基于GSM網(wǎng)絡(luò)的倉庫報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì).doc

基于GSM網(wǎng)絡(luò)的倉庫報(bào)警系統(tǒng)Storage alarm system based on GSM network摘 要隨著GSM網(wǎng)絡(luò)的迅速普及移動(dòng)通信技術(shù)的飛速發(fā)展，新技術(shù)和新業(yè)務(wù)的開發(fā)和應(yīng)用已提到十分重要的位置。將GSM技術(shù)運(yùn)用于實(shí)現(xiàn)家庭智能報(bào)警具有實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。該系統(tǒng)以單片機(jī)AT89S52為核心作為控制模塊，由GSM無線通信模塊、傳感器數(shù)據(jù)信息采集模塊、LED顯示模塊和蜂鳴器報(bào)警模塊組成。通過傳感器模塊中光電傳感器采集相關(guān)信號，經(jīng)運(yùn)放比較器轉(zhuǎn)換模塊轉(zhuǎn)換成單片機(jī)可處理的數(shù)字信號，經(jīng)過蜂鳴器報(bào)警模塊發(fā)出相關(guān)報(bào)警信號，將該信號通過GSM短信模塊，借助GSM移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)，以英文短消息，直接把報(bào)警信息的情況反映到您的手機(jī)屏幕上。該系統(tǒng)具有安全保密性高，又不需要組建專用網(wǎng)絡(luò)和維護(hù)網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)絡(luò)覆蓋面廣，因此與傳統(tǒng)的監(jiān)控系統(tǒng)相比有著其獨(dú)特的優(yōu)勢。關(guān)鍵詞：智能監(jiān)控; AT89S52單片機(jī)；GSM網(wǎng)絡(luò)；傳感器；報(bào)警系統(tǒng)；ABSTRACT With GSM network rapid popularization of mobile communication technology rapid development, new technology and new business development and application of the mentioned very important position. Would be the GSM technology used in the family of intelligent alarm has practical application value. The system with single-chip microcomputer AT89S52 as the control core module, by GSM wireless communication module, sensor data acquisition module, LED display module and a buzzer alarm module. Through sensor module in the photoelectric sensor to collect related signal, the op-amp comparator switching modules into a single chip can handle digital signals, issue relevant alarm signal after the buzzer alarm module, the signal through the GSM SMS module, with the aid of the GSM mobile network, a short message in English, the alarm information directly reflected in the screen of your mobile. The system has high confidentiality, do not need to set up private network and network maintenance, network coverage, so compared with traditional monitoring system has its unique advantages. Key Words：intelligent monitoring; AT89S52 single-chip microcomputer; The GSM network; The sensor; Alarm system1 引言隨著生活水平的提高，提別是物質(zhì)生活水平的不斷提高，人們對自己的個(gè)人安全和家庭財(cái)產(chǎn)安全越來越重視，安全已成為一種市場需求；同時(shí)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展伴隨著城市流動(dòng)人口的急劇增加，給倉庫防控增加了新的難題和提出了新的課題，傳統(tǒng)的人防物防的形式已難以適應(yīng)社會(huì)形式發(fā)展的需求。科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和普遍應(yīng)用，進(jìn)一步同動(dòng)了智能化家庭的建設(shè)步伐，家庭安全技術(shù)防范系統(tǒng)已經(jīng)從本地向遠(yuǎn)程監(jiān)控發(fā)展，從社會(huì)的周邊防范向家庭內(nèi)部防控逐漸靠攏，家庭倉庫防盜報(bào)警系統(tǒng)在人們對美好生活的追求中迅速崛起。一個(gè)完善的職能家庭倉庫，具有便捷、安全、舒適、高檔的環(huán)境，確保每一個(gè)家庭住戶的聲明財(cái)產(chǎn)安全，是建設(shè)本系統(tǒng)的最大意義和根本目的。GSM模塊將GSM射頻芯片、基帶處理芯片、存儲(chǔ)器、功放器件等集成在一塊線路板上，具有獨(dú)立的操作系統(tǒng)、GSM射頻處理、基帶處理并提供標(biāo)準(zhǔn)接口的功能模塊。因此，GSM模塊具有發(fā)送SMS短信，語音通話，GPRS數(shù)據(jù)傳輸?shù)然贕SM網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信的所有基本功能。簡單來講，GSM模塊加上鍵盤、顯示屏和電池，就是一部手機(jī)。目前，GSM模塊依然在廣泛的工業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域使用，在更行各業(yè)都能看到GSM模塊應(yīng)用的產(chǎn)品。例如，在車載監(jiān)控領(lǐng)域，使用GSM模塊將車輛行駛的GPS數(shù)據(jù)傳輸?shù)杰囕v管理中心；在電力、水務(wù)系統(tǒng)，通過GSM模塊實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程智能抄表，可以實(shí)時(shí)監(jiān)控用戶的用電和用水量；在測繪行業(yè)，為很多偏僻的測繪點(diǎn)安裝了GSM模塊實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)的監(jiān)控，不必再人工收集數(shù)據(jù)；在家庭，可以安裝無線報(bào)警系統(tǒng)，一旦發(fā)生火情或盜竊行為，可以立即通知戶主和報(bào)警；在國外，很多老人小孩帶了個(gè)人跟蹤器，防止老人和小孩走失或意外發(fā)生，里面也是集成了GSM模塊。可以說，隨著GSM的網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的完善，GSM模塊的應(yīng)用范圍也越來越廣?？梢?，GSM（Global System for Mobile communication）系統(tǒng)是目前基于時(shí)分多址技術(shù)的移動(dòng)通訊體制中比較成熟、完善、應(yīng)用最廣泛的一種系統(tǒng)。目前已建成覆蓋全國的GSM數(shù)字蜂窩移動(dòng)通信網(wǎng)，是我國公眾移動(dòng)通信網(wǎng)的主要方式。主要提供話音、短信息、數(shù)據(jù)等多種業(yè)務(wù)。基于GSM短信息功能可以做成各種檢測、監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)信號和控制命令的數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)，能廣泛用于遠(yuǎn)程監(jiān)控、定位導(dǎo)航、個(gè)人通信終端等。由于公眾GSM網(wǎng)絡(luò)在全球范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)了聯(lián)網(wǎng)和漫游，建立上述系統(tǒng)不須再建專用通信網(wǎng)絡(luò)，所以具有時(shí)事傳輸數(shù)據(jù)功能的短信息應(yīng)用將得到迅速普及。目前傳統(tǒng)的機(jī)械式（防盜網(wǎng)、防盜窗）安防系統(tǒng)在實(shí)際使用中暴露了很多隱患，例如：為其它沒有安防盜窗的相近樓層形成被盜隱患、發(fā)生火災(zāi)時(shí)不易逃生等。隨著電子技術(shù)的飛速發(fā)展，報(bào)警系統(tǒng)已從原來的簡單化、局部化向智能化、集成化發(fā)展。而各種防盜報(bào)警系統(tǒng)之間的主要區(qū)別是在于如何讓分機(jī)與主機(jī)、分機(jī)與用戶之間進(jìn)行通訊。目前市場上常見的防盜報(bào)警系統(tǒng)的通信方式有固定電話撥號、以太網(wǎng)、集群系統(tǒng)等等。但它們有各自的缺點(diǎn)：1 固定電話撥號容易被盜賊在入室搶劫前切斷電話線或惡意占線，使其在關(guān)鍵時(shí)刻失靈。2 以太網(wǎng)同樣面臨著線路被切斷的隱患，且不易普及。3 集群系統(tǒng)功耗很大，網(wǎng)絡(luò)架設(shè)和維護(hù)費(fèi)用很高，而且需要 購買固定的頻點(diǎn)。 針對以上通信方式的優(yōu)、缺點(diǎn)，我設(shè)計(jì)了基于GSM網(wǎng)絡(luò)的倉庫防盜報(bào)警系統(tǒng)。此系統(tǒng)可解決這些隱患，讓家庭倉庫防盜更及時(shí)、使用更方便。它不再依賴有線電話執(zhí)行報(bào)警，而是借助最可靠、最成熟的GSM移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)，以最直觀的中英文短消息或電話形式，直接把報(bào)警地點(diǎn)的情況反映到您的手機(jī)屏幕上。它采用主動(dòng)式光電紅外傳感器進(jìn)行檢測，變有形的傳統(tǒng)防盜網(wǎng)防盜窗為無形。并配備信號比較器和蜂鳴器報(bào)警。本設(shè)計(jì)介紹了用AT89S52單片機(jī)實(shí)現(xiàn)的基于GSM短信模塊的家庭倉庫防盜報(bào)警系統(tǒng)。利用AT89S52單片機(jī)的功能特點(diǎn)、GSM短信模塊工作原理以及傳感器工作原理，通過手機(jī)終端接收報(bào)警短信。在此基礎(chǔ)上還可以利用各種傳感器對可能出現(xiàn)的煤氣泄露、火災(zāi)、家中門窗被打開并有人闖入等意外情況進(jìn)行，并通過短信發(fā)送特定報(bào)警信息于預(yù)先設(shè)定好的手機(jī)號碼，通知事主做出相應(yīng)措施。通過GSM 網(wǎng)絡(luò)，即使遠(yuǎn)在千里之外也能對家中發(fā)生的各種突發(fā)意外情況了如指掌，使生活更安全更智能。 322 方案選擇及論證2.1 方案1基于8051單片機(jī)的防盜報(bào)警監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)系統(tǒng)可由單片機(jī)最小系統(tǒng)、報(bào)警信號輸入和檢測、驅(qū)動(dòng)電路和聲報(bào)警、移位寄存器和數(shù)碼管等組成。 P18051最小系統(tǒng)RXDTXDP3.5P3.5報(bào)警信號輸入 移位寄存器驅(qū)動(dòng)電路聲報(bào)警 圖2-1 系統(tǒng)原理框圖8051最小系統(tǒng)由8051、74LS373、EPROM2764組成。報(bào)警信號的輸入使用P1口的P1.0-P1.7接8位開關(guān)，分別表示8個(gè)不同的報(bào)警位置。輸出驅(qū)動(dòng)和聲報(bào)警電路由P3口的P3.5經(jīng)同相放大器75451和蜂鳴器組成。數(shù)碼管顯示電路使用8051的串行口經(jīng)一個(gè)串入并出的移位寄存器擴(kuò)展為并行輸出口，控制一個(gè)七段數(shù)碼管。其功能是輸入P1口的開關(guān)狀態(tài)，檢測是否有開關(guān)合上，若沒有則繼續(xù)檢測；若有則檢測是哪個(gè)開關(guān)合上了，然后去控制報(bào)警、顯示，使數(shù)碼管顯示相應(yīng)的號碼，同時(shí)報(bào)警。用8051單片機(jī)控制一個(gè)檢測報(bào)警系統(tǒng)，與以往用數(shù)字邏輯電路組成的控制系統(tǒng)相比，用單片機(jī)組成的檢測報(bào)警系統(tǒng)，應(yīng)具有更大的靈活性，功能也更強(qiáng)，但是現(xiàn)如今的防盜監(jiān)控系統(tǒng)需要與時(shí)俱進(jìn)，這種傳統(tǒng)的家庭報(bào)警系統(tǒng)，采集信號的傳感器需要布線，由于集成在一個(gè)板子上，不僅有干擾，還限制了報(bào)警信號采集覆蓋面，同時(shí)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)功能差，當(dāng)家中沒人時(shí)報(bào)警無法及時(shí)通知事主。2.2 方案2基于GSM網(wǎng)絡(luò)的遠(yuǎn)程家庭智能監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)以AT89S52單片機(jī)為核心，總共分為核心控制單元AT89S52、GSM無線通信、傳感器數(shù)據(jù)信息采集、LED顯示、報(bào)警系統(tǒng)五大部分。系統(tǒng)利用光電傳感器采集可能出現(xiàn)的有人闖入等情況，再將報(bào)警信息發(fā)送給單片機(jī)進(jìn)行處理，然后，單片機(jī)對蜂鳴器做出控制，發(fā)出警報(bào)聲音，同時(shí)，LED顯示體現(xiàn)報(bào)警信息，由此可以知道報(bào)警正在發(fā)生，處理器正在初始化短信發(fā)送環(huán)境，以發(fā)送報(bào)警短信。微處理器通過GSM模塊以短信形式將特定報(bào)警信息發(fā)送于預(yù)先設(shè)定好的手機(jī)號碼，通知事主家中安全信息，以便事主及時(shí)做出相應(yīng)措施。GSM（Global System for Mobile communication）系統(tǒng)是目前基于時(shí)分多址技術(shù)的移動(dòng)通訊體制中比較成熟、完善、應(yīng)用最廣泛的一種系統(tǒng)。目前已建成覆蓋全國的GSM數(shù)字蜂窩移動(dòng)通信網(wǎng)，是我國公眾移動(dòng)通信網(wǎng)的主要方式。主要提供話音、短信息、數(shù)據(jù)等多種業(yè)務(wù)?；贕SM短信息功能可以做成各種檢測、監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)信號和控制命令的數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)，能廣泛用于遠(yuǎn)程監(jiān)控、定位導(dǎo)航、個(gè)人通信終端等。由于公眾GSM網(wǎng)絡(luò)在全球范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)了聯(lián)網(wǎng)和漫游，建立上述系統(tǒng)不須再建專用通信網(wǎng)絡(luò)，所以具有時(shí)事傳輸數(shù)據(jù)功能的短信息應(yīng)用將得到迅速普及。隨著全球移動(dòng)通信系統(tǒng)(GSM)及移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的迅速普及，GSM的短信息系統(tǒng)以其快捷方便而且廉價(jià)的特點(diǎn)擁有廣泛的用戶。本設(shè)計(jì)是基于GSM 網(wǎng)絡(luò)的遠(yuǎn)程家庭倉庫智能監(jiān)控系統(tǒng)，通過手機(jī)終端接收報(bào)警短信，并且可以發(fā)送命令短信異地遙控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)各種操作。系統(tǒng)利用可以利用各種傳感器對可能出現(xiàn)的煤氣泄露、火災(zāi)、家中門窗被打開并有人闖入等意外情況進(jìn)行采集，先傳輸?shù)絾纹瑱C(jī)上，再通過液晶顯示屏顯示具體報(bào)警信息，同時(shí)報(bào)警系統(tǒng)發(fā)出警報(bào)聲，并通過GSM網(wǎng)絡(luò)用短消息發(fā)送特定報(bào)警信息于預(yù)先設(shè)定好的手機(jī)號碼，通知事主做出相應(yīng)措施。通過GSM 網(wǎng)絡(luò)，即使遠(yuǎn)在千里之外也能對家中發(fā)生的各種突發(fā)意外情況了如指掌。由于該方案具有功耗低、精確度高、軟件編程較簡單，智能化強(qiáng)，可遠(yuǎn)程監(jiān)控等。因此在本次設(shè)計(jì)中采用方案2。在設(shè)計(jì)中，采用了AT89S52單片機(jī)作為8051的升級替代產(chǎn)品，AT89S52解決了AT89C52的致命缺陷：支持ISP（在線更新程序）功能，但其芯片在整個(gè)電路中的工作控制原理不變。同時(shí)加入了GSM模塊，可輕松實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控功能。3 系統(tǒng)硬件電路的設(shè)計(jì)根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)功能的要求，初步確定系統(tǒng)由5大模塊組成：1)核心控制單元AT89S52模塊；2) GSM無線通信模塊；3)傳感器數(shù)據(jù)信息采集模塊；4)LED顯示模塊； 5)報(bào)警模塊。系統(tǒng)原理框圖如圖3-1所示。傳感器AT89S52(核心控制)報(bào)警系統(tǒng)GTM900(GSM模塊)手機(jī)終端GSM采集信號傳輸信息LED顯示圖3-1 系統(tǒng)原理框圖3.1 核心控制單元AT89S52模塊閃電存儲(chǔ)型器件AT89S52作為設(shè)計(jì)的核心部分之一，由AT89S52擔(dān)任的主控制器構(gòu)成了系統(tǒng)的主控模塊，它不僅用于設(shè)計(jì)的硬件實(shí)現(xiàn)，對于設(shè)計(jì)程序的軟件輸入和實(shí)現(xiàn)也起到控制作用，將控制整個(gè)報(bào)警系統(tǒng)能否正常工作。3.1.1 AT89S52單片機(jī)概述 AT89S52單片機(jī)是一種低功耗高性能的CMOS8位微控制器，內(nèi)置8KB可在線編程閃存。該器件采用Atmel公司的高密度非易失性存儲(chǔ)技術(shù)生產(chǎn)，其指令與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的80C51指令集兼容。片內(nèi)程序存儲(chǔ)器允許重復(fù)在線編程，允許程序存儲(chǔ)器在系統(tǒng)內(nèi)通過SPI串行口改寫或用同用的非易失性存儲(chǔ)器改寫。通過把通用的8位CPU與可在線下載的Flash集成在一個(gè)芯片上，AT89S52便成為一個(gè)高效的微型計(jì)算機(jī)。它的應(yīng)用范圍廣，可用于解決復(fù)雜的控制問題，且成本較低。其結(jié)構(gòu)框圖如圖3-1-1所示。圖3-1-1 AT89S52結(jié)構(gòu)框圖3.1.2 AT89S52單片機(jī)特性AT89S52的主要特性如下：兼容MCS51產(chǎn)品8K字節(jié)可擦寫1000次的在線可編程ISP 閃存4.0V到5.5V的工作電源范圍全靜態(tài)工作：0Hz 24MHz3級程序存儲(chǔ)器加密256字節(jié)內(nèi)部RAM32條可編程I/O線3個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器8個(gè)中斷源UART串行通道低功耗空閑方式和掉電方式通過中斷終止掉電方式看門狗定時(shí)器雙數(shù)據(jù)指針靈活的在線編程（字節(jié)和頁模式）3.1.3 AT89S52引腳功能與封裝圖3-1-3 AT89S52封裝引腳圖按照功能，AT89S52的引腳可分為主電源、外接晶體振蕩或振蕩器、多功能I/O口、控制和復(fù)位等。多功能I/O口AT89S52共有四個(gè)8位的并行I/O口：P0、P1、P2、P3端口，對應(yīng)的引腳分別是P0.0 P0.7，P1.0 P1.7，P2.0 P2.7，P3.0 P3.7，共32根I/O線。每根線可以單獨(dú)用作輸入或輸出。P0端口，該口是一個(gè)8位漏極開路的雙向I/O口。在作為輸出口時(shí)，每根引腳可以帶動(dòng)8個(gè)TTL輸入負(fù)載。當(dāng)把“1”寫入P0時(shí)，則它的引腳可用作高阻抗輸入。當(dāng)對外部程序或數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行存取時(shí)，P0可用作多路復(fù)用的低字節(jié)地址/數(shù)據(jù)總線，在該模式，P0口擁有內(nèi)部上拉電阻。在對Flash存儲(chǔ)器進(jìn)行編程時(shí)，P0用于接收代碼字節(jié)；在校驗(yàn)時(shí)，則輸出代碼字節(jié)；此時(shí)需要外加上拉電阻。P1端口，該口是帶有內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O端口，P1口的輸出緩沖器可驅(qū)動(dòng)（吸收或輸出電流方式）4個(gè)TTL輸入。對端口寫“1”時(shí)，通過內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電位，此時(shí)可用作輸入口。P1口作輸入口使用時(shí)，因?yàn)橛袃?nèi)部的上拉電阻，那些被外部信號拉低的引腳會(huì)輸出一個(gè)電流。在對Flash編程和程序校驗(yàn)時(shí)，P1口接收低8位地址。另外，P1.0與P1.1可以配置成定時(shí)/計(jì)數(shù)器2的外部計(jì)數(shù)輸入端（P1.0/T2）與定時(shí)/計(jì)數(shù)器2的觸發(fā)輸入端（P1.0/T2EX），如表1-1所示。表3-1-3-1 P1口管腳復(fù)用功能端口引腳復(fù)用功能P1.0T2（定時(shí)器/計(jì)算器2的外部輸入端）P1.1T2 EX（定時(shí)器/計(jì)算器2的外部觸發(fā)端和雙向控制）P1.5MOSI（用于在線編程）P1.6MISO（用于在線編程）P1.7SCK（用于在線編程） P2端口，該口是帶有內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O端口，P2口的輸出緩沖器可驅(qū)動(dòng)（吸收或輸出電流方式）4個(gè)TTL輸入。對端口寫“1”時(shí)，通過內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電位，此時(shí)可用作輸入口。P2口作輸入口使用時(shí)，因?yàn)橛袃?nèi)部的上拉電阻，那些被外部信號拉低的引腳會(huì)輸出一個(gè)電流。在訪問外部程序存儲(chǔ)器或16位的外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（如執(zhí)行MOVX DPTR指令）時(shí)，P2口送出高8位地址，在訪問8位地址的外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（如執(zhí)行MOVX RI指令）時(shí)，P2口引腳上的內(nèi)容（就是專用寄存器（SFR）區(qū)中P2寄存器的內(nèi)容），在整個(gè)訪問期間不會(huì)改變。在對Flash編程和程序校驗(yàn)期間，P2口也接收高位地址或一些控制信號。 P3端口，該口是帶有內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O端口，P3口的輸出緩沖器可驅(qū)動(dòng)（吸收或輸出電流方式）4個(gè)TTL輸入。對端口寫“1”時(shí)，通過內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電位，此時(shí)可用作輸入口。P3口作輸入口使用時(shí)，因?yàn)橛袃?nèi)部的上拉電阻，那些被外部信號拉低的引腳會(huì)輸出一個(gè)電流。在AT89S52中，同樣P3口還用于一些復(fù)用功能，如表1-2所列。在對Flash編程和程序校驗(yàn)期間，P3口還接收一些控制信號。表3-1-3-2 P3端口引腳與復(fù)用功能表端口引腳復(fù)用功能P3.0RXD（串行輸入口）P3.1TXD（串行輸出口）P3.2（外部中斷0）P3.3（外部中斷1）P3.4T0（定時(shí)器0的外部輸入）P3.5T1（定時(shí)器1的外部輸入）P3.6（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫選通）P3.7（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通）RST 復(fù)位輸入端。在振蕩器運(yùn)行時(shí)，在此腳上出現(xiàn)兩個(gè)機(jī)器周期的高電平將使其單片機(jī)復(fù)位?？撮T狗定時(shí)器（Watchdog）溢出后，該引腳會(huì)保持98個(gè)振蕩周期的高電平。在SFR AUXR（地址8EH）寄存器中的DISRTO位可以用于屏蔽這種功能。DISRTO位的默認(rèn)狀態(tài)，是復(fù)位高電平輸出功能使能。ALE/ 地址鎖存允許信號。在存取外部存儲(chǔ)器時(shí)，這個(gè)輸出信號用于鎖存低字節(jié)地址。在對Flash存儲(chǔ)器編程時(shí)，這條引腳用于輸入編程脈沖PROG。一般情況下，ALE是振蕩器頻率的6分頻信號，可用于外部定時(shí)或時(shí)鐘。但是，在對外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器每次存取中，會(huì)跳過一個(gè)ALE脈沖。在需要時(shí)，可以把地址8EH中的SFR寄存器的0位置為“1”，從而屏蔽ALE的工作；而只有在MOVX或MOVC指令執(zhí)行時(shí)ALE才被激活。在單片機(jī)處于外部執(zhí)行方式時(shí)，對ALE屏蔽位置“1”并不起作用。程序存儲(chǔ)器允許信號。它用于讀外部程序存儲(chǔ)器。當(dāng)AT89S52在執(zhí)行來自外部存儲(chǔ)器的指令時(shí)，每一個(gè)機(jī)器周期PSEN被激活2次。在對外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的每次存取中，PSEN的2次激活會(huì)被跳過。/Vpp 外部存取允許信號。為了確保單片機(jī)從地址為0000HFFFFH的外部程序存儲(chǔ)器中讀取代碼，故要把EA接到GND端，即地端。但是，如果鎖定位1被編程，則EA在復(fù)位時(shí)被鎖存。當(dāng)執(zhí)行內(nèi)部程序時(shí)，EA應(yīng)接到Vcc。在對Flash存儲(chǔ)器編程時(shí)，這條引腳接收12V編程電壓Vpp。XTAL1 振蕩器的反相放大器輸入，內(nèi)部時(shí)鐘工作電路的輸入。XTAL2 振蕩器的反相放大器輸出。3.2 GSM無線通信模塊GTM900目前，國內(nèi)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)采用的是華為系列的GTM900 。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。GTM900與GSM2/2 TC35I完全兼容、雙頻（GSM900/GSM1800）、RS232數(shù)據(jù)接口，GTM900在功能上完全媲美TC35I；且信號好，使用方便穩(wěn)定，器核心射頻板也和TC35i完全一樣，基本上GTM900和TC35i完全可以互換通用，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)。設(shè)計(jì)選用GSM模塊GTM900,給出其和PC機(jī)的通信電路，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)地?cái)?shù)據(jù)的傳輸。下圖以TC35i為例（GTM900完全一樣），其工作模式如圖1、圖2所示。GSM模塊中電源電路分為充電電池和穩(wěn)壓電源模塊兩部分：充電電池主要為整個(gè)系統(tǒng)提供3.6V工作電壓,同時(shí)產(chǎn)生MAX3238所需要的高電平;三端電源模塊LM7806將外部12V直流電源轉(zhuǎn)換為6V,連到ZIF連接器的11、12引腳,在充電模式下,為GTM900提供6V、500mA的充電電源。啟動(dòng)電路由開漏極三極管和上電復(fù)位電路組成。模塊上電10ms后(電池電壓須大于3V),為使之正常工作,必須在15腳()加時(shí)長至少為100ms的低電平信號,且該信號下降沿時(shí)間小于1ms。啟動(dòng)后,15腳的信號應(yīng)保持高電平。GTM900外圍電路如下圖所示： 圖3-2-5 GTM900外圍電路3.2.1 AT指令說明常用AT指令如下：AT指令 功 能 AT+CMGC Send an SMS commend(發(fā)出一條短信息命令) AT+CMGD Delete SMS message (刪除SIM卡內(nèi)存的信息) AT+CMGF Select SMS message format(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卡中的短消息格式PDU/TEXT：0“REC UNREAD”為未讀，1“REC READ”為已讀，2“STOU NSENT”為待發(fā)，3“STOSENT”為已發(fā)，4“ALL”為全部 AT+CMGR Read SMS message (讀短消息) AT+CMGS Send SMS message (發(fā)短消息) AT+CMGW Write SMS message to memory (向SIM內(nèi)存中寫入待發(fā)的短消息) AT+CNMI New SMS message storage(顯示新收到的短消息) AT+CPMS Preferred SMS message storage (選擇短消息內(nèi)存) AT+CSCA SMS service center address(短消息中心地址) AT+CSCB Select cell broadcast message messages (選擇蜂窩廣播信息) AT+CSMP Set SMS text mode parameters(設(shè)置短消息文本模式參數(shù)) 3.2.2 PDU編碼規(guī)則目前，發(fā)送短消息常用Text和PDU(Protocol Data Unit，協(xié)議數(shù)據(jù)單元)模式。使用Text模式收發(fā)短信代碼簡單，實(shí)現(xiàn)起來十分容易，但最大的缺點(diǎn)是不能收發(fā)中文短信；而PDU模式不僅支持中文短信，也能發(fā)送英文短信。PDU模式收發(fā)短信可以使用3種編碼：7-bit、8-bit和UCS2編碼。7-bit編碼用于發(fā)送普通的ASCII字符，8-bit編碼通常用于發(fā)送數(shù)據(jù)消息， UCS2編碼用于發(fā)送Unicode字符。一般的PDU編碼由ABCDEFGHIJKLM十三項(xiàng)組成。 A：短信息中心地址長度，2位十六進(jìn)制數(shù)（1字節(jié)） B：短信息中心號碼類型，2位十六進(jìn)制數(shù)。 C：短信息中心號碼，B+C的長度將由A中的數(shù)據(jù)決定。 D：文件頭字節(jié)，2位十六進(jìn)制數(shù)。 E：信息類型，2位十六進(jìn)制數(shù)。 F：被叫號碼長度，2位十六進(jìn)制數(shù)。 G：被叫號碼類型，2位十六進(jìn)制數(shù)，取值同B。 H：被叫號碼，長度由F中的數(shù)據(jù)決定。 I：協(xié)議標(biāo)識(shí)，2位十六進(jìn)制數(shù)。 J：數(shù)據(jù)編碼方案，2位十六進(jìn)制數(shù)。 K：有效期，2位十六進(jìn)制數(shù)。 L：用戶數(shù)據(jù)長度，2位十六進(jìn)制數(shù)。 M：用戶數(shù)據(jù)，其長度由L中的數(shù)據(jù)決定。J中設(shè)定采用UCS2編碼，這里是中英文的Unicode字符。 3.2.3單片機(jī)與GTM900的軟件接口及控制原理單片機(jī)與GTM900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GTM900模塊的工作模式：AT+CMGF=n，n=0為PDU模式；n=1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)）。AT+CMGR=n為讀TC35i模塊短消息數(shù)據(jù)，n為短消息號。AT+CMGL=n為列出TC35i模塊內(nèi)的短消息，n=0是未讀的短消息，n=1位已讀的短消息，n=2位未發(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=n為刪除TC35i模塊的短消息，n為短消息編號。3.2.4 RS-232串行接口RS-232是在任何時(shí)候都常用的接口之一。它不僅已經(jīng)被內(nèi)置于每臺(tái)PC，而且已被內(nèi)置于從微控制器到主機(jī)的多種類型的電腦和與它們連接的設(shè)備。RS-232的最通常得用處是連接到一個(gè)Modem，其他擁有RS-232接口的設(shè)備包括打印機(jī)，數(shù)據(jù)采集模塊，測試裝置和控制回路。你也可以將RS-232用在任何類型得計(jì)算機(jī)之間的簡單連接中。RS-232是設(shè)計(jì)來處理兩臺(tái)設(shè)備之間的通信的，距離限制為50到100f，這決定于波特率和電纜類型。因?yàn)镽S-232端口被廣泛應(yīng)用，它的另一個(gè)用途是與一個(gè)將這個(gè)接口轉(zhuǎn)換成另一種類型的適配器相連。例如，一個(gè)簡單的回路將一個(gè)RS-232端口轉(zhuǎn)換成一個(gè)RS-485端口，這個(gè)端口可以和多臺(tái)設(shè)備相連并且可以使用更長的導(dǎo)線連線。RS-232連接使用非平衡導(dǎo)線。盡管一個(gè)非平衡的狀態(tài)聽起來像是一些應(yīng)該避免的東西，在這里它僅僅是指導(dǎo)線中的信號的電氣特性。在一條非平衡導(dǎo)線中，信號電壓加到一條導(dǎo)線上，所有的信號電壓都使用一個(gè)公共的接地線。這種類型的接口的另一個(gè)術(shù)語是單端。特性RS-232有幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)：它是無處不在的。每一臺(tái)PC機(jī)都有一個(gè)或更多的RS-232端口。更新的計(jì)算機(jī)現(xiàn)在支持其他諸如USB這樣的串行接口，但是RS-232可以做很多USB無法做的事情。在微控制器中，接口芯片使得將一個(gè)5V串口轉(zhuǎn)換成RS-232變得很容易。連接距離可以達(dá)到50到100ft。大多數(shù)的外設(shè)接口都不會(huì)用于太長的距離。USB連接最長可以達(dá)到16ft，PC機(jī)的并口打印機(jī)接口與主機(jī)的距離可以達(dá)到10到15ft，或者利用IEEE-1284B型驅(qū)動(dòng)器可以達(dá)到30ft。但是RS-232可以使用更長的電纜。如果每一個(gè)RS-232端口與一個(gè)Modem相連，你可以使用電話網(wǎng)在世界范圍內(nèi)發(fā)送數(shù)據(jù)。對于一個(gè)雙向連接，你只需要3條導(dǎo)線。一個(gè)并行連接一般需要8條數(shù)據(jù)線，兩條或者更多的控制信號線，和幾條接地線。所有的導(dǎo)線和更大的連接器使得價(jià)格累計(jì)起來就比較高了。RS-232的缺點(diǎn)包括以下這些：如果連接的另一頭需要并行數(shù)據(jù)，它不得不將這個(gè)串口數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成并行數(shù)據(jù)。但是利用一個(gè)UART，這很容易實(shí)現(xiàn)。串口是如此的有用，以至于尋找一個(gè)未用的串口可能會(huì)比較困難。PC機(jī)可以有多個(gè)串口，但是一個(gè)系統(tǒng)可能無法為每一個(gè)串口分配一個(gè)唯一的中斷請求信號。大多數(shù)的微控制器只有一個(gè)硬件串口。其中，RS-232電平轉(zhuǎn)換電路如下所示：圖3-2-4 RS-232電平轉(zhuǎn)換電路在一個(gè)連接中不能有超過2臺(tái)以上的設(shè)備。指定的最大數(shù)據(jù)傳輸速率是每秒20000位。但是，很多接口芯片可以超過這個(gè)數(shù)值，尤其是在短程連接上。很長的連接需要一個(gè)不同的接口。雙向RS-232通信的3個(gè)基本信號如下：TD：將數(shù)據(jù)從DCE傳輸?shù)紻CE也被稱作TX和TXD。RD：將數(shù)據(jù)從DCE傳輸?shù)紻TE。也被稱作RX和RXD。SG：信號地。也被稱作GND和SGND。電壓 RS-232的邏輯電平用正負(fù)電壓表示，而不是只用5V TTL和CMOS邏輯的正電壓信號表示。在一個(gè)RS-232的數(shù)據(jù)輸出（TD），一個(gè)邏輯0被定義為等于或者高于+5V，而一個(gè)邏輯1被定義為等于-5V或者比低于-5V。換言之，信號使用負(fù)邏輯，在這種邏輯中，負(fù)的電壓為邏輯1。 控制信號使用相同的電壓，但是使用的是正邏輯。一個(gè)正的電壓表示這項(xiàng)功能為開，而一個(gè)負(fù)的電壓表示這個(gè)功能為關(guān)。 RS-232接口芯片反向轉(zhuǎn)換這些信號。在一個(gè)UART的輸出引腳，一個(gè)邏輯1 數(shù)據(jù)位或者一個(gè)關(guān)控制信號接近于5V，它在RS-232的接口產(chǎn)生一個(gè)負(fù)電壓。一個(gè)邏輯0數(shù)據(jù)位或者一個(gè)開控制信號接近于0V，它在RS-232接口產(chǎn)生一個(gè)正電壓。 因?yàn)橐粋€(gè)RS-232接收器可能位于一條長電線纜的末端，等到信號到達(dá)接收者的時(shí)候，它的電壓可能已經(jīng)削弱了或者加載了噪聲信號?？紤]到這種情況，在接受方最低要求的電壓要比在驅(qū)動(dòng)器處要低。一個(gè)比+3V高得多的輸入在RD處是一個(gè)邏輯0，或者在一個(gè)控制輸入處是一個(gè)開。一個(gè)比-3V要低得多的輸入在RD處為一個(gè)邏輯1，或者在一個(gè)控制輸入處為一個(gè)關(guān)。根據(jù)這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，在-3V和+3V之間的一個(gè)輸入的邏輯電平?jīng)]有定義。 噪聲容限，或者電壓容限，是輸出電壓和輸入電壓的區(qū)別所在。RS-232的大電壓波動(dòng)導(dǎo)致一個(gè)比5V TTL邏輯寬得多的噪聲容限。例如，即便一個(gè)RS-232驅(qū)動(dòng)器的輸出為最小的+5V，它也會(huì)在接受方削弱或者噪聲峰值大到2V，并且仍舊是一個(gè)有效邏輯0。很多RS-232輸出有更寬的電壓波動(dòng)：9V和 12V是很平常的事情。這些都導(dǎo)致更寬的噪聲容限。最大允許的電壓波動(dòng)是 15V，盡管接受方必須不受任何損害地處理高達(dá) 25V的電壓。使用的另外兩個(gè)與RS-232有關(guān)的術(shù)語是Mark和Space。Space是邏輯0，而Mark是邏輯1。這兩個(gè)術(shù)語是多年以前機(jī)械記錄儀二進(jìn)制數(shù)據(jù)的，他們分別代表物理標(biāo)記和空白。計(jì)時(shí)限制TIA/EIA-232包括最小和最大計(jì)時(shí)規(guī)定。所有的RS-232接口芯片都符合這個(gè)規(guī)定。指定的旋轉(zhuǎn)速度限制了接口的最大比特率。旋轉(zhuǎn)率是當(dāng)輸出切換時(shí)電壓變化的快慢的量度，并且描述了一個(gè)輸出的電壓變化的瞬間速度。一個(gè)RS-232驅(qū)動(dòng)器的旋轉(zhuǎn)速度必須是每毫秒30V或者更少。限制旋轉(zhuǎn)速度的好處是它通過事實(shí)上消除由于電壓偏轉(zhuǎn)引發(fā)的問題來改進(jìn)信號質(zhì)量，電壓偏移發(fā)生在傳輸有著快速上升和下降節(jié)拍的信號的長距離連線上。但是旋轉(zhuǎn)速度也限制了一個(gè)連接的最大速度。在30V/us的速度下，一個(gè)輸出需要0.3us從+5V切換到-5V。RS-232的規(guī)定的最大波特率為20kbps，這個(gè)速度轉(zhuǎn)換成一個(gè)比特寬度為50us，或者在允許的最快旋轉(zhuǎn)速度下為166倍的切換時(shí)間。事實(shí)上，因?yàn)閁ART在位的中間附近讀取輸入數(shù)據(jù)，并且還因?yàn)榇蠖鄶?shù)的時(shí)間參考時(shí)鐘是非常準(zhǔn)確的，你可以安全的使用短到5到10倍的切換時(shí)間的位的寬度?？紤]到這些，有的接口芯片允許115kbps或者更高的波特率，即使這違反了這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的建議。除了有一個(gè)最大的切換速度之外，RS-232 驅(qū)動(dòng)器還必須符合最低標(biāo)準(zhǔn)以確保信號不在邏輯狀態(tài)之間的未定義區(qū)域停留。對于控制信號和其他40bps和更低的信號，信號線必須花費(fèi)不超過1ms的時(shí)間在有效的邏輯1和邏輯0之間的傳送區(qū)域，對于其他數(shù)據(jù)和時(shí)間信號，這個(gè)限制是4%的位寬，或者在20bps下為2us。信號的上升和下降次數(shù)也要盡可能的接近相等。在5V邏輯和RS-232之間轉(zhuǎn)換很多微控制器有異步串口，但是它們的輸出和輸入使用5V邏輯而不是使用RS-232電壓。將5V落連接到一個(gè)RS-232端口需要轉(zhuǎn)換到RS-232電平和從RS-232電平轉(zhuǎn)換到5V邏輯。利用5V邏輯，我假定了TTL或者CMOS邏輯芯片使用的邏輯電平，這些芯片是由一個(gè)單一的+5V電源供電，信號電平以接地電平作為參考。對于TTL邏輯，一個(gè)邏輯低輸入不高于0.8V。一個(gè)邏輯高輸出必須至少為2.4V，而一個(gè)邏輯高輸入必須至少為2V。利用這些邏輯電平，一個(gè)接口可以有0.4V的噪聲信號而不至于產(chǎn)生錯(cuò)誤。這些邏輯電平應(yīng)用在初期的，標(biāo)準(zhǔn)的7400系列的TTL邏輯和他的派生系列，包括74LS74F和74ALS TTL。較早的利用NMOS技術(shù)制造的微控制器也使用這些邏輯電平。大多數(shù)的CMOS芯片定義了不同的邏輯電平，并且有更寬的噪聲容限。一個(gè)邏輯低CMOS輸出不高于0.1V，而一個(gè)邏輯低輸入可以高達(dá)20%的電源電壓，或者對于5V的電源輸入可以達(dá)到1V。一個(gè)邏輯高輸出至少為4.9V，而一個(gè)邏輯高輸入必須至少達(dá)到電源電壓的70%，或者對于5V電源輸入而言達(dá)到3.5V。使用這樣的邏輯電平的系列包括4000系列，74HC和74AC。有的CMOS芯片有TTL兼容輸出。這使得他們可以直接和CMOS或者TTL邏輯項(xiàng)鏈。遵循這個(gè)慣例的芯片包括74HCT邏輯系列和大多數(shù)的微控制器。3.3 傳感器數(shù)據(jù)信息采集模塊傳感器數(shù)據(jù)信息采集模塊主要是采集外部信息：光電傳感器是用來感測是否有異物進(jìn)入，若出現(xiàn)感應(yīng)，則會(huì)出現(xiàn)“Warning!Someone broke into!”報(bào)警信息。再將這些信息傳輸?shù)紸T89S52單片機(jī)控制模塊，以進(jìn)行后面的報(bào)警操作。 圖3-3 傳感器采集模塊電路原理圖3.3.1光電傳感器光電傳感器是一種小型電子設(shè)備，它可以檢測出其接收到的光強(qiáng)的變化。早期的用來檢測物體有無的光電傳感器光電傳感器是一種小的金屬圓柱形設(shè)備，發(fā)射器帶一個(gè)校準(zhǔn)鏡頭，將光聚焦射向接收器，接收器出電纜將這套裝置接到一個(gè)真空管放大器上。在金屬圓筒內(nèi)有一個(gè)小的白熾燈作為光源。這些小而堅(jiān)固的白熾燈傳感器就是今天光電傳感器光電傳感器的雛形。 圖3-3-2 光電傳感器的介紹1、 工作原理光電傳感器是通過把光強(qiáng)度的變化轉(zhuǎn)換成電信號的變化來實(shí)現(xiàn)控制的。光電傳感器在一般情況下，有三部分構(gòu)成，它們分為：發(fā)送器、接收器和檢測電路。發(fā)送器對準(zhǔn)目標(biāo)發(fā)射光束，發(fā)射的光束一般來源于半導(dǎo)體光源，發(fā)光二極管(LED)、激光二極管及紅外發(fā)射二極管。光束不間斷地發(fā)射，或者改變脈沖寬度。接收器有光電二極管、光電三極管、光電池組成。在接收器的前面，裝有光學(xué)元件如透鏡和光圈等。在其后面是檢測電路，它能濾出有效信號和應(yīng)用該信號。此外，光電開關(guān)的結(jié)構(gòu)元件中還有發(fā)射板和光導(dǎo)纖維。三角反射板是結(jié)構(gòu)牢固的發(fā)射裝置。它由很小的三角錐體反射材料組成，能夠使光束準(zhǔn)確地從反射板中返回，具有實(shí)用意義。它可以在與光軸0到25的范圍改變發(fā)射角，使光束幾乎是從一根發(fā)射線，經(jīng)過反射后，還是從這根反射線返回。2、 分類和工作方式槽型光電傳感器 把一個(gè)光發(fā)射器和一個(gè)接收器面對面地裝在一個(gè)槽的兩側(cè)的是槽形光電。發(fā)光器能發(fā)出紅外光或可見光，在無阻情況下光接收器能收到光。但當(dāng)被檢測物體從槽中通過時(shí)，光被遮擋，光電開關(guān)便動(dòng)作。輸出一個(gè)開關(guān)控制信號，切斷或接通負(fù)載電流，從而完成一次控制動(dòng)作。槽形開關(guān)的檢測距離因?yàn)槭苷w結(jié)構(gòu)的限制一般只有幾厘米。對射型光電傳感器若把發(fā)光器和收光器分離開，就可使檢測距離加大。由一個(gè)發(fā)光器和一個(gè)收光器組成的光電開關(guān)就稱為對射分離式光電開關(guān)，簡稱對射式光電開關(guān)。它的檢測距離可達(dá)幾米乃至幾十米。使用時(shí)把發(fā)光器和收光器分別裝在檢測物通過路徑的兩側(cè)，檢測物通過時(shí)阻擋光路，收光器就輸出一個(gè)開關(guān)控制信號。反光板型光電開關(guān)把發(fā)光器和收光器裝入同一個(gè)裝置內(nèi)，在它的前方裝一塊反光板，利用反射原理完成光電控制作用的稱為反光板反射式(或反射鏡反射式)光電開關(guān)。正常情況下，發(fā)光器發(fā)出的光被反光板反射回來被收光器收到；一旦光路被檢測物擋住，收光器檢測不到光時(shí)，光電開關(guān)就動(dòng)作，輸出一個(gè)開關(guān)控制信號。擴(kuò)散反射型光電開關(guān)它的檢測頭里也裝有一個(gè)發(fā)光器和一個(gè)收光器，但前方?jīng)]有反光板。正常情況下發(fā)光器發(fā)出的光收光器是找不到的。當(dāng)檢測物通過時(shí)擋住了光，并把光部分反射回來，收光器就收到光信號，輸出一個(gè)開關(guān)信號。3、 電氣連接圖 圖3-3-3 光電傳感器電氣連接圖3.4 led顯示模塊3.4.1 方案1采用LED指示燈顯示 采用LED指示燈顯示,顯示功能強(qiáng)大,方便易于理解，成本低，實(shí)用性強(qiáng)，可顯示任意信息,清晰可見,價(jià)格便宜,需要的接口少,所以在此設(shè)計(jì)中采用LED指示燈指示顯示。3.4.2 方案2采用點(diǎn)陣式數(shù)碼管顯示采用點(diǎn)陣式數(shù)碼管顯示，點(diǎn)陣式數(shù)碼管是由八行八列的發(fā)光二極管組成，對于顯示文字比較適合,如采用在顯示數(shù)字顯得太浪費(fèi),且價(jià)格也相對較高,所以也不用此種顯示.3.4.3 方案3采用1602液晶顯示器LCD1602液晶模塊主要實(shí)現(xiàn)時(shí)間顯示。采用1602液晶顯示器，功耗、體積、顯示內(nèi)容、超薄輕巧的諸多缺點(diǎn)，且在袖珍式儀表和低功耗應(yīng)用系統(tǒng)中得到不是非常多的的應(yīng)用。故采用1062液晶顯示器。它與單片機(jī)的電路連接圖如下： 圖3-4-3 單片機(jī)與液晶電路連接圖根據(jù)顯示的容量可以分為1行16個(gè)字、2行16個(gè)字、2行20個(gè)字等字符圖形，這些字符有：阿拉伯?dāng)?shù)字、英文字母的大小寫、常用的符號、和日文假名等，每一個(gè)字符都有一個(gè)固定的代碼，比如大寫的英文字母“A”的代碼是01000001B（41H），顯示時(shí)模塊把地址41H中的點(diǎn)陣字符圖形顯示出來，我們就能看到字母“A”。1、主要功能：A、40通道點(diǎn)陣LCD 驅(qū)動(dòng); B、可選擇當(dāng)作行驅(qū)動(dòng)或列驅(qū)動(dòng); C、輸入/輸出信號:輸出,能產(chǎn)生202個(gè)LCD驅(qū)動(dòng)波形;輸入,接受控制器送出的串行數(shù)據(jù)和控制信號,偏壓(V1V6); D、通過單片機(jī)控制將所測的頻率信號讀數(shù)顯示出來。2、初始化方法用戶所編的顯示程序,開始必須進(jìn)行初始化,否則模塊無法正常顯示,下面介紹兩種初始化方法;（1）利用內(nèi)部復(fù)位電路進(jìn)行初始化：下面指令是在初始化過程中執(zhí)行的。 清屏(DISPLAY CLEAR);功能設(shè)置(FUNCTION SET);DL = 1: 8Bit 接口數(shù)據(jù);N = 0: 1行顯示; F = 0:57dot字形;顯示開/關(guān)控制(DISPLAY ON/OFF CONTROL) D = 0: 顯示關(guān); C = 0: 光標(biāo)關(guān); B = 0: 消隱關(guān)表輸入方式設(shè)置(ENTRY MODE SET )I/D = 1:(增量): S = 0: 無移位:（2） 軟件復(fù)位 如果電路電源不能滿足復(fù)位電路的要求的話,那么初始化就要用軟件來實(shí)現(xiàn)。 其中，1602液晶模塊內(nèi)部的控制器的11條控制指令如下表所示。表3-4-3 1602液晶模塊內(nèi)部的控制器的11條控制指令清顯示0 000000001光標(biāo)返回0 00000001* 置輸入模式00000001I/DS顯示開/關(guān)控制0 000001DCB光標(biāo)或字符移位0 00001S/CR/L* 置功能0 0001DLNF*置字符發(fā)生存儲(chǔ)地址0001字符發(fā)生儲(chǔ)存器地址(AGG)置字符存儲(chǔ)器地址0 01顯示數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器地址（ADD）讀忙標(biāo)志或地址0 1BF計(jì)數(shù)器地址（AC）寫數(shù)到CGRAM 或DDRAM1 0要寫的數(shù)從CGRA或DDRAM讀數(shù)1 1讀出的數(shù)據(jù) 3.5 報(bào)警模塊蜂鳴器是一種一體化結(jié)構(gòu)的電子訊響器，采用直流電壓供電，廣泛應(yīng)用于計(jì)算機(jī)、打印機(jī)、復(fù)印機(jī)、報(bào)警器、電子玩具、汽車電子設(shè)備、電話機(jī)、定時(shí)器等電子產(chǎn)品中作發(fā)聲器件。簡單易懂，還易用音樂作為其報(bào)警聲音，所以我選擇用蜂鳴器作為本次設(shè)計(jì)的報(bào)警系統(tǒng)。圖3-5-1 報(bào)警電路原理圖3.5.1蜂鳴器的介紹1蜂鳴器的分類 蜂鳴器主要分為壓電式蜂鳴器和電磁式蜂鳴器兩種類型。2蜂鳴器的電路圖形符號 蜂鳴器在電路中用字母“H”或“HA”（舊標(biāo)準(zhǔn)用“FM”、“LB”、“JD”等）表示。3.5.2蜂鳴器方案選擇方案一：壓電式蜂鳴器壓電式蜂鳴器主要由多諧振蕩器、壓電蜂鳴片、阻抗匹配器及共鳴箱、外殼等組成。有的壓電式蜂鳴器外殼上還裝有發(fā)光二極管。多諧振蕩器由晶體管或集成電路構(gòu)成。當(dāng)接通電源后（1.515V直流工作電壓）,多諧振蕩器起振,輸出1.52.5kHZ的音頻信號，阻抗匹配器推動(dòng)壓電蜂鳴片發(fā)聲。壓電蜂鳴片由鋯鈦酸鉛或鈮鎂酸鉛壓電陶瓷材料制成。在陶瓷片的兩面鍍上銀電極，經(jīng)極化和老化處理后，再與黃銅片或不銹鋼片粘在一起。方案二：電磁式蜂鳴器電磁式蜂鳴器由振蕩器、電磁線圈、磁鐵、振動(dòng)膜片及外殼等組成。接通電源后，振蕩器產(chǎn)生的音頻信號電流通過電磁線圈，使電磁線圈產(chǎn)生磁場。振動(dòng)膜片在電磁線圈和磁鐵的相互作用下，周期性的振動(dòng)發(fā)聲。經(jīng)過論證，方案二更易于實(shí)現(xiàn)，且原理易于掌握，所以用電磁式蜂鳴器作為報(bào)警系統(tǒng)，其驅(qū)動(dòng)原理是：電流通過電磁線圈，使電磁線圈產(chǎn)生磁場來驅(qū)動(dòng)振動(dòng)膜發(fā)生的，因此需要一定的電流才能驅(qū)動(dòng)它，單片機(jī)I0引腳輸出的電流較小，單片機(jī)輸出的TTL電平基本上驅(qū)動(dòng)不了蜂鳴器，因此需要增加一個(gè)電流放大的電路，最終選擇通過三極管8550來放大驅(qū)動(dòng)蜂鳴器。將蜂鳴器正極接到VCC電源上，負(fù)極接到三極管的發(fā)射極E，三極管的基極B經(jīng)過限流電阻10K后由單片機(jī)的引腳控制，當(dāng)輸出高電平時(shí)，三極管截止，沒有電流流過線圈，蜂鳴器不發(fā)聲；當(dāng)輸出低電平時(shí)，三極管導(dǎo)通，這樣蜂鳴器的電流形成回路，發(fā)出聲音。程序中改變單片機(jī)引腳輸出波形的頻率，就可以調(diào)整控制蜂鳴器音調(diào)，產(chǎn)生各種不同音色音調(diào)的聲音；另外改變輸出高低電平的占空比，則可以控制蜂鳴器的聲音大小。致 謝4 系統(tǒng)程序的設(shè)計(jì)該系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)采用C語言實(shí)現(xiàn)。分主程序與子程序，子程序中又主要包括傳感器采集信息程序、單片機(jī)最系統(tǒng)控制程序、液晶顯示程序、報(bào)警程序、GSM短消息程序等幾個(gè)子程序模塊。 4.1 主程序流程圖單片機(jī)與GSM模塊的通信程序按歐洲GSM的AT命令協(xié)議要求編寫程序，AT指令使用方法參見前文，其程序流程如圖4-1。開始AT89S52初始化初始化完成其他模塊初始化是否收到短信命令處理短信并刪除等待GSM啟動(dòng)完畢傳感器采樣采樣值正常與否調(diào)用LED顯示判斷故障調(diào)用蜂鳴器報(bào)警調(diào)用短信報(bào)警YYYNNN圖4-1 主程序流程圖5 系統(tǒng)調(diào)試根據(jù)方案設(shè)計(jì)要求，調(diào)試過程共分三大部分，硬件調(diào)試，軟件調(diào)試，軟件和硬件聯(lián)調(diào)（即系統(tǒng)調(diào)試）。電路按模塊逐個(gè)調(diào)試，各模塊調(diào)試通過后再聯(lián)調(diào)。程序先在最小系統(tǒng)板調(diào)試，通過后再軟硬聯(lián)調(diào)。5.1 硬件測試5.1.1 靜態(tài)調(diào)試線路的檢查：通過目測和使用萬用表，檢查線路連接的正確性，有無斷路或短路，有無虛焊的存在等。檢查各主要元器件是否因?yàn)楹附佣鴵p壞，比如數(shù)碼管等。核對元件：檢察元件是否安裝正確，有無損壞等。檢查電源系統(tǒng)：在加入集成電路之前，應(yīng)檢查加入電源的品質(zhì)，包括電源的電壓以及負(fù)載能力等。只有當(dāng)電源滿足要求后，才能加上所有的元器件進(jìn)行上電調(diào)試。5.1.2 聯(lián)機(jī)調(diào)試雖然經(jīng)過了靜態(tài)測試，但仍有不少的硬件故障要在軟硬件聯(lián)機(jī)調(diào)試中才能發(fā)現(xiàn)。所以聯(lián)機(jī)調(diào)試很有必要，具體操作如下：測試晶振電路和復(fù)位電路：這是單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)工作的最基本的條件，可用示波器或邏輯筆進(jìn)行檢查。測試存儲(chǔ)器：將數(shù)據(jù)寫入存儲(chǔ)單元并讀回比較，寫入與讀出的數(shù)據(jù)如果是一致的則表示存儲(chǔ)單元能正常工作，否則有短路，斷路或器件損壞的情況。測試I/O口和I/O設(shè)備：編寫簡單的測試程序，單獨(dú)支持某一I/O口和與之相連的I/O設(shè)備，如果能自如的支配或控制，則表明I/O通道的工作正常。將GSM模塊接上電源后，插上SIM卡，看電源燈是否閃爍，用USB串口線與電腦連接，利用串口工具測試GSM模塊是否能成功發(fā)送短信。測試成功后用串口線與單片機(jī)連接進(jìn)行整個(gè)系統(tǒng)調(diào)試。通過以上的檢測，如果各個(gè)測試環(huán)節(jié)，如果最終各環(huán)節(jié)都正常，那么硬件測試應(yīng)該沒問題了。5.2 軟件測試程序模塊編寫完成后，首先通過匯編和編譯。有些開發(fā)軟件的功能比較強(qiáng)，能夠模仿單片機(jī)的運(yùn)行模式，直接在pc機(jī)上就可以調(diào)試編寫的軟件。對于大多數(shù)情況，還是需要把程序裝入單片機(jī)系統(tǒng)中進(jìn)行聯(lián)機(jī)調(diào)試。直到每一個(gè)程序模塊調(diào)試成功。本設(shè)計(jì)中用C51編程軟件KeiluVision4進(jìn)行編寫AT89S52單片機(jī)的源程序（匯編語言和C語言），對其中的部分電路進(jìn)行仿真，Keil編譯器把匯編語言編寫的源程序與Keil內(nèi)涵的庫函數(shù)裝配在一起，然后分別有C51編譯器編譯生成目標(biāo)文件（.obj）最后產(chǎn)生 .hex程序代碼，利用C51下載軟件ISP將程序代碼下載到目標(biāo)單片機(jī)AT89S52的Flash中。5.3 系統(tǒng)調(diào)試焊接完所有模塊后，就要對系統(tǒng)的靜態(tài)測試，就是對組成系統(tǒng)的各個(gè)模塊分別進(jìn)行功能測試，使其實(shí)現(xiàn)預(yù)定功能。在對各個(gè)模塊調(diào)試完畢之后，再對整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行整機(jī)聯(lián)調(diào)。連接好電源，注意正負(fù)極性，連接好所有的I/O口，編寫簡單的測試程序，單獨(dú)支持某一I/O口和與之相連的I/O設(shè)備，如果能自如的支配或控制，則表明I/O通道的工作正常。通過以上的檢測，如果各個(gè)測試環(huán)節(jié)，如果最終各環(huán)節(jié)都正常，那么硬件測試應(yīng)該沒問題了。程序模塊編寫完成后，首先通過匯編和編譯。有些開發(fā)軟件的功能比較強(qiáng)，能夠模仿單片機(jī)的運(yùn)行模式，直接在pc機(jī)上就可以調(diào)試編寫的軟件。對于大多數(shù)情況，還是需要把程序裝入單片機(jī)系統(tǒng)中進(jìn)行聯(lián)機(jī)調(diào)試。直到每一個(gè)程序模塊調(diào)試成功。當(dāng)硬