基于GSM的遠(yuǎn)程家庭智能報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)畢業(yè)論文

1、基于GSM的遠(yuǎn)程家庭智能報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)畢業(yè)論文目錄1引言11.1 國(guó)外現(xiàn)狀11.2 設(shè)計(jì)目的與意義11.3 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)流程圖22硬件設(shè)計(jì)32.1 傳感器的選型32. 1. 1 MMA7455I加速度傳感器33. 1.2 DHT11溫度傳感器72.2 PT2262/2272無線收發(fā)模塊112.3 AT89S52單片機(jī)模塊132. 3. 1 AT89S52單片機(jī)概述132.3.2 AT89s52單片機(jī)的典型功能182.4 GSM 模塊203軟件設(shè)計(jì)223.1系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)的總體思路223. 1.1主函數(shù)軟件設(shè)計(jì)流程圖224. 1.2基于C語(yǔ)言的程序調(diào)試233.2系統(tǒng)各功能模塊的軟件設(shè)計(jì)291. 2. 1

2、溫度傳感器DHT11的軟件設(shè)計(jì)293. 2. 2加速度傳感器MMA7455的軟件設(shè)計(jì)294. 2.3 IIC通訊協(xié)議305. 2.4液晶顯示的軟件設(shè)計(jì)316. 2. 5 GSM模塊中的AT指令324系統(tǒng)調(diào)試357. 1液晶顯不354.2 GSM的調(diào)試354. 3加速度傳感器的調(diào)試374.4 DHT11溫濕度傳感器385總結(jié)與展望405. 1總結(jié)406. 2展望40參考文獻(xiàn)42致謝43附錄一原理圖44附錄二程序45.參考資料.1引言1.1 國(guó)外現(xiàn)狀在目前國(guó)現(xiàn)代化居住格局日益封閉的情況下，財(cái)產(chǎn)安全問題顯得尤為重要。當(dāng)前安 全防及報(bào)警系統(tǒng)是確保住宅、財(cái)產(chǎn)安全的重要的途徑之一，同時(shí)也是數(shù)字化家庭的重要

3、 組成部分。當(dāng)遇到盜竊、失火、煤氣泄漏等緊急情況時(shí)，及時(shí)通過通信系統(tǒng)完成報(bào)警以 及提示就顯得尤為必要。目前的、家居報(bào)警系統(tǒng)領(lǐng)域多用到開關(guān)振動(dòng)、超聲波、紅外探測(cè)、門磁開關(guān)等類型 的傳感器，其在應(yīng)用過程中暴露出諸多的缺點(diǎn)：首先，傳感器價(jià)格昂貴，體積龐大，難 以集成。比如超聲波傳感器，體積大，市場(chǎng)價(jià)在8元左右，操作復(fù)雜，易受干擾；其次, 誤報(bào)現(xiàn)象比較嚴(yán)重，困擾人們的生活，比如我們家里面電車或者汽車上常用的震動(dòng)型傳 感器，在人不小心碰到時(shí)就會(huì)發(fā)出刺耳的警笛聲，雖然起到了一定的報(bào)警作用，但是給 人的生活帶來很大困擾，并且當(dāng)人距離報(bào)警聲音傳播圍之外時(shí)，亦無法知道車輛的安全 狀況。另外，市場(chǎng)上并沒有一種專業(yè)

4、的報(bào)警系統(tǒng)，能讓人隨時(shí)隨地的知道家庭公司等安 全狀況，并能夠顯示警情位置，警情級(jí)別等。同時(shí)大多數(shù)的報(bào)警系統(tǒng)采用紅外傳感器和門磁開關(guān)配合使用，而門磁開關(guān)主要由開 關(guān)和磁鐵兩部分組成，開關(guān)部分由磁簧開關(guān)經(jīng)引線連接。定型封裝而成；磁鐵部分由對(duì) 應(yīng)的磁場(chǎng)強(qiáng)度的磁鐵封裝于塑膠或合金殼體。當(dāng)兩者分開或接近至一定距離后，引起開 關(guān)的開斷從而感應(yīng)物體。因而門磁開關(guān)只適合非鐵質(zhì)的門或窗，但現(xiàn)代家居設(shè)計(jì)中，大 部分使用的都是鐵質(zhì)合金，門磁開關(guān)的應(yīng)用圍大大地受限。1.2 設(shè)計(jì)目的與意義基于單片機(jī)的智能家居防盜系統(tǒng)著重于對(duì)家中涉及安全的因素進(jìn)行監(jiān)控和報(bào)警，用 到的傳感器有加速度傳感器、溫度傳感器、煙霧傳感器；控制期間

5、使用AT89S51單片機(jī); 并且采用無線網(wǎng)絡(luò)GSM節(jié)點(diǎn)，采用直接發(fā)送短信或撥打的方式直接向戶主報(bào)警。使得報(bào) 警更加快捷方便，同時(shí)不用布線，避免了維修的復(fù)雜性。同時(shí)本設(shè)計(jì)介紹了一種由嵌入式報(bào)警主機(jī)、無線發(fā)射裝置，手機(jī)終端，無線傳感器 網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)構(gòu)成的智能報(bào)警系統(tǒng)。首先本系統(tǒng)采用新型的加速度傳感器，能夠?qū)㈤T窗的震動(dòng)和移動(dòng)兩種狀態(tài)區(qū)別開來, 當(dāng)門窗產(chǎn)生震動(dòng)而沒有發(fā)生位移時(shí)，通過程序計(jì)算沒有達(dá)到位移門限就判斷為沒有異常 情況發(fā)生。當(dāng)門窗發(fā)生移動(dòng)時(shí)，說明家中可能已經(jīng)被盜處以較危險(xiǎn)的情況，此時(shí)告知戶 主，拉響警笛，這樣就解決了傳統(tǒng)報(bào)警系統(tǒng)給人們生活帶來的干擾。同時(shí)我們將溫度傳感器布防在廚房、客廳的等地方，通

6、過無線通信技術(shù)形成一個(gè)傳 感器網(wǎng)絡(luò)，與家庭嵌入式主機(jī)系統(tǒng)通信。當(dāng)某個(gè)傳感器被觸發(fā)時(shí)，就會(huì)向主機(jī)發(fā)送信號(hào), 主機(jī)通過接收到的信號(hào)判斷警情地址，警情級(jí)別做出相應(yīng)的判斷后，通過GSM模塊兒發(fā) 送相應(yīng)的信息，信息被手機(jī)捕獲經(jīng)軟件分析后，發(fā)出語(yǔ)音告知機(jī)主。1.3 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)流程圖本設(shè)計(jì)主要由三大部分組成，分別為：感知網(wǎng)絡(luò)、控制主機(jī)、客戶終端。該框圖詳 細(xì)的說明了該設(shè)計(jì)的工作流程，我們的產(chǎn)品分為兩部分，有家庭傳感器節(jié)點(diǎn)組成的感知 網(wǎng)絡(luò)，傳感器信號(hào)經(jīng)MCU分析后由2262配置一個(gè)唯一的地址，將信號(hào)發(fā)給家庭主機(jī), 經(jīng)分析后經(jīng)GSM模塊向手機(jī)發(fā)射出相應(yīng)的語(yǔ)音報(bào)警信息，告知機(jī)主。圖1-1系統(tǒng)結(jié)構(gòu)流程圖2硬件設(shè)計(jì)本系

7、統(tǒng)的硬件主要是由傳感器網(wǎng)路、PT2262/2267無線收發(fā)模塊、控制器、GSM模塊組成。下圖是總體硬件結(jié)構(gòu):圖2T系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)傳感器部分主要是采集家中安全信息，如溫度、門窗的移動(dòng)情況，而本設(shè)計(jì)最有特 色的部分也在于傳感器的選擇，采用新型的加速度傳感器，使防盜模塊更完善； AT2262/2272是用于無線連接傳感器與單片機(jī)的部分，此部分避免了防盜系統(tǒng)大量的布 線工作；單片機(jī)主要是對(duì)采集信息的處理、判斷并做出相應(yīng)的處理過程，是整個(gè)系統(tǒng)的 大腦；GSM模塊主要是用于聯(lián)系用戶，現(xiàn)代在手機(jī)十分普及的背景下，采用GSU模塊進(jìn) 行短息或語(yǔ)音通話直接通知戶主家庭安全情況，會(huì)非?？旖荩沟眉抑邪踩闆r得到及 時(shí)

8、處理。下面對(duì)各部分硬件進(jìn)行詳細(xì)說明。2. 1傳感器的選型2. 1. 1 MMA7455I加速度傳感器2.1.1. 1MMA7455工作原理及引腳功能本設(shè)計(jì)使用的是飛思卡爾公司的MMA7455I,飛思卡爾公司有穩(wěn)定的人員隊(duì)伍。該公 司在全球30個(gè)國(guó)家擁有24000多名研發(fā)和設(shè)計(jì)人員，人員結(jié)構(gòu)知識(shí)化，年輕化，有穩(wěn) 定的教師和輔助人員隊(duì)伍。其中，天津飛思卡爾公司擁有40多名研發(fā)和設(shè)計(jì)人員，90% 以上擁有研究生學(xué)歷。該公司在全球30個(gè)國(guó)家擁有多家公司。飛思卡爾全球有9個(gè)全資生產(chǎn)工廠，一個(gè)合 營(yíng)生產(chǎn)設(shè)施，還有與第三方生產(chǎn)商建立的諸多合作關(guān)系等。飛思卡爾根據(jù)輕資產(chǎn) （asset-light）戰(zhàn)略，有選擇

9、地將部生產(chǎn)能力集中在處于領(lǐng)先地位的細(xì)分化或?qū)I(yè)加工 工藝上，由第三方工廠提供標(biāo)準(zhǔn)工藝技術(shù)，作為部資源的補(bǔ)充。1992年，飛思卡爾公 司開始在天津開展業(yè)務(wù)，包括在天津的封裝和測(cè)試運(yùn)行部門，、和天津3個(gè)研發(fā)中心，、 和3個(gè)銷售辦事處。天津工廠成立于1992年，是飛思卡爾擁有的兩個(gè)大型芯片測(cè)試和 封裝工廠之一。該工廠占地400,000平方英尺，從2001年開始投入生產(chǎn)。工廠每周 生產(chǎn)超過900萬個(gè)微控制器、混合信號(hào)和射頻設(shè)備。該公司可提供生產(chǎn)實(shí)習(xí)、畢業(yè)設(shè) 計(jì)的實(shí)習(xí)設(shè)備和場(chǎng)地。飛思卡爾公司有堅(jiān)實(shí)的科研和技術(shù)生產(chǎn)活動(dòng)。該公司的客戶包括摩托羅拉的個(gè)人通 訊事業(yè)部，以及一些其它消費(fèi)和汽車電子廠商。2006年

10、，飛思卡爾在下列領(lǐng)域居于市場(chǎng) 領(lǐng)先地位：汽車（全球汽車半導(dǎo)體產(chǎn)品市場(chǎng)份額位居第一）、網(wǎng)絡(luò)（全球網(wǎng)絡(luò)通信處理 器市場(chǎng)份額第一；全球用于蜂窩基站的射頻功率產(chǎn)品市場(chǎng)份額位居第一）、工業(yè)控制器、 消費(fèi)電子產(chǎn)品（微控制器和嵌入式處理器市場(chǎng)份額位居第二）和無線產(chǎn)品（無線通信應(yīng) 用專用標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品市場(chǎng)份額位居第四；蜂窩手機(jī)數(shù)字基帶半導(dǎo)體產(chǎn)品全球市場(chǎng)份額位居第 四）。公司為客戶提供廣泛多樣的輔助設(shè)備，連接各種產(chǎn)品、網(wǎng)絡(luò)和真實(shí)世界的信號(hào)（如 聲音、振動(dòng)和壓力等）。產(chǎn)品包括傳感器、射頻半導(dǎo)體、功率管理及其它模擬和混和信 號(hào)集成電路。飛思卡爾全球現(xiàn)有1萬個(gè)終端客戶，其中包括由公司自己的銷售隊(duì)伍服務(wù) 的100多家知名的原

11、始設(shè)備生產(chǎn)商，以及通過數(shù)千個(gè)代理商網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的其他終端客戶。 2004年，摩托羅拉半導(dǎo)體部成為飛思卡爾半導(dǎo)體。例如，開發(fā)出了許多關(guān)鍵產(chǎn)品類別， 包括通信處理器、微控制器、固態(tài)加速度傳感器、蜂窩式半導(dǎo)體和模塊等。摩托羅拉半 導(dǎo)體部一直引領(lǐng)加工工藝技術(shù)的發(fā)展，從率先使用200毫米硅片、銅連線技術(shù)、絕緣體 上的硅芯片（SOI）到硅錯(cuò)碳，為客戶帶來了性能更高、性能更低的產(chǎn)品。因此選用飛思 卡爾公司的傳感器是十分可靠的選擇。WA7455是一款數(shù)字輸出（I2C/SPI）、低功耗、緊湊型電容式微機(jī)械加速度計(jì)，具 有信號(hào)調(diào)理、低通濾波器、溫度補(bǔ)償、自測(cè)、可配置通過中斷引腳（INT1或INT2）檢 測(cè)0g,以及脈

12、沖檢測(cè)（用于快速運(yùn)動(dòng)檢測(cè)）等功能。0g偏置和靈敏度是出廠配置，無 需外部器件?？蛻艨墒褂弥付ǖ?g寄存器和g-Select量程選擇對(duì)0g偏置進(jìn)行校準(zhǔn), 量程可通過命令選擇3個(gè)加速度圍（2g/4g/8g） o MMA745xL系列具備待機(jī)模式，使它 成為以電池為電源的手持式電子器件的理想選擇。MMA7455數(shù)字三軸加速度傳感器模塊 核心為飛思卡爾公司的MMA7455L數(shù)字三軸加速度傳感器，該模塊設(shè)計(jì)使用官方推薦設(shè) 計(jì)，板卡線路經(jīng)過高電磁兼容設(shè)計(jì)和優(yōu)化，具有輸出精確，體積小，工作可靠，各種標(biāo) 識(shí)清晰，擴(kuò)展性好等特點(diǎn)。MMA7455L芯片安裝在帶DIP插腳的印刷電路板（PCB）上, 它允許客戶將其集

13、成到特定的設(shè)計(jì)應(yīng)用對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行評(píng)估。這樣客戶就能夠在他們自己硬 件和軟件環(huán)境靈活地評(píng)估器件。MMA7455I是三軸小量程加速傳感器是檢測(cè)物件運(yùn)動(dòng)和方向的傳感器，它根據(jù)物件運(yùn) 動(dòng)和方向改變輸出信號(hào)的電壓值。后面的圖片示出了它們的關(guān)系。各軸的信號(hào)在不運(yùn)動(dòng) 或不被重力作用的狀態(tài)下（0g）,其輸出為1.65VO如果沿著某一個(gè)方向活動(dòng)，或者受 到重力作用，輸出電壓就會(huì)根據(jù)其運(yùn)動(dòng)方向以及設(shè)定的傳感器靈敏度而改變其輸出電 壓。用單片機(jī)的IIC/SPI接口方式讀取數(shù)值，就可以檢測(cè)其運(yùn)動(dòng)和方向。圖2-2 MMA7455實(shí)物圖 各引腳功能：Pin：輸入電壓，同時(shí)可以接到單片機(jī)AD參考電壓端;Pin2：（可選）5V電

14、源；Pin3、GND：電源地；Pin456、NC：懸空管腳；Pin7, CS：SPI片選管腳，低電平有效；Pin8, INTI：中斷1/數(shù)據(jù)準(zhǔn)備就緒；Pin9、INT2：中斷 2；PinlO、MISO： SPI 管腳 MISO;Pinll. MOS I： SPI 管腳 MOSI;Pinl2、CLK： SPI 管腳 CLK；VCCRI-=-C2 VCC舊1104C3R4 上104 VCCvccSCL/SPC 歸4.7KDVDDSDASDI/SDOGNDSDONCNCIADDR0NCGND忸I(lǐng)NT2AVDDINT1/DRDYR5U2MMA74551_ 2 T 4 5. 64.7KCSVCCR34.

15、7K12SDO11109INT28INT1/DRDY13SDASDI/SDO圖2-3 MMA7455的外圍電路2.1.1. 2用加速度傳感器測(cè)量位移的原理與誤差分析MMA7455I是一種差容式伺服加速度傳感器，它采用先進(jìn)的集成電路表面加工技術(shù)， 將敏感元件和信號(hào)調(diào)理電路集成在單片集成電路上，組成一個(gè)完整的加速度測(cè)量系統(tǒng). 安裝時(shí)使加速度傳感器的敏感方向與門窗運(yùn)動(dòng)的方向平行，由于重力加速度g的作用， 當(dāng)加速度傳感器不運(yùn)動(dòng)時(shí)，其輸出為1g,即傳感器的零點(diǎn)偏置不是0,此時(shí)加速度輸出 值現(xiàn)對(duì)于參考點(diǎn)的位置有正有負(fù)。設(shè)a(t),v(t),d(t)和T分別是門或窗運(yùn)動(dòng)的加速度、速度、位移和采樣的總周期，

16、g(t)為重力加速度。當(dāng)門或窗運(yùn)動(dòng)時(shí)，水平方向的加速度傳感器的輸出為：A(t)=a (t)(2-1)此時(shí)g(t)的變化是很小的，可看做是常數(shù)。作零點(diǎn)校正一般采用測(cè)量前先存儲(chǔ)零點(diǎn) 值，計(jì)算時(shí)將測(cè)量值減去零點(diǎn)值的方法。這里根據(jù)門窗運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)，提出一種簡(jiǎn)單方便 的方法，用這種方法可以實(shí)現(xiàn)加速度傳感器的動(dòng)態(tài)零點(diǎn)校正。由于加速度傳感器的輸出采用了零點(diǎn)校正，因而只需考慮門窗運(yùn)動(dòng)的加速度積分得 門窗運(yùn)動(dòng)的速度。v(/) = v(0) + |(r)Jr(2-2)若將看成下始點(diǎn)的初始速度，則于是同樣，位移可以通過對(duì)速度積分得到J(r) = J(O) + £v(r)Jr(2-3)那么門窗的相對(duì)位移用加速

17、度傳感器測(cè)量位移的算法可簡(jiǎn)要表述為：將一個(gè)周期的加速度的測(cè)量值減去其平均值，令邊界條件為零，對(duì)修正后的加速度 積分得到速度，將所求速度減去其平均值，令邊界條件為零，對(duì)修正后的速度積分即得 到相對(duì)位移。2. 1.2 DHT11溫度傳感器本設(shè)計(jì)使用的是溫濕度傳感器DHT11, DHT11數(shù)字溫濕度傳感器是一款含有已校準(zhǔn) 數(shù)字信號(hào)輸出的溫濕度復(fù)合傳感器。它應(yīng)用專用的數(shù)字模塊采集技術(shù)和溫濕度傳感技 術(shù)，確保產(chǎn)品具有極高的可靠性與卓越的長(zhǎng)期穩(wěn)定性。傳感器包括一個(gè)電阻式感濕元件 和一個(gè)NTC測(cè)溫元件，線性溫度傳感器是線性化輸出負(fù)溫度系數(shù)（簡(jiǎn)稱NTC）熱敏元件, 它實(shí)際上是一種線性溫度-電壓轉(zhuǎn)換元件，就是說

18、通以工作電流（lOOua）條件下，元件 電壓值隨溫度呈線性變化，實(shí)現(xiàn)了非電量到電量線性轉(zhuǎn)換。并與一個(gè)高性能8位單片機(jī) 相連接。因此該產(chǎn)品具有品質(zhì)卓越、超快響應(yīng)、抗干擾能力強(qiáng)、性價(jià)比極高等優(yōu)點(diǎn)。圖2-4 DHTU實(shí)物圖每個(gè)DHT11傳感器都在極為精確的濕度校驗(yàn)室中進(jìn)行校準(zhǔn)。校準(zhǔn)系數(shù)以程序的形式 儲(chǔ)存在OTP存中，傳感器部在檢測(cè)信號(hào)的處理過程中要調(diào)用這些校準(zhǔn)系數(shù)。單線制串行 接口，使系統(tǒng)集成變得簡(jiǎn)易快捷。超小的體積、極低的功耗，信號(hào)傳輸距離可達(dá)20米 以上，使其成為各類應(yīng)用甚至最為苛刻的應(yīng)用場(chǎng)合的最佳選則。產(chǎn)品為4針單排引腳 封裝。連接方便，特殊封裝形式可根據(jù)用戶需求而提供。綜上所述，DHT11可

19、以測(cè)量相對(duì)濕度和溫度，可以全部校準(zhǔn)，并且直接轉(zhuǎn)換成數(shù)字 信號(hào)輸出，此模塊具有卓越的長(zhǎng)期穩(wěn)定性，無需額外添加部件，可以實(shí)現(xiàn)超長(zhǎng)的信號(hào)傳 輸距離，超低能耗，是四腳安裝的，可以完全實(shí)現(xiàn)互換。DHT11的應(yīng)用圍有暖通空調(diào)設(shè)備、汽車領(lǐng)域、消費(fèi)品、氣象站、濕度調(diào)節(jié)器、測(cè)試 及檢測(cè)設(shè)備、數(shù)據(jù)記錄器、自動(dòng)控制、家電領(lǐng)域、醫(yī)療器械等等。在本設(shè)計(jì)中，DHT11 主要是用來監(jiān)測(cè)室溫度狀況，當(dāng)家中有火災(zāi)發(fā)生時(shí)，居室中溫度升高，當(dāng)溫度超過一定 的溫度閥值時(shí)，溫度信號(hào)被傳感器采集到發(fā)送給單片機(jī)，單片機(jī)經(jīng)過處理、判斷，執(zhí)行 報(bào)警，有效地避免災(zāi)情進(jìn)一步發(fā)生。表2-1 DHT11的性能說明參數(shù)條件MinTypMax單位分辨率1

20、11888Bit重復(fù)性±1精度±1±2量程圍050響應(yīng)時(shí)間l/e(63%)650S使用DHT11時(shí)需要注意避免結(jié)露情況下使用。長(zhǎng)期保存條件是在10-40(,同時(shí)濕 度需在60%。超出建議的工作圍可能導(dǎo)致高達(dá)3%RH的臨時(shí)性漂移信號(hào)。返回正常工作 條后，傳感器會(huì)緩慢地向校準(zhǔn)狀態(tài)恢復(fù)，要加速恢復(fù)進(jìn)程。在非正常工作條件下長(zhǎng)時(shí)間 使用會(huì)加速產(chǎn)品的老化過程。表2-2 DHTU各管腳功能Pin名稱注釋1VDD供電 35. 5VDC2DATA串行數(shù)據(jù)，單總線3NC空腳，懸空4GND接地，電源負(fù)極氣體的相對(duì)濕度，在很大程度上依賴于溫度。因此在測(cè)量濕度時(shí)，應(yīng)盡可能保證濕 度傳感器在

21、同一溫度下工作。如果與釋放熱量的電子元件共用一個(gè)印刷線路板，在安裝 時(shí)應(yīng)盡可能將DHT11遠(yuǎn)離電子元件，并安裝在熱源下方，同時(shí)保持外殼的良好通風(fēng)。為 降低熱傳導(dǎo)，DHT11與印刷電路板其它部分的銅鍍層應(yīng)盡可能最小，并在兩者之間留出 一道縫隙。長(zhǎng)時(shí)間暴露在太陽(yáng)光下或強(qiáng)烈的紫外線輻射中會(huì)使性能降低。DATA信號(hào)線材質(zhì)量會(huì)影響通訊距離和通訊質(zhì)量，推薦使用高質(zhì)量屏蔽線。手動(dòng)焊接，在最高260（的溫 度條件下接觸時(shí)間須少于10秒。此電路即為本設(shè)計(jì)中DHT11的應(yīng)用電路。當(dāng)傳輸距離小于20米時(shí)使用5K的上拉電 阻，當(dāng)傳輸距離大于20米時(shí)上拉電阻做相應(yīng)的改變。DATA用于微處理器與DHT11之間的通訊和同步

22、，采用單總線數(shù)據(jù)格式，一次通訊 時(shí)間4ms左右，數(shù)據(jù)分小數(shù)部分和整數(shù)部分，具體格式在下面說明，當(dāng)前小數(shù)部分用于 以后擴(kuò)展，現(xiàn)讀出為零。操作流程如下：一次完整的數(shù)據(jù)傳輸為40bit,高位先出。數(shù)據(jù)格式：8bit濕度整數(shù)數(shù)據(jù)+8bit濕 度小數(shù)數(shù)據(jù)+8bi溫度整數(shù)數(shù)據(jù)+8bit溫度小數(shù)數(shù)據(jù)+8bit校驗(yàn)和數(shù)據(jù)傳送正確時(shí)校驗(yàn)和 數(shù)據(jù)等于“8bit濕度整數(shù)數(shù)據(jù)+8bit濕度小數(shù)數(shù)據(jù)+8bi溫度整數(shù)數(shù)據(jù)+8bit溫度小數(shù)數(shù) 據(jù)”所得結(jié)果的末8位。1.其通訊過程如下如所示:圖2-6通訊過程總線空閑狀態(tài)為高電平，主機(jī)把總線拉低等待DHTH響應(yīng)，主機(jī)把總線拉低必須大 于18毫秒，保證DHT11能檢測(cè)到起始信號(hào)

23、。DHT11接收到主機(jī)的開始信號(hào)后，等待主機(jī) 開始信號(hào)結(jié)束，然后發(fā)送80us低電平響應(yīng)信號(hào)。主機(jī)發(fā)送開始信號(hào)結(jié)束后，延時(shí)等待 20-40us后，讀取DHTH的響應(yīng)信號(hào)，主機(jī)發(fā)送開始信號(hào)后，可以切換到輸入模式，或 者輸出高電平均可，總線由上拉電阻拉高。用戶MCU發(fā)送一次開始信號(hào)后，DHT11從低功耗模式轉(zhuǎn)換到高速模式，等待主機(jī)開 始信號(hào)結(jié)束后，DHT11發(fā)送響應(yīng)信號(hào)，送出40bit的數(shù)據(jù)，并觸發(fā)一次信號(hào)采集，用戶 可選擇讀取部分?jǐn)?shù)據(jù)。從模式下，DHT11接收到開始信號(hào)觸發(fā)一次溫濕度采集，如果沒 有接收到主機(jī)發(fā)送開始信號(hào)，DHT11不會(huì)主動(dòng)進(jìn)行溫濕度采集。采集數(shù)據(jù)后轉(zhuǎn)換到低速 模式。信號(hào)戰(zhàn)說明:主

24、機(jī)信號(hào)DHT信號(hào)圖2-7開始傳送數(shù)據(jù)總線為低電平，說明DHT11發(fā)送響應(yīng)信號(hào)，DHT11發(fā)送響應(yīng)信號(hào)后，再把總線拉高 80us,準(zhǔn)備發(fā)送數(shù)據(jù)，每一位數(shù)據(jù)都以50us低電平時(shí)隙開始，高電平的長(zhǎng)短定數(shù)據(jù)位是 。還是1。格式見下面圖示，如果讀取響應(yīng)信號(hào)為高電平，則DHT11沒有響應(yīng)，請(qǐng)檢查 線路是否連接正常。當(dāng)最后一位數(shù)據(jù)傳送完畢后，DHT11拉低總線50us,隨后總線由上 拉電阻拉高，進(jìn)入空閑狀態(tài)。信號(hào)線說明：主機(jī)信號(hào)DHT信號(hào)圖2-8數(shù)字0信號(hào)表示方法7 OusvccGND單總線II痂'I'I IBit開始50us H一 bit開始信次說明:主機(jī)信號(hào)Dirr信號(hào)圖2-9數(shù)字1信號(hào)

25、表示方法測(cè)量分辨率分別為8bit （溫度）、8bit （濕度）。上面各圖說明了 DHT11在工作時(shí) 的時(shí)序圖，也有助于之后編程時(shí)調(diào)用延時(shí)的時(shí)間。2. 2 PT2262/2272無線收發(fā)模塊由于本設(shè)計(jì)成本和本人的能力有限，在本設(shè)計(jì)的實(shí)際硬件中沒有用到此模塊，但這 一模塊在原始設(shè)計(jì)的理念中是不可或缺的一部分，因?yàn)檫@一部分可以有效避免不必要的 布線問題，同時(shí)也便于傳輸出現(xiàn)故障時(shí)進(jìn)行有效快捷的維修。因此，在此論文中對(duì)這一 模塊進(jìn)行詳細(xì)地說明是十分必要的，同時(shí)也可提高我的知識(shí)面。PT2262/2272是普城公司生產(chǎn)的一種CMOS工藝制造的低功耗低價(jià)位通用編解碼電 路，PT2262/2272最多可有12位

26、（AO-Al 1）三態(tài)地址端管腳（懸空，接高電平，接低電平）， 任意組合可提供531441地址碼，PT2262最多可有6位（DO-D5）數(shù)據(jù)端管腳，設(shè)定的地址 碼和數(shù)據(jù)碼從17腳串行輸出，可用于無線遙控發(fā)射電路。編碼芯片PT2262發(fā)出的編碼信號(hào)由：地址碼、數(shù)據(jù)碼、同步碼組成一個(gè)完整的碼字， 解碼芯片PT2272接收到信號(hào)后，其地址碼經(jīng)過兩次比較核對(duì)后，VT腳才輸出高電平， 與此同時(shí)相應(yīng)的數(shù)據(jù)腳也輸出高電平，如果發(fā)送端一直按住按鍵，編碼芯片也會(huì)連續(xù)發(fā) 射。當(dāng)發(fā)射機(jī)沒有按鍵按下時(shí)，PT2262不接通電源，其17腳為低電平，所以315MHz 的高頻發(fā)射電路不工作。當(dāng)有按鍵按下時(shí)，PT2262得電工

27、作，其第17腳輸出經(jīng)調(diào)制的 串行數(shù)據(jù)信號(hào)，當(dāng)17腳為高電平期間315MHz的高頻發(fā)射電路起振并發(fā)射等幅高頻信號(hào), 當(dāng)17腳為低平期間315MHz的高頻發(fā)射電路停止振蕩，所以高頻發(fā)射電路完全收控于 PT2262的17腳輸出的數(shù)字信號(hào)，從而對(duì)高頻電路完成幅度鍵控（ASK調(diào)制）相當(dāng)于調(diào) 制度為100%的調(diào)幅。工用1 2 3 1 O 9 S A1A1AA5 40 Svcc DOUT OSC1 OSC222625圖2-10 PT2262無線發(fā)射模塊2262無線發(fā)射模塊電路圖，該電路由A0A5可以配置該芯片地址，當(dāng)2272的設(shè) 置的地址與其相標(biāo)配時(shí)，才能接收到信號(hào)?？刂艱0D7的高低電平配置可以發(fā)相應(yīng) 的

28、數(shù)據(jù)，比如我們可以經(jīng)D0 口經(jīng)過模擬電路與單片機(jī)相連，此時(shí)若P1P 口為高電平此 時(shí)2262工作，并將D0高電平的信號(hào)發(fā)射出，經(jīng)2272解碼后將信息翻譯處理來。發(fā)射 電路有DOUT 口經(jīng)驅(qū)動(dòng)電路經(jīng)紅外發(fā)射頭發(fā)出。GND圖2T1 PT2272無線接收模塊U12為一體化紅外接收頭，接收到信號(hào)后，經(jīng)2272解碼，將信息經(jīng)D0D3 口輸 出，我們通過電路設(shè)置使不同的傳感器電路，觸發(fā)2262不同的數(shù)據(jù)I/O 口，這樣單片 機(jī)通過采集2272的數(shù)據(jù)接口就可以知道報(bào)警傳感器的位置，從而坐車相應(yīng)的處理。U10vuc圖2T2 PT2272無線接收模塊設(shè)置地址碼的原則是：同一個(gè)系統(tǒng)地址碼必須一致；不同的系統(tǒng)可以依

29、靠不同的地 址碼加以區(qū)分。PT2262/2272芯片的地址碼的設(shè)定：在通常使用中，一般采用8位地址碼和4位數(shù) 據(jù)碼，這時(shí)編碼電路PT2262和解碼PT2272的第1-8腳為地址設(shè)定腳，有三種狀態(tài)可 供選擇：懸空、接正電源、接地三種狀態(tài)，3的8次方為6561,所以地址編碼不重復(fù)度 為6561組，只有發(fā)射端PT2262和接收端PT2272的地址編碼完全相同，才能配對(duì)使用， 例如將發(fā)射機(jī)的PT2262的第2腳接地第3腳接正電源，其它引腳懸空，那么接收機(jī)的 PT2272只要第2腳接地第3腳接正電源，其它引腳懸空就能實(shí)現(xiàn)配對(duì)接收。當(dāng)兩者地址 編碼完全一致時(shí)，接收機(jī)對(duì)應(yīng)的D1D4端輸出約4V互鎖高電平控制

30、信號(hào)，同時(shí)VT端 也輸出解碼有效高電平信號(hào)。用戶可將這些信號(hào)加一級(jí)三極管放大，便可驅(qū)動(dòng)繼電器等 負(fù)載進(jìn)行遙控操縱。2. 3 AT89S52單片機(jī)模塊2.3. 1 AT89S52單片機(jī)概述單片機(jī)是把組成微型計(jì)算機(jī)的各個(gè)功能部件，如中央處理器、隨機(jī)存儲(chǔ)器、只讀存 儲(chǔ)器、1/()接口電路、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器以及串行通信接口電路等集成在一塊芯片上，構(gòu)成 一個(gè)完整的微型計(jì)算機(jī)。通用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的技術(shù)要求是高速、海量的數(shù)值計(jì)算；技 術(shù)發(fā)展方向是總線速度的無限提升，存儲(chǔ)容量的無限擴(kuò)大。而嵌入式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的技術(shù) 要求則是對(duì)象的智能化控制能力；技術(shù)發(fā)展方向是與對(duì)象系統(tǒng)密切相關(guān)的嵌入性能、控 制能力與控制的可靠性。比較

31、普通計(jì)算機(jī)和嵌入式計(jì)算機(jī)的差異，說明這是由于它們應(yīng) 用場(chǎng)合和應(yīng)用環(huán)境的不同而造成的，而單片機(jī)則屬于低端嵌入式計(jì)算機(jī)。單片機(jī)的硬件簡(jiǎn)單，字長(zhǎng)一般為8位，也有16位的，存儲(chǔ)空間最小。集成的片外設(shè) 比較豐富。由于硬件的局限性，導(dǎo)致軟件上就不能太大，采集速度低。難以完成復(fù)雜的 實(shí)時(shí)運(yùn)算。單循環(huán)式，一般沒有操作系統(tǒng)。單片機(jī)具有小巧靈活、成本低、易于產(chǎn)品化。它能方便地組裝成各種智能式控制設(shè) 備以及各種智能儀表。面向控制，能針對(duì)性地解決從簡(jiǎn)單到復(fù)雜的各類控制任務(wù)，從而 獲得最佳性價(jià)比?？垢蓴_能力強(qiáng)，適應(yīng)溫度圍寬，在各種惡劣條件下都能可靠地工作， 這是其它機(jī)型所無法比擬的?？梢院芊奖愕貙?shí)現(xiàn)多機(jī)和分布式控制，使

32、整個(gè)系統(tǒng)的效率 和可靠性大為提高。單片機(jī)的應(yīng)用場(chǎng)合也非常廣泛，小巧靈活、成本低、易于產(chǎn)品化。它能方便地組裝 成各種智能式控制設(shè)備以及各種智能儀表。面向控制，能針對(duì)性地解決從簡(jiǎn)單到復(fù)雜的 各類控制任務(wù)，從而獲得最佳性價(jià)比。抗干擾能力強(qiáng)，適應(yīng)溫度圍寬，在各種惡劣條件 下都能可靠地工作，這是其它機(jī)型所無法比擬的?？梢院芊奖愕貙?shí)現(xiàn)多機(jī)和分布式控制， 使整個(gè)系統(tǒng)的效率和可靠性大為提高。機(jī)電一體化產(chǎn)品是集機(jī)械技術(shù)、微電子技術(shù)、自 動(dòng)化技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)于一體，具有智能化特征的各種機(jī)電產(chǎn)品。單片機(jī)在機(jī)電一體化 產(chǎn)品的開發(fā)中可以發(fā)揮巨大的作用。典型產(chǎn)品如機(jī)器人、數(shù)控機(jī)床、自動(dòng)包裝機(jī)、點(diǎn)鈔 機(jī)、醫(yī)療設(shè)備、打印機(jī)、

33、傳真機(jī)、復(fù)印機(jī)等。家用電器是單片機(jī)的又一重要應(yīng)用領(lǐng)域， 前景十分廣闊。如空調(diào)器、電冰箱、洗衣機(jī)、電飯煲、高檔洗浴設(shè)備、高檔玩具等。另 外，在交通領(lǐng)域中，汽車、火車、飛機(jī)、航天器等均有單片機(jī)的廣泛應(yīng)用。如汽車自動(dòng) 駕駛系統(tǒng)、航天測(cè)控系統(tǒng)、黑匣子還有分式系統(tǒng)的前端模塊等等。ATUEL公司生產(chǎn)的具有Flash ROM的增強(qiáng)型51系列單片機(jī)目前在市場(chǎng)上仍然十分流 行，其中AT89S系列十分活躍。AVR單片機(jī)是ATMEL在90年代推出的精簡(jiǎn)指令集RISC 的單片機(jī)，跟PIC類似。使用哈佛結(jié)構(gòu)。是增強(qiáng)型RISC載Flash的單片機(jī)。AVR的單片 機(jī)廣泛應(yīng)用于計(jì)算機(jī)外部設(shè)備，工業(yè)實(shí)時(shí)控制，儀器儀表，通訊設(shè)備

34、，家用電器，宇航 設(shè)備等各個(gè)領(lǐng)域。近年來單片機(jī)的發(fā)展非常快，縱觀單片機(jī)的現(xiàn)狀及歷史，其發(fā)展趨勢(shì)正朝著大容量、 高性能化、小容量低價(jià)格化、外圍電路裝化、多品種化及增強(qiáng)I/O接口功能、降低功 耗等方面發(fā)展。為滿足不同的用戶要求，各公司競(jìng)相推出能滿足不同需要的產(chǎn)品。在CPU的功能上更加完善和強(qiáng)大，比如采用雙CPU結(jié)構(gòu)，提高處理能力，增加數(shù)據(jù) 總線的寬度，使處理數(shù)據(jù)的能力明顯優(yōu)于一般的8位單片機(jī)，同時(shí)采用流水線結(jié)構(gòu)和 RISC體系結(jié)構(gòu)。在存儲(chǔ)器方面加大存儲(chǔ)容量，實(shí)行程序化?，F(xiàn)在常規(guī)的單片機(jī)普遍都是 將中央處理器（CPU）、隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)（RAM）、只讀程序存儲(chǔ)器（ROM）、并行和串行通 信接口，中斷

35、系統(tǒng)、定時(shí)電路、時(shí)鐘電路集成在一塊單一的芯片上，增強(qiáng)型的單片機(jī)集 成了如A/D轉(zhuǎn)換器、PMW（脈寬調(diào)制電路）、WDT（看門狗）、有些單片機(jī)將LCD（液晶）驅(qū)動(dòng) 電路都集成在單一的芯片上，這樣單片機(jī)包含的單元電路就更多，可實(shí)現(xiàn)的功能就越強(qiáng) 大。甚至單片機(jī)廠商還可以根據(jù)用戶的要求量身定做，制造出具有自己特色的單片機(jī)芯 片。MCS-51系列的8031推出時(shí)的功耗達(dá)635% 而現(xiàn)在的單片機(jī)普遍都在100MW左右, 隨著對(duì)單片機(jī)功耗要求越來越低，現(xiàn)在的各個(gè)單片機(jī)制造商基本都采用了 CMOS（互補(bǔ)金 屬氧化物半導(dǎo)體工藝）。80C51就采用了 HMOS（即高密度金屬氧化物半導(dǎo)體工藝）和 CHMOS（互補(bǔ)高密

36、度金屬氧化物半導(dǎo)體工藝）。CMOS雖然功耗較低，但由于其物理特征決 定其工作速度不夠高，而CHMOS則具備了高速和低功耗的特點(diǎn)，這些特征，更適合于在 要求低功耗電池供電的應(yīng)用場(chǎng)合。所以這種工藝將是今后一段時(shí)期單片機(jī)發(fā)展的主要途 徑。本設(shè)計(jì)中使用的是AT89s52單片機(jī)。AT89s52為ATMEL所生產(chǎn)的一種低功耗、高性 能CM0S8位微控制器，具有8K在系統(tǒng)可編程Flsah存儲(chǔ)器。該器件采用ATMEL高密度 非易失存儲(chǔ)器制造技術(shù)制造，與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的MCS-51指令集和輸出管腳相兼容。由于將 多功能8位CPU和閃爍存儲(chǔ)器組合在單個(gè)芯片中，ATMEL的AT89c51是一種高效微控制 器，為很多嵌入式

37、控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高且價(jià)廉的方案。AT89S52主要功能列舉如下：擁有靈巧的8位CPU和在系統(tǒng)可編程Flash晶片部具 時(shí)鐘振蕩器（傳統(tǒng)最高工作頻率可至12MHz）、部程序存儲(chǔ)器（ROM）為8KB、部數(shù)據(jù)存 儲(chǔ)器（RAM）為256字節(jié)、32個(gè)可編程I/O 口線、8個(gè)中斷向量源、三個(gè)16位定時(shí)器/ 計(jì)數(shù)器、三級(jí)加密程序存儲(chǔ)器、全雙工UART串行通道。AT89s52單片機(jī)的特性是與MCS-51兼容、擁有4K字節(jié)可編程閃爍存儲(chǔ)器，它的壽 命一般為1000寫/擦循環(huán)、數(shù)據(jù)保留時(shí)間為10年、全靜態(tài)工作時(shí)工作頻率是0Hz-24Hz、 擁有三級(jí)程序存儲(chǔ)器鎖定和128*8位部RAM、32可編程I/O線、

38、兩個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù) 器、5個(gè)中斷源、可編程串行通道、低功耗的閑置和掉電模式、片振蕩器和時(shí)鐘電路。PDIP(T2) P1.0 EV1J40 vcc(T2 EXi P1 .1 匚239Zl PO.O (ADO)P12匚338 P>J.1 (AD1)P13匚437 P0.2 CAD2)Id匚536 PO.3 i：.AD3)(MOSI；i P1 E 匚635 FO.4 iAEMi(MIGO P1 .G 匚734. PC>.5 (ADS)C9CK) PI 7 匚833 P0.6 (AD6JRSTC932P PC7 (AD 7)fRXDi P3.0C1O31 E3.VPP(TXD) P3.

39、1 C1130 ALBPROGilNTO) P3 2 匚1229 PSENiIFm：1 P3 3 匚1328 P2.7 (Ai 5)i(TOi P3 4.C142TJ P2.6 i；A14>(T1) P3.ST1526 P2.5 (A13)WR：i P3.6 匚1625 P2.4(RD) P3.7L1724J P2.3 (A11)XTALC18231 P2.2 (AW>XTAL1 匚1922 P2.1 (A9)GHD匚2021Zl P2.0 (AB)圖2-13 AT89S52單片機(jī)2. 3.1.1 AT89S52單片機(jī)管腳說明P0 口： P0 口為一個(gè)8位漏級(jí)開路雙向I/O 口，每

40、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。P1 口：P1 口是一個(gè)部提供上拉電阻的8位雙向I/O 口，P1 口緩沖器能接收輸出4TTL 門電流。P1 口管腳寫入1后，被部上拉為高，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。P2 口： P2 口為一個(gè)部上拉電阻的8位雙向I/O 口，P2 口緩沖器可接收

41、，輸出4個(gè) TTL門電流，當(dāng)P2 口被寫“1”時(shí)，其管腳被部上拉電阻拉高，且作為輸入。并因此作 為輸入時(shí)，P2 口的管腳被外部拉低，將輸出電流。這是由于部上拉的緣故。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)，它利用部上拉優(yōu)勢(shì)，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)。P3 口： P3 口管腳是8個(gè)帶部上拉電阻的雙向I/O 口，可接收輸出4個(gè)TTL門電流。當(dāng)P3 口寫入“1”后，它們被部上拉為高電平，并用作輸入。作為輸入，由于外

42、部下拉 為低電平，P3 口將輸出電流（ILL）這是由于上拉的緣故。P3 口同時(shí)為閃爍編程和編程 校驗(yàn)接收一些控制信號(hào)。表2-3 P3 口特殊功能口管腳I/O 口備選功能10P3. 0RXD（串行輸入口）11P3. 1TXD （串行輸出口）12P3.2INTO （外部中斷0）13P3. 3INT1 （外部中斷1）14P3.4T0 （記時(shí)器0外部輸入）15P3. 5T1 （記時(shí)器1外部輸入）16P3.6WR （外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫選通）17P3. 7RD （外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通）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：當(dāng)訪問外部存儲(chǔ)器時(shí)，地址鎖存允許的輸出

43、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 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。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。PSEN：外部程序存儲(chǔ)器的選通信號(hào)。在由外部程序存儲(chǔ)器取指令期間，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

44、信號(hào)將不出現(xiàn)。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 管是否有部程序存儲(chǔ)器。注意加密方式1時(shí)，EA將部鎖定為RESET；當(dāng)EA端保持高電 平時(shí)，此間部程序存儲(chǔ)器。在FLASH編程期間，此引腳也用于施加12V編程電源。XTAU：反向振蕩放大器的輸入及部時(shí)鐘工作電路的輸入。XTAL2：來自反向振蕩器的輸出。2. 3. 1. 2 AT89S52單片機(jī)的振蕩器特性和芯片擦除：XTAL1和XTAL2分別為反向放大器的輸入和輸出。該反向放大器可以配置為片振蕩 器。石晶振蕩和陶瓷振蕩均可采用。如采用外部時(shí)鐘源驅(qū)動(dòng)器件，XTAL2應(yīng)不接。有余 輸入至部時(shí)鐘信

45、號(hào)要通過一個(gè)二分頻觸發(fā)器，因此對(duì)外部時(shí)鐘信號(hào)的脈寬無任何要求， 但必須保證脈沖的高低電平要求的寬度。整個(gè)PEROM陣列和三個(gè)鎖定位的電擦除可通過正確的控制信號(hào)組合，并保持ALE管 腳處于低電平10ms來完成。在芯片擦操作中，代碼陣列全被寫“1”且在任何非空存儲(chǔ) 字節(jié)被重復(fù)編程以前，該操作必須被執(zhí)行。此外，AT89C52設(shè)有穩(wěn)態(tài)邏輯，可以在低到零頻率的條件下靜態(tài)邏輯，支持兩種軟 件可選的掉電模式。在閑置模式下，CPU停止工作。但RAM,定時(shí)器，計(jì)數(shù)器，串口和 中斷系統(tǒng)仍在工作。在掉電模式下，保存RAM的容并且凍結(jié)振蕩器，禁止所用其他芯片 功能，直到下一個(gè)硬件復(fù)位為止。2.3.2 AT89s52單

46、片機(jī)的典型功能2.3.2. 1中斷系統(tǒng)中斷系統(tǒng)是計(jì)算機(jī)中的一項(xiàng)很重要的技術(shù)。中斷系統(tǒng)的主要功能是為了解決快速 CPU與慢速的外設(shè)之間的矛盾，它是由硬件和軟件組成的。有了中斷系統(tǒng)，能使計(jì)算機(jī) 的功能更強(qiáng)、效率更高、使用更加靈活方便。下面簡(jiǎn)單介紹中斷系統(tǒng)的組成、處理過程 及其應(yīng)用。52單片機(jī)總共有6個(gè)中斷源。外部中斷有/INTO、/INT1,其中中斷請(qǐng)求是由P3. 3、 P3.3引腳輸入的，可選擇低電平有效或沿下降沿有效。部中斷源有TO、Tl、T2溢出中 斷和串行口中斷源。不同的中斷源有不同的中斷矢量，當(dāng)某個(gè)中斷源的中斷請(qǐng)求被響應(yīng) 后，CPU將通過硬件自動(dòng)地把相應(yīng)的中斷源的中斷入口地址裝入PC中，

47、即從此地址開始 執(zhí)行中斷服務(wù)程序。因此，使用時(shí)一般在此地址單元中存放一條跳轉(zhuǎn)指令，當(dāng)CPU響應(yīng) 中斷是，使單片機(jī)自動(dòng)執(zhí)行相應(yīng)的入口地址的跳轉(zhuǎn)指令，然后再通過該跳轉(zhuǎn)指令至用戶 安排的中斷服務(wù)程序的入口處。表2-4中斷入口地址中斷源中斷入口地址/INTO （外部中斷 0）0003HT0 （定時(shí)器 0）OOOBH/INT1 （外部中斷 1）0013HT1 （定時(shí)器 1）001BH串口輸入/輸出0023H定時(shí)器2002BH中斷處理過程分為三個(gè)階段，即中斷響應(yīng)、中斷處理、中斷返回。下圖為中斷響應(yīng) 過程中硬件自動(dòng)完成的流程圖，如果中斷響應(yīng)條件滿足，而且不存在中斷受阻，CPU將 響應(yīng)中斷呢。在此情況下，CP

48、U首先使被響應(yīng)中斷的“優(yōu)先級(jí)激活”觸發(fā)器置位，以阻 斷同級(jí)和低級(jí)的中斷。圖2-14中斷響應(yīng)過程然后，根據(jù)中斷源的類別，在硬件的控制下部自動(dòng)形成長(zhǎng)調(diào)用指令，此指令的作用 是：首先自動(dòng)將斷點(diǎn)壓入堆棧，但不自動(dòng)保存PSW的容，然后將對(duì)應(yīng)的中斷源的入口地 址裝入程序計(jì)數(shù)器。CPU中斷響應(yīng)結(jié)束后即轉(zhuǎn)到中斷服務(wù)程序的入口地址，從執(zhí)行中斷服務(wù)程序的第一 條指令開始到執(zhí)行RETI返回指令為止，這個(gè)過程成為中斷處理或中斷服務(wù)。2. 3. 3. 2單片機(jī)串行口串口通信是計(jì)算機(jī)與外界交換信息的一種基本通信方式。52單片機(jī)中的串行接口是 一個(gè)全雙工通信接口，即能同時(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收。它可作偽通用異步接收和發(fā)送 器

49、使用，也可以用作同步移位寄存器，其幀格式和波特率均可通過軟件編程設(shè)置，在使 用上非常方便靈活。串行通信的基本特征是數(shù)據(jù)逐位順序進(jìn)行傳送串行通信的格式及約定(如：同步方 式、通訊速率、數(shù)據(jù)塊格式、信號(hào)電平等)不同，形成了多種串行通信的協(xié)議與接口標(biāo) 準(zhǔn)。單片機(jī)接收數(shù)據(jù)的過程是：當(dāng)CPU允許接收(即SCON的REN位置“1” )且接收中 斷標(biāo)志RI復(fù)位時(shí)，就啟動(dòng)一次接收過程。接收數(shù)據(jù)時(shí)，外界數(shù)據(jù)通過引腳P3.0 (RXD) 串行輸入，數(shù)據(jù)的最低位首先進(jìn)入輸入移位寄存器，一幀數(shù)據(jù)接收完畢再并行送入到緩 沖器SBUF中，同時(shí)將接收中斷標(biāo)志RI置“1”。當(dāng)用軟件將輸入的數(shù)據(jù)讀走并將RI復(fù) 位后，才能再開始

50、下一幀數(shù)據(jù)的傳送。發(fā)送數(shù)據(jù)的過程為：當(dāng)發(fā)送中斷標(biāo)志位TI復(fù)位后，CPU執(zhí)行任何一條寫SBUF指令, 就啟動(dòng)一次發(fā)送過程。CPU在執(zhí)行寫SBUF指令的同時(shí)啟動(dòng)發(fā)送控制器開始發(fā)送數(shù)據(jù)，被 發(fā)送的數(shù)據(jù)由TXD引腳串行輸出，首先輸出最低位，當(dāng)一幀數(shù)據(jù)發(fā)送完即發(fā)送緩沖器空 時(shí)，CPU自動(dòng)將發(fā)送中斷標(biāo)志TI置1,當(dāng)軟件將TI復(fù)位時(shí)，同時(shí)又將下一個(gè)數(shù)據(jù)寫入 數(shù)據(jù)緩沖器后，CPU再次重復(fù)上述過程直到數(shù)據(jù)發(fā)送完成。2.4 GSM模塊本設(shè)計(jì)使用的是西門子公司生產(chǎn)的TC35io TC35i是Siemens公司推出的無線通信 GSM模塊，可以快速安全可靠的實(shí)現(xiàn)數(shù)、語(yǔ)音傳輸、短消息服務(wù)(SMS)和傳真。模塊工作 電壓為

51、3. 35. 5V,可以工作在900MHz和1800IHz兩個(gè)頻段，所在頻段功耗分別為 21V(900MHz)和1W(1800MHz) o模塊有AT命令集接口，支持文本和PDU模式的短消息、第 三組的二類傳真、以及2.4K、4.8K、9. 6K的非透明模式。此外，該模塊還具有簿功能、 多方通話、漫游檢測(cè)功能，常用的工作模式由省電模式、IDLE、TALK等模式。通過獨(dú)特 的40引腳的ZIF連接器，可分別連接SIM卡支架和天線。TC35i模塊主要由GSM基帶處 理器、GSM射頻模塊、供電模塊、閃存、ZIF連接器、天線接口留部分組成。作為TC35i 的核心，基帶處理器主要處理GSM終端的語(yǔ)音、數(shù)據(jù)信

52、號(hào)，并涵蓋了蜂窩射頻設(shè)備中的 所有的模塊和數(shù)字功能。在不需要額外硬件電路的前提下，可支持FR、HR、EFR語(yǔ)音信 道編碼。目前，國(guó)已經(jīng)開始使用的GSM模塊有很多，而且這些模塊的功能、用法差別不大。 本設(shè)計(jì)采用西門子TC35系列的TC35i,這種無線模塊功能上與TC35兼容，設(shè)計(jì)緊湊， 大大縮小了用戶產(chǎn)品的體積。TC35i與GSM2/2兼容、雙頻(GSM900/GSM1800) , RS232 數(shù)據(jù)接口，該模塊及射頻電路和基帶與一體，向用戶提供標(biāo)準(zhǔn)的AT命令接口，為數(shù)據(jù)、 語(yǔ)音、短消息和傳真提供快速、可靠、安全的傳輸，方便用戶的應(yīng)用開發(fā)及設(shè)計(jì)。TC35i模塊主要由GSM基于處理器、GSM射頻模塊

53、、供電模塊、閃存、ZIF連接器、 天線接口六部分組成。通過ZIF連接器與單片機(jī)實(shí)現(xiàn)電路接口，該接口讀取或發(fā)送TC35i 模塊中的數(shù)據(jù)，將是本文論述的重點(diǎn)，也是TC35i應(yīng)用的核心。單片機(jī)與TC35i的軟件接口其實(shí)就是單片機(jī)通過AT指令控制手機(jī)的控制技術(shù)，首 先設(shè)置TC35i模塊的工作模式：AT+CMGF=n, n=0為PDU模式；n=l為文本模式；通常 設(shè)置為PDU模式，在這種模式下，能傳送或接受透明數(shù)據(jù)（用戶自定義數(shù)據(jù)）"T+CMGR二n 為讀TC35i模塊短消息數(shù)據(jù),n為短消息號(hào)。AT+CMGLf為列出TC35i模塊的短消息， n=0是未讀的短消息，n=l位已讀的短消息，n=2位

54、未發(fā)送的短消息，n=3為已發(fā)送的 短消息n=4為所有短消息。AT+CMGD為刪除TC35i模塊的短消息，n為短消息編號(hào)。軟件編程通過向TC35i寫入不同的AT指令能完成多種功能，如網(wǎng)絡(luò)登陸、讀取SIM 卡上、發(fā)送SMS消息、接收SMS消息等。常用的AT指令我們將在軟件設(shè)計(jì)中詳細(xì)說明。3軟件設(shè)計(jì)3.1系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)的總體思路3. 1.1主函數(shù)軟件設(shè)計(jì)流程圖整個(gè)系統(tǒng)主要的分為兩個(gè)狀態(tài)：主人在家狀態(tài)、主人不在家狀態(tài)。當(dāng)主人在家時(shí)， 報(bào)警系統(tǒng)僅對(duì)溫度傳感器和煙霧傳感器進(jìn)行監(jiān)視；當(dāng)按下主人不在家的按鍵時(shí)，系統(tǒng)就 進(jìn)入到主人不在家狀態(tài)，對(duì)家中的門窗、溫度、煙霧等作一系列的監(jiān)控，一旦有意外發(fā) 生能及時(shí)通知戶主

55、采取急救措施，有效避免災(zāi)情進(jìn)一步發(fā)生。程序是由主程序、開機(jī)初始化模塊、主人在家狀態(tài)模塊、延時(shí)和定時(shí)器模塊、無人 在家狀態(tài)模塊、傳感器檢測(cè)模塊、串口初始化和GSM通信模塊組成。（1）主程序。單片機(jī)上電后即執(zhí)行主程序。主程序調(diào)用開機(jī)初始化模塊，之后確定 用主人是否在家模塊，確定要工作的狀態(tài)。（2）開機(jī)初始化模塊。該模塊控制所有模塊的指示燈點(diǎn)亮以確定所有模塊都正常工 作，同時(shí)對(duì)單片機(jī)部特殊寄存器進(jìn)行賦值，設(shè)置完畢后進(jìn)入主人在家狀態(tài)，只有當(dāng)系統(tǒng) 復(fù)位后此模塊才會(huì)再次被調(diào)用。（3）主人在家狀態(tài)模塊。該模塊調(diào)用對(duì)輸入的定時(shí)掃描，在家中溫度或煙霧濃度出 現(xiàn)異常情況是報(bào)警，同時(shí)可在按鍵控制下轉(zhuǎn)入到無人在家模塊

56、。該模塊桶用探測(cè)器檢測(cè) 模塊、延時(shí)和定時(shí)器模塊相結(jié)合防止探測(cè)器的誤觸發(fā)，提高系統(tǒng)可靠性。（4）延時(shí)和定時(shí)器模塊。該模塊包含軟件延時(shí)子函數(shù)及設(shè)置并啟動(dòng)定時(shí)器的子函數(shù) 以達(dá)到對(duì)鍵盤的定時(shí)掃描。（5）無人在家狀態(tài)模塊。該模塊調(diào)用傳感器檢測(cè)模塊、延時(shí)和定時(shí)模塊對(duì)外部輸入 進(jìn)行檢測(cè)，在傳感器被觸發(fā)的情況下發(fā)出警報(bào)并進(jìn)入發(fā)送短信模塊。（6）傳感器檢測(cè)模塊。采用定時(shí)掃描的方式進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)防止報(bào)警被誤觸發(fā)，想主 人在家狀態(tài)模塊和無人在家狀態(tài)模塊返回各輸入口狀態(tài)。（7）傳感器檢測(cè)模塊。傳感器主要是由M7455i加速度傳感器、溫度傳感器和煙 霧傳感器組成，對(duì)家中情況進(jìn)行監(jiān)控，并做簡(jiǎn)單的信號(hào)處理。（8）串口初始化和通信模塊。該模塊對(duì)在進(jìn)入發(fā)送短信狀態(tài)時(shí)對(duì)串口進(jìn)行初始化, 負(fù)責(zé)與串口數(shù)據(jù)的收發(fā)，并在發(fā)送短信完畢時(shí)對(duì)特殊寄存器和全局變量進(jìn)行設(shè)置。防止 由于某些傳感器一直處在觸發(fā)狀態(tài)而引起的短信重復(fù)發(fā)送。（9） GSM發(fā)送短信模塊。該模塊通過調(diào)用串口初始化和通信模塊與GSM模塊發(fā)送AT指令控制其發(fā)送短信。圖3T系統(tǒng)程序結(jié)構(gòu)3.1.2基于C語(yǔ)言的程序調(diào)試C語(yǔ)言是一種計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言。它既具有高級(jí)語(yǔ)言的特點(diǎn)，又具有匯編語(yǔ)言的 特點(diǎn)。它由美國(guó)貝爾研究所于1972年推出。1978后，C語(yǔ)言已先