【正文】 ck Mode 已經(jīng)逐漸被淘汰，下面介紹的內(nèi)容，是在 PDU Mode 下發(fā)送和接收短消息的實(shí)現(xiàn)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 位的十六進(jìn)制數(shù)。 PDU串不僅包含可顯示的消息本身， 還包含很多其他信息 [2]。 3 第 3 章 系統(tǒng)各組成單元方案設(shè)計(jì)與論證 系統(tǒng)總框圖 系統(tǒng)以 STC12C5A60S2 單片機(jī)為核心，連接各外部電路完成人機(jī)交互等各功能的控制。系統(tǒng)的總體框圖如圖 31所示： 圖 31 系統(tǒng)總體框圖 電路設(shè)計(jì)部分以單片機(jī)控制電路為核心由時(shí)鐘電路，復(fù)位電路，電源電路，按鍵電路， 12864 顯示電路，語音播報(bào)電路， GSM 模塊電路和傳感器電路共同組成 GSM 智能家居報(bào)警系統(tǒng)電路 。 方案論證比較 CPU 控制模塊方案設(shè)計(jì) 方案一：采用 32 位的 LPC2138 作為控制 CPU， LPC2138 采用了 PHILIPS 公司基于 ARM7TDMIS核的 ARM 芯片，擁有 RDI 標(biāo)準(zhǔn)接口、同步 Flash 刷新技術(shù)以及影射寄存器窗口等三項(xiàng)國內(nèi) ARM 仿真器設(shè)計(jì)最領(lǐng)先的 3 種技術(shù)，內(nèi)部 PLL 鎖相環(huán)倍頻可以得到更高的 CPU 處理速度，硬件自帶的 AD、 DA、捕獲、匹配以及同步與異步的通信方式更方便用戶的編程設(shè)計(jì)，并且可以達(dá)到很高的實(shí)時(shí)性，但是價(jià)格較昂貴。 方案二：采用宏晶科技有限公司的 STC12C 系列的 5A60S2 單片機(jī)作為控 制CPU，該單片機(jī)擁有 2 路 PCA 捕獲 /匹配， 8 路 10 位高速 A/D 轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換速度可以達(dá)到 25 萬次每秒，且價(jià)格便宜，使用于各種儀器與工業(yè)控制。 綜上所述，由于使用 ARM 控制需要對(duì)所有的接口做電平轉(zhuǎn)換，增加了硬件電路的復(fù)雜性，在同樣能夠完成功能的前提下考慮到性價(jià)比與設(shè)計(jì)的便利性本系統(tǒng)選擇使用 STC12C5A60S2 的單片機(jī)作為 CPU 的控制核心。 單 片 機(jī) 時(shí)鐘電路 復(fù)位電路 語音播報(bào)電路 12864 顯示電路 電源電路 按鍵電路 GSM 模塊電路 傳感器電路 4 顯示模塊方案設(shè)計(jì) 由于此系統(tǒng)用到中文等信息，考慮實(shí)用問題，故 采用 LCD12864 液晶顯示屏，字符型液晶顯示模塊是一種專門用于顯示字母、數(shù)字、符號(hào) 和漢子信息 等點(diǎn)陣式LCD， 其擁有友好的人機(jī)界面及強(qiáng)大的顯示功能。特別適用于智能控制的可編程人性化顯示。 與中文液晶顯示相比，英文液晶顯示其表現(xiàn)更為絢麗，因此選擇中文的 LCD。而且液晶顯示有功耗低，體積小，重量輕，壽命長，不產(chǎn)生電磁輻射污染等優(yōu)點(diǎn)。 氣體傳感器模塊方案設(shè)計(jì) 方案一：金屬氧化物半導(dǎo)體傳感器 可以在 %LEL/LFL水平上檢測(cè)可燃?xì)怏w和蒸氣的傳感器是金屬氧化物半導(dǎo)體傳感器（或稱 MOS）。 MOS也可以用來檢測(cè)毒性水平。它由一個(gè)金屬氧化物半導(dǎo)體的傳感器件（比如氧化物 SnO2)構(gòu)成。在新鮮空氣條件下，它 的電導(dǎo)較小，而一旦接觸還原性氣體或者易燃易爆氣體，電導(dǎo)會(huì)增加。通過改變傳感器的加熱溫度可以調(diào)整它對(duì)于不同物質(zhì)的靈敏度。 MOS傳感器也可用于檢測(cè)寬范圍的有毒氣體和易燃易爆氣體。它最常使用的領(lǐng)域是檢測(cè) ppm級(jí)的碳?xì)浠衔锖陀卸練怏w，但是價(jià)格較貴。 方案二 ： MQ系列氣體傳感器 MQ6 型液化氣氣體傳感器對(duì)液化氣 ,丁烷 ,丙烷有較高的靈敏度 ， 對(duì)乙醇蒸氣 ,煙霧幾乎不響應(yīng) 。 適用于家庭或工業(yè)上對(duì) LPG,丁烷 ,丙烷 ,LNG 的檢測(cè)裝置 。 具有 快速的響應(yīng)恢特牲 、 長期的使用壽命和可靠的穩(wěn)定性 、價(jià)格便宜和 簡單的驅(qū)動(dòng)電路 等特點(diǎn)。 綜合以上所述，我們采用方案二。單片機(jī)通過自身帶的 ADC對(duì)傳感器 AD值進(jìn)行檢測(cè)，當(dāng)發(fā)現(xiàn)數(shù)值過低時(shí)發(fā)出可燃體警告。 GSM 模塊方案設(shè)計(jì) 西門子公司的 TC35是一款雙頻 900/1800MHZ高度集成的 GSM模塊。在 GSM網(wǎng)絡(luò)日臻完善的今天， TC35秉承了西門子一貫的優(yōu)秀品質(zhì)，它易于集成，使用它 可以在較短的時(shí)間內(nèi)花費(fèi)較少的成本開發(fā)出新穎的產(chǎn)品。在遠(yuǎn)程監(jiān)控和無線公話以及無線 POS終端等領(lǐng)域 能看到 TC35無線模塊在發(fā)揮作用，是產(chǎn)品質(zhì)量和性能的保證。 由于西門子的模塊性價(jià)比較高也滿足我們?cè)O(shè)計(jì)的需要所以 選用此模 塊完成短信發(fā)送功能。將串口與單片機(jī)進(jìn)行連接來進(jìn)行通訊。 5 第 4 章 系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì) 單片機(jī)最小系統(tǒng)模塊設(shè)計(jì) STC12C5A60S2 是一種低功耗、高性能 CMOS8位微控制器，具有 60K 在系統(tǒng)可編程 Flash 存儲(chǔ)器 器、 中央處理器、程序存儲(chǔ)器（ Flash）、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（ RAM）、EEPROM、定時(shí) /計(jì)數(shù)器、 I/O 接口、 UART 接口和中斷系統(tǒng)、 SPI 接口、高速 A/D轉(zhuǎn)換模塊、 PWM（或捕捉 /比較單元）以及硬件看門狗、電源監(jiān)控、片內(nèi) RC 振蕩器等模塊?？梢哉f STC12C5A60S2 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(gè)片上系統(tǒng)（ SOC），可以很容易地構(gòu)成典型的測(cè)控系統(tǒng)。 本系統(tǒng)設(shè)計(jì)主要應(yīng)用其 PWM（或捕捉 /比較單元） 、四路 10位 高速 A/D 轉(zhuǎn)換模塊 、 SPI 接口 、 定時(shí) /計(jì)數(shù)器、 I/O 接口 等功能模塊。 圖 41 單片機(jī)最小系統(tǒng)模塊電路圖 ISD4004 語音芯片 ISD4004 系列工作電壓 3V,單片錄放時(shí)間 8 至 16 分鐘 ,音質(zhì)好 ,適用于移動(dòng)電話及其他便攜式電子產(chǎn)品中。芯片采用 CMOS 技術(shù) ,內(nèi)含振蕩器、防混淆濾波器、平滑濾波器、音頻放大器、自動(dòng)靜噪及 高密度多電平閃爍存貯陳列。芯片設(shè)計(jì)是基于所有操作必須由微控制器控制 ,操作命令可通過串行通信接口 (SPI 或Microwire)送入。芯片采用多電平直接模擬量存儲(chǔ)技術(shù) , 每個(gè)采樣值直接存貯在片內(nèi)閃爍存貯器中 ,因此能夠非常真實(shí)、自然地再現(xiàn)語音、音樂、音調(diào)和效果聲 ,避免了一般固體錄音電路因量化和壓縮造成的量化噪聲和 金屬聲 。采樣頻率可為 4。 0,5。 3,6。 4,8。 0kHz,頻率越低 ,錄放時(shí)間越長 ,而音質(zhì)則有所下降 ,片內(nèi)信息存于閃爍存貯器中 ,可在斷電情況下保存 100 年 (典型值 ),反復(fù)錄音 10 萬次。 自動(dòng)靜噪 (AMCAP) 當(dāng)錄音信號(hào)電平下降到內(nèi)部設(shè)定的某一閾值以下時(shí) ,自動(dòng)靜噪功能使信號(hào)衰弱 ,這樣有助于養(yǎng)活無信號(hào) (靜音 )時(shí)的噪聲。通常本端對(duì)地接1mF 的電容 ,構(gòu)成內(nèi)部信號(hào)電平峰值檢測(cè)電路的一部分。檢出的峰值電平與內(nèi)部 6 設(shè)定的閾值作比較 ,決定自動(dòng)靜噪功能的翻轉(zhuǎn)點(diǎn)。大信號(hào)時(shí) ,自動(dòng)靜噪電路不衰減 ,靜音時(shí)衰減 6dB。 1mF 的電容也影響自動(dòng)靜噪電路對(duì)信號(hào)幅度的響應(yīng)速度。本端接 VCCA 則禁止自動(dòng)靜噪 。 ISD4004 工作于 SPI 串行接口。 SPI 協(xié)議是一個(gè)同步串行數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議 ,協(xié)議假定微控制器的 SPI 移位寄存器在 SCLK 的下降沿動(dòng)作 ,因此對(duì) ISD4004 而言 ,在時(shí)鐘上升沿鎖存 MOSI 引腳的數(shù)據(jù) ,在下降沿將數(shù)據(jù)送至 MISO 引腳。電路圖如圖 42所示 ： 圖 42 ISD4004 語音芯片模塊電路圖 顯示電路設(shè)計(jì) 本系統(tǒng)由于需要顯示漢字項(xiàng)目和轉(zhuǎn)速變化曲線，故采用 12864 液晶顯示器。帶中文字庫的 128X64 是一種具有 4 位 /8 位并行、 2 線或 3 線串行多種接口方式，內(nèi)部含有國標(biāo)一級(jí)、二級(jí)簡體中文字庫的點(diǎn)陣圖形液晶顯示模塊；其顯示分辨率為 12864, 內(nèi)置 8192 個(gè) 16*16 點(diǎn)漢字，和 128 個(gè) 16*8 點(diǎn) ASCII 字符集 .利用該模塊靈活的接口方式和簡單、方便的操作指令，可構(gòu)成全中文人機(jī)交互圖形界面。可以顯示 84 行 1616 點(diǎn)陣的漢字 .也可完成圖形顯示 .低電壓低功耗是其又一顯著特點(diǎn)。由該模塊構(gòu)成的液晶顯示方案與同類型的圖形點(diǎn)陣液晶顯示模塊相比，不論硬件電路結(jié)構(gòu)或顯示程序都要簡潔得多，且該模塊的價(jià)格也略低于相同點(diǎn)陣的圖形液晶模塊。 基本特性 :1,低電源電壓（ VDD:++） ； 2,顯示分辨率 :12864 點(diǎn) ；3,內(nèi)置漢字字庫，提供 8192 個(gè) 1616 點(diǎn)陣漢字 (簡繁體可選 )； 4,內(nèi)置 128 個(gè)168 點(diǎn)陣字 符 ； 5,2MHZ 時(shí)鐘頻率 ； 6,顯示方式： STN、半透、正顯 ； 7,驅(qū)動(dòng)方式： 1/32DUTY， 1/5BIAS； 8， 視角方向： 6點(diǎn) ； 9， 背光方式：側(cè)部高亮白色 LED，功耗僅為普通 LED 的 1/5— 1/10； 10， 通訊方式：串行、并口可選 ； 11， 內(nèi)置DCDC 轉(zhuǎn)換電路，無需外加負(fù)壓 ； 12， 無需片選信號(hào)，簡化軟件設(shè)計(jì) ； 13， 工作溫度 : 0℃ +55℃ , 存儲(chǔ)溫度 : 20℃ +60℃ 。 12864 電路圖如圖 43 所示： 7 圖 43 12864 顯示 電路 熱釋電 傳感器 電路設(shè)計(jì) 熱釋電紅外探 測(cè)器電路采用的器件包括紅外探測(cè)器專用芯片 — 紅外傳感信號(hào)處理器 BISS000熱釋電紅外探頭 RE200B(傳感器 )及一些外圍元件 (電阻電容 )。它的正常工作電壓是 +(工作范圍可在 3V到 5V之間 )。 檢測(cè)元件 BISS0001是 CMOS數(shù)?；旌蠈Ｓ眉呻娐?，具有獨(dú)立的高輸入阻抗運(yùn)算放大器，可與多種傳感器匹配，進(jìn)行信號(hào)預(yù)處理。另外它還具有雙向鑒幅器，可有效抑制干擾，其內(nèi)部設(shè)有延遲時(shí)間定時(shí)器和封鎖時(shí)間定時(shí)器。管腳排列及各點(diǎn)波形如圖 441和 442所示。 當(dāng) A端等于“ 0”時(shí)，為不可重復(fù)觸發(fā)工作方式 ，即在 TX時(shí)間內(nèi)，任何工 C7的變化都被忽略，直至延遲時(shí)間 TX結(jié)束。當(dāng) TX時(shí)間結(jié)束時(shí)， UO下跳回低電平，同時(shí)啟動(dòng)封鎖時(shí)間定時(shí)器進(jìn)入封鎖周期 Ti。在 Ti周期內(nèi)，任何 IC7的變化都不能使 UO為有效狀態(tài)。本電路中由于 BISS0001的 1腳接的是低電平，即此時(shí)芯片設(shè)置為不可重復(fù)觸發(fā)狀態(tài)，所以在延時(shí)周期內(nèi)，電路不會(huì)被重復(fù)觸發(fā)，直到延時(shí)周期結(jié)束。這一功能的設(shè)置，可有效抑制負(fù)載切換過程中產(chǎn)生的各種干擾。 RR1, RC1為輸出延遲時(shí)間 Tx的調(diào)節(jié)端， RR2, RC2為觸發(fā)封鎖時(shí)間 Tx的調(diào)節(jié)端。 圖 441 BISS0001的管腳排列圖 圖 442 BISS0001的管腳波形圖 圖 443所示為紅外探測(cè)器部分的電路圖。當(dāng)熱釋電紅外探頭接收到人體發(fā)出的紅外線后，經(jīng)過內(nèi)部轉(zhuǎn)換，輸出一個(gè)微弱的低頻電信號(hào)到 BISS0001芯片的第一級(jí)運(yùn)算放大器工 Cl的同相輸入端 (14腳 )，對(duì)信號(hào)進(jìn)行處理，處理后 UO腳 (2腳 )輸出高電平信號(hào)，經(jīng)非門后送單片機(jī)的 。 [2] 8 圖 443 紅外探測(cè)器部分的原理圖 氣體傳感器電路設(shè)計(jì) MQ6 型液化氣氣體傳感器對(duì)液化氣 ,丁烷 ,丙烷有較高的靈敏度 ， 對(duì)乙醇蒸氣 ,煙霧幾乎不響應(yīng) 。具有 快速的響應(yīng)恢特牲 ， 長期的使用壽命和可靠的穩(wěn)定性和 簡單的驅(qū)動(dòng)電路 等特點(diǎn)， 適用于家庭或工業(yè)上對(duì) LPG,丁烷 ,丙烷 ,LNG 的檢測(cè) 。裝置 MQ6氣敏元件的結(jié)構(gòu)和外形如圖所示 (結(jié)構(gòu) A 或 B)，由微型 AL2O3 陶瓷管、SnO2 敏感層，