【正文】 ..............................................................................33 NOKIA5110 顯示器介紹 ..........................................................................................................................33 NOKIA5110 顯示器的使用 .....................................................................................................................34第 7 章 鍵盤模塊 .............................................................................................................38 44 鍵盤的設(shè)計(jì) ....................................................................................................................................38第 8 章 硬件和軟件的調(diào)試 ..........................................................................................41 硬件的 調(diào)試 ...............................................................................................................................................41 軟件的調(diào)試 ...............................................................................................................................................42第 9 章 結(jié)論 ......................................................................................................................42謝 辭 ....................................................................................................................................43參考文獻(xiàn) ...............................................................................................................................44附 錄 ....................................................................................................................................46桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙 第 0 頁 共 46 頁 引言隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，安全人類社會穩(wěn)定飛速發(fā)展的基礎(chǔ)保障。一個社會的人身安全，以及信息安全得不到保障就沒有科學(xué)技術(shù)的高速發(fā)展。本設(shè)計(jì)主要圍繞人身安全而設(shè)計(jì)的一款智能家庭緊急呼救系統(tǒng)。系統(tǒng)通過手機(jī)和 GSM 以及單片機(jī)系統(tǒng)組成的外圍檢測電路組成，GSM 和手機(jī)之間的通信是無線傳輸，不像和固定電話通信那樣需要電話線。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，從而使其失去通信的能力。另一方面就是固定電話不方便攜帶。而手機(jī)現(xiàn)在非常普及，又方便攜帶，手機(jī)與 GSM 之間是無線的信息傳輸，不存在電話線的連接，所以十分安全。還可以通過手機(jī)在何時(shí)何地只要有信號的情況下都可以通過手機(jī)獲取當(dāng)前系統(tǒng)的相關(guān)信息，十分的方便。而以以太網(wǎng)組成的系統(tǒng)雖然控制也很方便，但是目前來說同樣面臨著線路被切斷的隱患，因?yàn)楝F(xiàn)在以太網(wǎng)還是要網(wǎng)線相連接的，而無線網(wǎng)的范圍小且不易普及。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)，很不適用。所以本設(shè)計(jì)通過手機(jī)和 GSM 之間的通信有著它的優(yōu)勢，它不存在電話線以及地點(diǎn)的控制的限制。它不依賴有線電話進(jìn)行報(bào)警，而是借助可靠、成熟的 GSM 移動網(wǎng)絡(luò)，以最直觀的短信或者電話形式把系統(tǒng)檢測到的信息情況反饋到你手機(jī)上，方便你做出選擇，從而使安全得到保障。第 1 章 系統(tǒng)原理及方案論證一個系統(tǒng)的功能實(shí)現(xiàn)有多種的設(shè)計(jì)方法，每種方法都有自身的優(yōu)點(diǎn)及缺點(diǎn)對于怎樣的設(shè)計(jì)方案才是最符合的，則要看設(shè)計(jì)的成本以及應(yīng)用的工作環(huán)境還有其它的特殊要求等。 方案設(shè)計(jì)以及原理框圖本文介紹了基于 GSM 短信模塊的家庭智能緊急呼救系統(tǒng)工作原理，系統(tǒng)主要由 GSM模塊、煤氣檢測傳感器模塊、溫度傳感器模塊、紅外傳感器模塊以及 315M 無線模塊組成。如下圖把它們的各個分立部分實(shí)現(xiàn)的功能組合起來就能實(shí)現(xiàn)對危情的檢測。桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙 第 1 頁 共 46 頁 圖 11 家庭智能緊急呼救系統(tǒng)原理框圖主控制系統(tǒng)流程圖如下：桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙 第 2 頁 共 46 頁 開始系統(tǒng)初始化GSM 初始化成功？是否溫度高 發(fā)短信提示溫度過高氣體濃度高發(fā)短信提示氣體濃度過高有人靠近發(fā)短信提示有人靠近接收到新消息？短信內(nèi)容為 4系統(tǒng)復(fù)位并返回OK返回?zé)後岆姽ぷ鳡顟B(tài) 短信內(nèi)容為 3返回當(dāng)前氣體濃度 短信內(nèi)容為 2返回當(dāng)前溫度 短信內(nèi)容為 1否是是否MCU 檢測到異常？圖 12 主控制流程圖 方案論證依據(jù)系統(tǒng)功能原理的分析，本緊急呼救系統(tǒng)主要是通過一個微控制器把采集到的一些信息通過 GSM 模塊反饋出去。則主要的選擇是選擇怎樣的一個微控制器去控制系統(tǒng)的運(yùn)行，以下是具體提出的方案。方案一：采用 51 系列的單片機(jī)作為本設(shè)計(jì)的微控制器。方案二：采用 PIC 單片機(jī)作為本設(shè)計(jì)的微控制器。方案三：采用 ARM 系列的單片機(jī)作為本設(shè)計(jì)的微控制器。桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙 第 3 頁 共 46 頁 上述硬件設(shè)計(jì)方案都是可以的，51 系列的單片機(jī)是接觸最多的比較了解其性能以及有關(guān)控制指令的編寫，價(jià)格也不貴。PIC 單片機(jī)指令很少，寫控制指令可能相對困難。而 ARM 單片機(jī)功能雖然很強(qiáng)大，但是有很多它提供的功能在本設(shè)計(jì)中都用不到，而且價(jià)格也相對比較貴。所以在兼顧到性價(jià)比的前提下采用方案一更符合本設(shè)計(jì)。第 2 章 單片機(jī)單片機(jī)是一種集成電路芯片，是采用超大規(guī)模集成電路技術(shù)把具有數(shù)據(jù)處理能力的中央處理器 CPU 隨機(jī)存儲器 RAM、 只讀存儲器 ROM、多種 I/O 口和中斷系統(tǒng)、定時(shí)器/計(jì)時(shí)器等功能（可能還包括顯示驅(qū)動電路、脈寬調(diào)制電路、模擬多路轉(zhuǎn)換器、 A/D 轉(zhuǎn)換器等電路）集成到一塊硅片上構(gòu)成的一個小而完善的微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，在工業(yè)控制領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用。由于考慮到本設(shè)計(jì)的程序的大小，還可能用到多個中斷以及 A/D 轉(zhuǎn)換、程序響應(yīng)時(shí)間、抗干擾能力等問題，普通的 8051 單片機(jī)滿足不了設(shè)計(jì)的需求。所以本設(shè)計(jì)選用了新一代的單片機(jī) STC12C5A60S2。 STC12C5A60S2 單片機(jī)介紹一、的功能特性STC12C5A60S2/AD/PWM 系列單片機(jī)是宏晶科技生產(chǎn)的單時(shí)鐘/機(jī)器周期(1T)的單片機(jī)， 是高速 /低功耗/超強(qiáng)抗干擾的新一代8051單片機(jī)，指令代碼完全兼容傳統(tǒng)8051,但速度快812 倍。內(nèi)部集成MAX810專用復(fù)位電路,2路PWM,8路高速10位A/D轉(zhuǎn)換(250K/S，即25萬次/秒),針對電機(jī)控制，強(qiáng)干擾場合。增強(qiáng)型 8051 CPU，1T，單時(shí)鐘/機(jī)器周期，指令代碼完全兼容傳統(tǒng)8051.工作電壓：STC12C5A60S2 系列工作電壓： 5。5V （5V單片機(jī)）。工作頻率范圍：0～35MHz，相當(dāng)于普通8051的 0～420MHz。用戶應(yīng)用程序空間 8K /16K / 20K / 32K / 40K / 48K / 52K / 60K / 62K 字節(jié)。片上集成1280字節(jié) RAM 。通用I/O口（36/40/44個），復(fù)位后為：準(zhǔn)雙向口/弱上拉（普通8051傳統(tǒng)I/O口）?？稍O(shè)置成四種模式：準(zhǔn)雙向口/弱上拉，強(qiáng)推挽/強(qiáng)上拉，僅為輸入/高阻，開漏 每個I/O口驅(qū)動能力均可達(dá)到20mA，但整個芯片最大不要超過120mA 。ISP（在系統(tǒng)可編程）/ IAP（在應(yīng)用可編程），無需專用編程器，無需專用仿真器?？赏ㄟ^串口（）直接下載用戶程序，數(shù)秒即可完成一片。有EEPROM功能(STC12C5A62S2/AD/PWM無內(nèi)部EEPROM) 。桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙 第 4 頁 共 46 頁 看門狗。內(nèi)部集成MAX810專用復(fù)位電路（外部晶體12M以下時(shí)，復(fù)位腳可直接1K電阻到地）。1外部掉電檢測電路: ，誤差為177。5%, ，誤差為177。3%。1時(shí)鐘源：外部高精度晶體/時(shí)鐘，內(nèi)部R/C振蕩器(溫漂為177。5% 到177。10% 以內(nèi))。用戶在下載用戶程序時(shí)，可選擇是使用內(nèi)部R/C 振蕩器還是外部晶體/ 時(shí)鐘。常溫下內(nèi)部R/C振蕩器頻率為：5。0V 單片機(jī)為： 11MHz ～ 17MHz。 單片機(jī)為： 8MHz ～ 12MHz。精度要求不高時(shí)，可選擇使用內(nèi)部時(shí)鐘，但因?yàn)橛兄圃煺`差和溫漂，以實(shí)際測試為準(zhǔn)1共4個16位定時(shí)器。兩個與傳統(tǒng)8051兼容的定時(shí)器/計(jì)數(shù)器,16位定時(shí)器T0和T1，沒有定時(shí)器2，但有獨(dú)立 波特率發(fā)生器做串行通訊的波特率發(fā)生器,再加上2路PCA模塊可再實(shí)現(xiàn)2個16位定時(shí)器。13個時(shí)鐘輸出口，輸出時(shí)鐘,。1外部中斷 I/O 口 7 路,傳統(tǒng)的下降沿中斷或低電平觸發(fā)中斷,并新增支持上升沿中斷的 PCA 模塊，Power Down 模式可由外部中斷喚醒，INT0/,INT1/,T0/, T1/, RxD/, CCP0/(也可通過寄存器設(shè)置到 ), CCP1/(也可通過寄存器設(shè)置到 )。1PWM(2路）/ PCA（可編程計(jì)數(shù)器陣列,2路）。 也可用來當(dāng)2路D/A使用。 也可用來再實(shí)現(xiàn)2個定時(shí)器。 也可用來再實(shí)現(xiàn)2個外部中斷(上升沿中斷/下降沿中斷均可分別或同時(shí)支持)。1A/D轉(zhuǎn)換, 10位精度ADC，共8路，轉(zhuǎn)換速度可達(dá)250K/S(每秒鐘25萬次)。1通用全雙工異步串行口(UART)，由于STC12系列是高速的8051，可再用定時(shí)器或PCA軟件 實(shí)現(xiàn)多串口。1STC12C5A60S2系列有雙串口，后綴有S2標(biāo)志的才有雙串口，RxD2/(可通過寄存器設(shè) )，TxD2/()。工作溫度范圍：40 ~ +85℃(工業(yè)級) / 0 ~ 75℃(商業(yè)級)。2封裝：LQFP48, LQFP44, PDIP40, PLCC44, QFN40 ，I/O口不夠時(shí)，可用2到3根普通I/O口線外接74HC164/165/595（均可級聯(lián)）來擴(kuò)展I/O口, 還可用A/D做按鍵掃描來節(jié)省I/O口，或用雙CPU,三線通信，還多了串口。二、STC12C5A60S2 單片機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)STC12C5A60S2 系列單片機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖如下圖所示。STC12C5A60S2 單片機(jī)中包桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙 第 5 頁 共 46 頁 含中央處理器(CPU)、程序存儲器(Flash)、數(shù)據(jù)存儲器(SRAM)、定時(shí)/計(jì)數(shù)器、UART 串口、串口 I/O 接口、高速 A/D 轉(zhuǎn)換、SPI 接口、PCA、看門狗及片內(nèi) R/C 振蕩器和外部晶體振蕩電路等模塊。STC12C5A60S2 系列單片機(jī)幾乎包含了數(shù)據(jù)采集和控制中所需的所有單元模塊，可稱得上一個片上系統(tǒng)。圖 21 單片機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖三、STC12C5A60S2 單片機(jī)的管腳圖:圖 22 STC12C5A60S2 單片機(jī)的管腳圖第 3 章 GSM 模塊GSM 模塊，是將 GSM 射頻芯片、基帶處理芯片、存儲器、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?GSM 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)。桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙 第 6 頁 共 46 頁 GTM900C 介紹華為 GTM900C 是一款雙頻 900/1800MHZ 高度集成的 GSM/GPRS 模塊，是 GTM900B 的升級模塊。內(nèi)嵌 TCP/IP 協(xié)議模塊，使用簡單，易于集成，它支持標(biāo)準(zhǔn)的 AT 命令及增強(qiáng) AT 命令，提供豐富的語音和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)等功能，是