【正文】 . 2 3 模塊電路設(shè)計(jì) .......................................................... 10 電源設(shè)計(jì) ............................................................ 10 溫度采集模塊 ........................................................ 10 濕度采集模塊 ........................................................ 11 顯示模塊 ............................................................. 12 控制模塊 ............................................................ 12 A/D 轉(zhuǎn)換模塊 ......................................................... 13 S51 單片機(jī)控制模塊 ................................................... 14 通信模塊 ............................................................ 15 4 PROTEL DXP 電路圖設(shè)計(jì) .................................................. 17 5 制作 PCB 板 ............................................................ 18 6 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) ........................................................... 18 LCD12864 程序編寫(xiě)流程圖 .............................................. 19 PCF8951 程序編寫(xiě)流程圖 ............................................... 19 DS18B20 程序編寫(xiě)流程圖 ............................................... 20 GSM 模塊程序編寫(xiě)流程圖 ............................................... 22 7 系統(tǒng)調(diào)試 .............................................................. 22 硬件測(cè)試 ............................................................ 22 軟件測(cè)試 ............................................................ 23 8 總結(jié) .................................................................. 24 參考文獻(xiàn) ................................................................ 25 致 謝 詞 .......................................................... 26 獨(dú) 撰 聲 明 ............................................................. 27 翻 譯 資 料 .......................................................... 28 附 錄 ............................................................ 36 西昌學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 1 1 課程設(shè)計(jì)背景、內(nèi)容和意義 課程設(shè)計(jì)背景 GSM（ Global System for Mobile munication）系統(tǒng)是目前基于時(shí)分多址技術(shù)的移動(dòng)通信體制中，比較成熟完善，且應(yīng)用最廣泛的一種系統(tǒng)。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，所以具有實(shí)時(shí)傳輸數(shù)據(jù)功能的短信應(yīng)用將得到迅速普及。 課程設(shè)計(jì)內(nèi)容和意義 本系統(tǒng)為基于 STC89C52RD 單片機(jī)的澆花系統(tǒng)?，F(xiàn)在大家養(yǎng)殖花草都是自己手動(dòng)澆花，雖然這樣能讓自己感受花卉生長(zhǎng)的變化，但是有時(shí)候難免會(huì)運(yùn)到自己有事不在家的時(shí)候，特別是針對(duì)那些經(jīng)常出差又非常熱愛(ài)種植的人們來(lái)說(shuō)，問(wèn)題就出現(xiàn)了，于是自己現(xiàn)在做這套基于 GSM的澆花系統(tǒng)就能解決這個(gè)問(wèn)題。最終成果包括：論文，實(shí)物，程序。 傳感器主要用于測(cè)量和控制系統(tǒng)，它的性能好壞直接影響系統(tǒng)的性能。溫度和濕度傳感器是其中重要的一類傳感器， 其發(fā)展速度之快，以及其應(yīng)用之廣，并且還有很大潛力。 注意事項(xiàng) ? 為防止極化現(xiàn)象，驅(qū)動(dòng)傳感器所用的電壓或電流不應(yīng)含有直流成分。 溫度參數(shù)采集我采用工業(yè)用溫度傳感器 DS18B21， DS18B20 是由美國(guó) DALLAS 半導(dǎo)體公司生產(chǎn)最新單線數(shù)字式溫度傳感器，主要特性如下： 可實(shí)現(xiàn)對(duì)一 55℃到 +125℃ 范圍內(nèi)的溫度測(cè)量，并且測(cè)量溫度的誤差在177。 ① 64位光刻 ROM 光刻 ROM 中的 64位序列號(hào)為 DS18B20的地址序列碼。轉(zhuǎn)換完成之后，該溫度數(shù)據(jù)存放在高速暫存存儲(chǔ)器的溫度寄存器中，占用 2個(gè)字節(jié)，并且 DS18B20返回到空閑狀態(tài)。正數(shù)的溫度計(jì)算是數(shù)字值直接乘以 ；當(dāng)為負(fù)數(shù)時(shí)，溫度值的計(jì)算是將測(cè)到的值取補(bǔ)碼，然后 再乘以 。 ⑤ CRC發(fā)生器 CRC在 64位光刻 ROM 的最高字節(jié)，主要是實(shí)現(xiàn)串行通信中的數(shù)據(jù)校驗(yàn)，判斷接收的數(shù)據(jù)是 否正確。單片機(jī)與 TC35 模塊進(jìn)行通信，主要是通過(guò)串口發(fā)送 AT 指令實(shí)現(xiàn)的。 C 儲(chǔ)存溫度： 30176。數(shù)據(jù)腳接單片機(jī) DQ1 接口，并加接 上拉電阻。原理圖如圖 10 所示 : 12 34S1VCC10ufC110KR9GNDRST復(fù)位部分12345678RST9 (RXD)10(TXD)11(INT0)12 (INT1)13 (T0)14(T1)15(WR)16(RD)17XTAL218XTAL119GND202122232425262728PSEN29ALE/PROG30EA/VPP313233343536373839VCC40U1STC89C516RD+VCC11223344556677889R1VCCRSRWEDB0DB1DB2DB3DB4DB5DB6DB7DQ1L1L212Y1XTALRST30pfC230pfC3GNDGNDRXDTXDSCLSDAPSBRESTS1S2S3S4晶振部分 圖 10 S51單片機(jī)最 小系統(tǒng) 電路 西昌學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 15 通信模塊 圖 11 給出了購(gòu)買的 TC35 模塊的原理圖 。并在 PCB板的周圍添加尺度標(biāo)注。 元件布局：執(zhí)行 [ools]工具 /[Auto Placement]自動(dòng)布局 /[Auto Place? ] 菜單命令。 布線分為自動(dòng)布線和手工布線兩種。本系統(tǒng)設(shè)置的最佳安全間距為 ，最小間距為，最大間距為 。在滿足安全原則等電氣要求的前提下，導(dǎo)線 要精簡(jiǎn)，盡可能短，盡量少拐彎，力求導(dǎo)線簡(jiǎn)單明了，特別是場(chǎng)效應(yīng)管柵極、晶體管基極，時(shí)鐘電路等小信號(hào)導(dǎo)線。布線方向。 美觀、經(jīng)濟(jì)原則。在規(guī)則編輯對(duì)話框中找到 electrical\clearance 選項(xiàng)，設(shè)置 sinimum clearance 為 5mile. 執(zhí)行自動(dòng)布線命令：執(zhí)行 [Auto Route]自動(dòng)布線 /[All]菜單命令在圖所示的自動(dòng)布線策略設(shè)置對(duì)話框中，點(diǎn)擊 [Route All]布所有導(dǎo)線 按鈕，將啟動(dòng)自動(dòng)布線過(guò)程，自動(dòng)布線過(guò)程中彈出自動(dòng)布線信息報(bào)告欄。 PCB 板布好線后，先在 keep out 層用直線工具劃出板的大小，再打開(kāi)打孔，比對(duì) PCB 畫(huà)線，檢查無(wú)誤后配好腐蝕液將覆銅板放進(jìn)去腐蝕，當(dāng)沒(méi)畫(huà)線的銅掉完就將板拿出清洗，用萬(wàn)用表檢測(cè)線路的好壞沒(méi)有錯(cuò)進(jìn)行下一步。在安放元件的過(guò)程中要將各元件的‘ +’、‘ ’極與板相對(duì)應(yīng)。程序首先初始化 LCD，然后檢測(cè)室內(nèi)、濕度及溫度參數(shù)并送入 LCD 進(jìn)行顯示。 LCD12864 程序編寫(xiě)流程圖 如圖 12 所示： 初 始 化 12864調(diào) 用 顯 示 函 數(shù)寫(xiě) 入 顯 示 數(shù) 據(jù)12864 顯 示 寫(xiě) 入數(shù) 據(jù)開(kāi) 始結(jié) 束 圖 12 LCD12864 流程圖 PCF8951 程序編寫(xiě)流程圖 如圖 13所示： 西昌學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 20 選 擇 輸 入 通 道初 始 化 8951 并 輸 入數(shù) 據(jù)將 數(shù) 據(jù) 存 入 字 符 數(shù)組開(kāi) 始結(jié) 束 圖 13 A/D 轉(zhuǎn)換流程圖 DS18B20 程序編寫(xiě)流程 圖 如圖 14所示 西昌學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 21 初 始 化 1 8 B 2 0啟 動(dòng) 溫 度 轉(zhuǎn) 換讀 取 溫 度 寄 存 器 值（ 高 八 位 和 低 八位 ）高 低 位 做 相 應(yīng) 運(yùn) 算轉(zhuǎn) 化 為 實(shí) 際 溫 度開(kāi) 始 圖 14 DS18B20 流程圖 西昌學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 22 GSM 模塊程序編寫(xiě)流程圖 如圖 15所示： GSM 模 塊 初 始 化等 待 接 受 目 標(biāo) 手 機(jī)短 信 或 單 片 機(jī) 指 令接 受 到 目 標(biāo) 手 機(jī) 特定 內(nèi) 容 或 指 令 后 做出 相 應(yīng) 的 動(dòng) 作開(kāi) 始 圖 15 GSM 流程圖 7 系統(tǒng)調(diào)試 硬件測(cè)試 PCB 電路板 用萬(wàn)用表檢測(cè)經(jīng)過(guò)腐蝕的電路板上的線路通斷情況，看每條線路間有無(wú)短路現(xiàn)象，再對(duì)照原理圖、 PCB 圖，看在制板過(guò)程中線路有無(wú)連接錯(cuò)誤。經(jīng)檢查無(wú)誤后再上電，觀看 電源指示燈是否亮，有無(wú)閃爍現(xiàn)象，用萬(wàn)用表測(cè)試各輸出電壓是否正常 。我在調(diào)式硬件過(guò)程中既發(fā)現(xiàn)了短路也發(fā)現(xiàn)了斷路更是發(fā)現(xiàn)了畫(huà)錯(cuò)線路的低級(jí)而致命的錯(cuò)誤。液晶屏幕顯示的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，表明數(shù)據(jù)采集模塊正常工作。 通過(guò)此次設(shè)計(jì)我擺脫單純的理論學(xué)習(xí)狀態(tài)，和實(shí)際結(jié)合鍛煉了我的綜合運(yùn)用所學(xué)的專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)。 雖然畢業(yè) 設(shè)計(jì)內(nèi)容繁多，過(guò)程繁瑣但都是我得到了更多知識(shí)，各種系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，各種設(shè)備的選用，我都是隨著設(shè)計(jì)的深入逐漸了解。而你嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致、一絲不茍的作風(fēng)一直是我工作、學(xué)習(xí)中的榜樣；你循循善誘的教導(dǎo)和不拘一格的思路給予我無(wú)盡的啟迪 . 其次，感謝全院的 老師， 各位老師對(duì)我的諄諄教導(dǎo)，讓我在大學(xué)四年中受益匪淺。如何充分利用現(xiàn)有的 GSM 網(wǎng)絡(luò)資源，發(fā)揮網(wǎng)絡(luò)覆蓋率高、用戶數(shù)量大等優(yōu)勢(shì)，開(kāi)展多種增值業(yè)務(wù)，越來(lái)越為 GSM 網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商所重視。 針對(duì)這種情況，我們可以利用 GSM 公共網(wǎng)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆椒ǎ丛趥鹘y(tǒng)的單片機(jī)系統(tǒng)中利用支持短消息業(yè)務(wù)的 GSM 引擎模塊發(fā)送報(bào)警信息，通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)的 RS232 接口結(jié)合已有的單片機(jī)系統(tǒng)，利用現(xiàn)有的 900M 或 1800M 的 GSM 網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的無(wú)線傳輸，而監(jiān)控終端也不再僅局限于PC 機(jī)，也可以是移動(dòng)電話或其他移動(dòng)終端。結(jié)合短消息業(yè)務(wù)，對(duì)無(wú)線監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行了整體的功能設(shè)計(jì)。 論文第四部分根據(jù)無(wú)線監(jiān)控系統(tǒng)的功能設(shè) 計(jì)，來(lái)設(shè)計(jì)軟件的流程框圖，監(jiān)控終端使用 VB或 C51 語(yǔ)言編程。作為工業(yè)級(jí)的 GSM 模塊，研究它的使用方法 以及對(duì)移動(dòng)通信增值業(yè)務(wù)的開(kāi)發(fā)，具有很廣闊的發(fā)展前景。在單芯片上，擁有靈巧的 8 位 CPU 和在系統(tǒng)可編程 Flash，使得 AT89S52為眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高靈活、超有效的解決方案。掉電保護(hù)方式下， RAM內(nèi)容被保存，振蕩器被凍結(jié)，單片機(jī)一切工作停止，直到下一個(gè)中斷或硬件復(fù)位為止。當(dāng)訪問(wèn)外部程序和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)， P0口也被作為低 8位地址 /數(shù)據(jù)復(fù)用。 P1 口： P1 口是一個(gè)具有內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， p1 輸出緩沖器能驅(qū)動(dòng) 4 個(gè)TTL 邏輯電平。在 flash編程和校驗(yàn)時(shí)， P1口接收低 8位地址字節(jié)。在訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器或用 16位地址讀取外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（例如執(zhí)行 MOVX DPTR）時(shí)，P2 口送出高八位地址。 P3 口 ： P3 口是一