電路配置靈活，軟件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但每個(gè)按鍵必須占用一根io口線，在按鍵數(shù)量較多時(shí)，io口線浪費(fèi)較大，且電路結(jié)構(gòu)顯得繁雜。故這種形式適用于按鍵數(shù)量較少的場(chǎng)合；行列式鍵盤(pán)又稱矩陣式鍵盤(pán)，設(shè)計(jì)4行4列16個(gè)鍵，只占用8根io口線，所以鍵數(shù)目較多時(shí)，可節(jié)省uo口線。這種結(jié)構(gòu)的軟件較繁瑣。在本次設(shè)計(jì)中，根據(jù)具體應(yīng)用情況，選擇了矩陣式鍵盤(pán)。下面對(duì)矩陣式鍵盤(pán)作詳細(xì)描述。3

38、.2.3.1鍵盤(pán)設(shè)計(jì)基礎(chǔ)包括鍵盤(pán)工作方式、鍵盤(pán)掃描技術(shù)、鍵盤(pán)抖動(dòng)消除幾個(gè)部分。（1)鍵盤(pán)工作方式在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中，掃描鍵盤(pán)只是中央處理器的工作任務(wù)之一。在實(shí)際應(yīng)用中要想做到既能及時(shí)響應(yīng)鍵操作，又不過(guò)多地占用處理器的工作時(shí)間，就要根據(jù)應(yīng)用系統(tǒng)中處理器的忙閑情況，選擇適當(dāng)?shù)逆I盤(pán)工作方式。鍵盤(pán)的工作方式分為編程掃描方式、定時(shí)掃描方式和中斷掃描方式3種。編程掃描方式：利用處理器在完成其它工作的空余時(shí)間，調(diào)用鍵盤(pán)掃描子程序，來(lái)響應(yīng)鍵輸入要求。在執(zhí)行鍵功能程序時(shí)，處理器不再響應(yīng)鍵輸入要求。編程掃描程序應(yīng)具備以下功能：判斷鍵盤(pán)上有無(wú)鍵按下；去除鍵的抖動(dòng)影響；掃描鍵盤(pán)，得到按下鍵的鍵號(hào)。定時(shí)掃描方式：每隔一

39、定的時(shí)間對(duì)鍵盤(pán)掃描一次。在這種掃描方式中，通常利用單片機(jī)內(nèi)的定時(shí)器，產(chǎn)生10移動(dòng)臺(tái)的定時(shí)中斷，處理器響應(yīng)定時(shí)器溢出中斷請(qǐng)求，對(duì)鍵盤(pán)進(jìn)行掃描，以響應(yīng)鍵盤(pán)輸入請(qǐng)求。中斷掃描方式：對(duì)鍵盤(pán)定時(shí)掃描控制方式的主要優(yōu)點(diǎn)，是能及時(shí)響應(yīng)鍵入的命令或數(shù)據(jù)，便于用戶對(duì)正在執(zhí)行的程序進(jìn)行干預(yù)。這種控制方式，不管鍵盤(pán)上有無(wú)鍵閉合，處理器總是定時(shí)地關(guān)心鍵盤(pán)狀態(tài)，因?yàn)槿斯ゆI入動(dòng)作極慢，有時(shí)操作員對(duì)正在運(yùn)行的系統(tǒng)很少甚至不會(huì)干預(yù)，所以在大多數(shù)情況下，處理器對(duì)鍵盤(pán)進(jìn)行空掃描。為了進(jìn)一步提高效率，可以采用中斷方式，當(dāng)鍵盤(pán)上有鍵閉合時(shí)產(chǎn)生中斷請(qǐng)求，處理器響應(yīng)中斷，執(zhí)行中斷服務(wù)程序，判斷鍵盤(pán)上閉合鍵的鍵號(hào)，并作相應(yīng)處理；當(dāng)無(wú)鍵按下

40、時(shí)，cpu執(zhí)行自己的工作。為了提高單片機(jī)的效率，本設(shè)計(jì)采用編程掃描方式。(2)鍵盤(pán)掃描技術(shù)檢測(cè)到有鍵閉合時(shí)，或因有閉合鍵而申請(qǐng)中斷并得到響應(yīng)后，應(yīng)進(jìn)行鍵掃描，以判斷是哪個(gè)鍵被按下。通常的鍵盤(pán)掃描方式有：行掃描法、線反轉(zhuǎn)法和中斷法。行掃描法：是在確認(rèn)有鍵閉合之后，逐行(或逐列)置低電平，并讀入列(或行)狀態(tài)，如果出現(xiàn)非全1狀態(tài)，那么該狀態(tài)的行列交叉點(diǎn)就是被按下鍵。線反轉(zhuǎn)法：首先，將列線作為輸出線，行線作為輸入線。置輸出線全部為0，此時(shí)行線中呈低電平0的為按鍵所在行，如果全部都不是0，則沒(méi)有按鍵按下；其次，將第一步反過(guò)來(lái)，即將行線作為輸出線，列線作為輸入線。置輸出線全部為0，此時(shí)列線呈低電平的為按

41、鍵所在的列。這樣，就可以確定按鍵的位置。中斷法：一般用于較為復(fù)雜的單片機(jī)系統(tǒng)中，且需要外圍的硬件芯片，成本較高，在此不再贅述。本系統(tǒng)采用線反轉(zhuǎn)法，比之行掃描法其掃描速度較快，而中斷法需添加額外的硬件芯片，成本增大，故采用線反轉(zhuǎn)法。 (3)按鍵抖動(dòng)消除鍵觸點(diǎn)在閉合或斷開(kāi)瞬問(wèn)，由于機(jī)械觸點(diǎn)的彈性作用，會(huì)產(chǎn)生短暫的抖動(dòng)現(xiàn)象。抖動(dòng)時(shí)問(wèn)長(zhǎng)短與機(jī)械特性有關(guān)，一般為5移動(dòng)臺(tái)10移動(dòng)臺(tái)，抖動(dòng)過(guò)程引起電平信號(hào)的波動(dòng)，有可能令處理器誤解為多次按鍵操作，而引起誤處理。消除鍵抖動(dòng)影響的方法通過(guò)軟硬件均可實(shí)現(xiàn)。使用硬件方法時(shí)，可通過(guò)rs觸發(fā)器消除，但一般只適用于鍵數(shù)目較少的情況；若鍵數(shù)目較多，通常采用軟件延時(shí)的方法：當(dāng)

42、檢測(cè)到有鍵按下時(shí)，調(diào)用一個(gè)延時(shí)(一般為5移動(dòng)臺(tái)20移動(dòng)臺(tái))子程序，然后再次檢測(cè)到該鍵電平仍為閉合狀態(tài)，才確認(rèn)該鍵已按下，并進(jìn)行相應(yīng)處理工作。3.2.3.2系統(tǒng)鍵盤(pán)設(shè)計(jì)系統(tǒng)鍵盤(pán)設(shè)計(jì)選用非編碼鍵盤(pán)系統(tǒng)中的編程掃描方式，設(shè)計(jì)的矩陣鍵盤(pán)電路如圖3.8所示。圖3.8 矩陣鍵盤(pán)電路3.2.4 led顯示1.led的結(jié)構(gòu)與原理led顯示是由若干個(gè)發(fā)光二極管組成的，當(dāng)發(fā)光二極管導(dǎo)通時(shí)，相應(yīng)的一個(gè)點(diǎn)或一段發(fā)光，控制不同組合的二極管導(dǎo)通，就能顯示出不同的字符。在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中，經(jīng)常使用的是7段led。通常的7段led顯示器有8個(gè)發(fā)光二級(jí)管，其中7個(gè)發(fā)光二級(jí)管構(gòu)成7段字形“8”，一個(gè)發(fā)光二極管構(gòu)成小數(shù)點(diǎn)，如圖3.

43、9所示。這種顯示器有共陰和共陽(yáng)兩種。共陰極led顯示器的發(fā)光二極管陰極共地，當(dāng)某個(gè)發(fā)光二級(jí)管的陽(yáng)極為高電平時(shí)，發(fā)光二級(jí)管導(dǎo)通。共陽(yáng)極led顯示器的發(fā)光二極管陽(yáng)極共+5v，當(dāng)某個(gè)發(fā)光二極管的陰極為低電平時(shí)，發(fā)光二極管導(dǎo)通點(diǎn)亮。圖3.9 7段led2.顯示方式led顯示有兩種顯示方式，即靜態(tài)顯示和動(dòng)態(tài)顯示。 （1）靜態(tài)顯示原理 靜態(tài)顯示是當(dāng)顯示某一字符時(shí)，相應(yīng)的發(fā)光二級(jí)管恒定的導(dǎo)通或截止。這種顯示方式的各位數(shù)碼管相互獨(dú)立，公共端恒定的接地（共陰極）或接正電源（共陽(yáng)極）。每個(gè)數(shù)碼管的8個(gè)字段分別與一個(gè)8位i/o口相連，i/o口只要有段碼輸出，即顯示出相應(yīng)的字符。并保持不變，直到i/o口輸出新的段碼。

44、采用靜態(tài)顯示方式，較小的電流即可獲得較高的亮度，且占用cpu時(shí)間少，編程簡(jiǎn)單，顯示便于檢測(cè)和控制，但是占用的接口線較多，硬件電流復(fù)雜，成本高，只適合于顯示位數(shù)較少的場(chǎng)合。（2） 動(dòng)態(tài)顯示原理 當(dāng)顯示位數(shù)較多時(shí)，因靜態(tài)顯示所需的額i/o口線較多，一般采用動(dòng)態(tài)顯示方法。動(dòng)態(tài)顯示是一位一位的輪流點(diǎn)亮各位數(shù)碼管，對(duì)于每一個(gè)數(shù)碼管來(lái)說(shuō)，每隔一段時(shí)間點(diǎn)亮一次，這種逐位點(diǎn)亮數(shù)碼管的方式成為位掃描。通常，各位數(shù)碼管的段選線相應(yīng)連在一起，由一個(gè)8位的i/o口控制；各位的位選線（公共陰極或陽(yáng)極）由另外的i/o口線控制。動(dòng)態(tài)方式顯示時(shí)，各數(shù)碼管分時(shí)輪流選通，要使其穩(wěn)定顯示，必須采用掃描方式，即在某一時(shí)刻只選通一位數(shù)

45、碼管，并送出相應(yīng)的段碼，在另一時(shí)刻選通另一數(shù)碼管，并送出相應(yīng)的段碼。依此規(guī)律循環(huán)，即可使各位數(shù)碼管顯示將要現(xiàn)實(shí)的字符。雖然這些字符是在不同的時(shí)刻分別顯示，但由于人眼睛的生理結(jié)構(gòu)的原因，存在視覺(jué)暫留效應(yīng)，只要每位顯示間隔足夠短，就可以給人以同時(shí)顯示的感覺(jué)。采用靜態(tài)顯示方式，占用i/o口較多，硬件電路復(fù)雜，成本高；采用動(dòng)態(tài)顯示方式比較節(jié)省i/o口，硬件電路也較為簡(jiǎn)單，但其亮度不如靜態(tài)顯示方式，而且cpu要一次掃描，占用cpu較多的時(shí)間。綜合考慮，采用動(dòng)態(tài)顯示方式，動(dòng)態(tài)顯示接口電路如圖3.10所示：圖3.10 動(dòng)態(tài)顯示接口電路3.2.5串行通信1.rs-232c串行接口標(biāo)準(zhǔn)rs-232c標(biāo)準(zhǔn)是美國(guó)e

46、ia（電子工業(yè)聯(lián)合會(huì)）與bell等公司一起開(kāi)發(fā)的1969年公布的通信協(xié)議。它適合于數(shù)據(jù)傳輸速率在020kbit/s范圍內(nèi)的通信，目前已在微機(jī)通信接口中廣泛采用。rs-232c是數(shù)據(jù)終端設(shè)備（dte）和數(shù)據(jù)通信設(shè)備（dce）之間的接口標(biāo)準(zhǔn)，是在計(jì)算機(jī)接口應(yīng)用中常用的一種串行通信總線標(biāo)準(zhǔn)。rs-232c標(biāo)準(zhǔn)的信號(hào)線共25根，其中只定義了22根。這22根信號(hào)線又分為主輔兩個(gè)信道，大多數(shù)計(jì)算機(jī)串行通信系統(tǒng)中都只使用主信道的信號(hào)線。在通信中，即便是只使用主信道，也并非主信道的所有信號(hào)都要連接，一般情況下只需使用其中的9根信號(hào)線。rs-232c接口標(biāo)準(zhǔn)如下表3.2所示：1cd載波檢測(cè)2rxd接收數(shù)據(jù)3tx

47、d發(fā)送數(shù)據(jù)4dtr數(shù)據(jù)端備準(zhǔn)備好5gnd接地6dsr數(shù)據(jù)裝置準(zhǔn)備好7rts請(qǐng)求發(fā)送8cts允許發(fā)送9ri響鈴指示表3.2 rs-232c接口標(biāo)準(zhǔn)2.rs-232c串行通信標(biāo)準(zhǔn)接口的電氣特性rs-232c標(biāo)準(zhǔn)對(duì)電氣特性、邏輯電平和各種信號(hào)線功能都做了規(guī)定。對(duì)于數(shù)據(jù)，邏輯“0”的電平高于-3v，邏輯“1”的電平低于+3v；對(duì)于控制信號(hào)，接通狀態(tài)即信號(hào)有效地電平高于+3v，斷開(kāi)狀態(tài)即信號(hào)無(wú)效的電平低于-3v。也就是當(dāng)傳輸電平的絕對(duì)值大于3v時(shí)，電路可以有效的檢查出來(lái)，介于-3v+3v之間的電壓無(wú)意義，低于-15v或高于+15v的電壓也認(rèn)為是無(wú)意義，因此，實(shí)際工作時(shí)，應(yīng)保證電平在±（315）

48、v之間。3.串行通信功能實(shí)現(xiàn)單片機(jī)輸入輸出電平為ttl電平，而tc35i是rs-232c標(biāo)準(zhǔn)串行接口，二者的電氣規(guī)范不一致，完成單片機(jī)與通信模塊的數(shù)據(jù)通信，必須經(jīng)過(guò)電平轉(zhuǎn)換。本系統(tǒng)采用maxim公司生產(chǎn)的max232芯片，max3222能實(shí)現(xiàn)ttl與rs.232c電平轉(zhuǎn)換。max232芯片的引腳定義如圖3.11所示：圖3.11 max232芯片芯片引腳功能：第一部分是電荷泵電路。由1、2、3、4、5、6腳和4只電容構(gòu)成。功能是產(chǎn)生+12v和-12v兩個(gè)電源，提供給rs-232串口電平的需要。 第二部分是數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換通道。由7、8、9、10、11、12、13、14腳構(gòu)成兩個(gè)數(shù)據(jù)通道。其中13腳（r1in）、12腳（r1out）、11腳（t1in）、14腳（t1out）為第一數(shù)據(jù)通道。 8腳（r2in）、9腳（r2out）、10腳（t2in）、7腳（t2out）為第二數(shù)據(jù)通道。 ttl/cmos數(shù)據(jù)從t1in、t