【正文】 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)高密度金屬氧化物半導(dǎo)體工藝)。在存儲(chǔ)器方面加大存儲(chǔ)容量，實(shí)行程序保密化。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，家用電器，宇航設(shè)備等各個(gè)領(lǐng)域。ATMEL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。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?？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。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。由于硬件的局限性，導(dǎo)致軟件上就不能太大，采集速度低。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。當(dāng)兩者地址編碼完全一致時(shí)，接收機(jī)對(duì)應(yīng)的D1～D4端輸出約4V互鎖高電平控制信號(hào)，同時(shí)VT端也輸出解碼有效高電平信號(hào)。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。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。 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。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。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)。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。圖25 DHT11應(yīng)用電路 此電路即為本設(shè)計(jì)中DHT11的應(yīng)用電路。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。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。2℃量程范圍050℃響應(yīng)時(shí)間1/e(63％)650S使用DHT11時(shí)需要注意避免結(jié)露情況下使用。在本設(shè)計(jì)中，DHT11主要是用來監(jiān)測(cè)室內(nèi)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。產(chǎn)品為 4 針單排引腳封裝。圖24 DHT11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)。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。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。圖22 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電源；PinGND:電源地；Pin45NC:懸空管腳；PinCS:SPI片選管腳，低電平有效；PinINT1：中斷1/數(shù)據(jù)準(zhǔn)備就緒；PinINT2：中斷2；PinMISO：SPI管腳MISO；Pin1MOSI：SPI管腳MOSI；Pin1CLK：SPI管腳CLK；圖23 MMA7455的外圍電路 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，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)。后面的圖片示出了它們的關(guān)系。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)。MMA7455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，以及脈沖檢測(cè)（用于快速運(yùn)動(dòng)檢測(cè)）等功能。2004年，摩托羅拉半導(dǎo)體部成為飛思卡爾半導(dǎo)體。2006年，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）。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。飛思卡爾根據(jù)輕資產(chǎn)(assetlight)戰(zhàn)略，有選擇地將內(nèi)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)，作為內(nèi)部資源的補(bǔ)充。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。 圖11 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)流程圖2 硬件設(shè)計(jì) 本系統(tǒng)的硬件主要是由傳感器網(wǎng)路、PT2262/2267無線收發(fā)模塊、MCU控制器、GSM模塊組成。同時(shí)我們將溫度傳感器布防在廚房、客廳的等地方，通過無線通信技術(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。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。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內(nèi)。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。正德技術(shù)職業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)說明書基于GSM的遠(yuǎn)程家庭智能報(bào)警系統(tǒng)畢業(yè)論文目錄1 引言 1 國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀 1 設(shè)計(jì)目的與意義 1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)流程圖 22 硬件設(shè)計(jì) 3 傳感器的選型 3 MMA7455I加速度傳感器 3 DHT11溫度傳感器 7 PT2262/2272無線收發(fā)模塊 11 AT89S52單片機(jī)模塊 13 AT89S52單片機(jī)概述 13 AT89S52單片機(jī)的典型功能 18 GSM模塊 203 軟件設(shè)計(jì) 22 22 22 基于C語言的程序調(diào)試 23 系統(tǒng)各功能模塊的軟件設(shè)計(jì) 29 溫度傳感器DHT11的軟件設(shè)計(jì) 29 加速度傳感器MMA7455的軟件設(shè)計(jì) 29 IIC通訊協(xié)議 30 液晶顯示的軟件設(shè)計(jì) 31 GSM模塊中的AT指令 324 系統(tǒng)調(diào)試 35 35 GSM的調(diào)試 35 37 DHT11溫濕度傳感器 385 總結(jié)與展望 40 40 40參考文獻(xiàn) 42致謝 44附錄一 原理圖 45附錄二 程序 4659 1 引言 國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀 在目前國(guó)內(nèi)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。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)警聲音傳播范圍之外時(shí)，亦無法知道車輛的安全狀況。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。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)。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)出語音告知機(jī)主。下圖是總體硬件結(jié)構(gòu)：圖21 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GSM模塊進(jìn)行短息或語音通話直接通知戶主家庭安全情況，會(huì)非?？旖?，使得家中安全情況得到及時(shí)處理。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。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，北京、蘇州和天津3個(gè)研發(fā)中心，北京、上海和深圳3個(gè)銷售辦事處。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。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)。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。0g 偏置和靈敏度是出廠配置，無需外部器件。MMA7455L 芯片安裝在帶DIP 插腳的印刷電路板（PCB）上，它允許客戶將其集成到特定的設(shè)計(jì)應(yīng)用對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行評(píng)估。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）。 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，g(t)為重力加速度。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。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，就是說通以工作電流（100ua）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。校準(zhǔn)系數(shù)以程序的形式儲(chǔ)存在OTP 內(nèi)存中，傳感器內(nèi)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)。連接方便，特殊封裝形式可根據(jù)用戶需求而提供。表21 DHT11的性能說明參數(shù)條件MinTypMax單位分辨率111℃888Bit重復(fù)性177。長(zhǎng)期保存條件是在1040℃，同時(shí)濕度需在60％。表22 DHT11各管腳功能Pin名稱注釋1VDD供電 3—2DATA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。長(zhǎng)時(shí)間暴露在太陽光下或強(qiáng)烈的紫外線輻射中會(huì)使性能降低。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。1. 其通訊過程如下如所示：圖26 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DHT11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)。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。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)。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。當(dāng)有按鍵按下時(shí)，PT2262得電工作，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。圖211 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)D0……D3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。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。比較普通計(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)。難以完成復(fù)雜的實(shí)時(shí)運(yùn)算。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。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。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。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。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。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、外圍電路內(nèi)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?，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。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。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MCS51指令集和輸出管腳相兼容。圖213 AT89S52單片機(jī) 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，每腳可吸