【正文】 。 GSM 模塊解決了手機(jī)設(shè)計(jì)中復(fù)雜的射頻發(fā)送和基帶處理問(wèn)題 ，并提供了標(biāo)準(zhǔn)的 通信接口 ， 廠商不用再?gòu)牡讓拥男酒?jí)開始進(jìn)行手機(jī)的設(shè)計(jì) ， 縮短了設(shè)計(jì)周期。 具有 GSM 報(bào)警功能的電子儲(chǔ)物柜是集 GSM 模塊 ， 按鍵檢測(cè)模塊 [2]， 顯示模塊 ， 報(bào)警模塊為一體的自動(dòng)控制存包柜。 短信息服務(wù)作為 GSM 網(wǎng)絡(luò)的一種基本業(yè)務(wù) ， 已得到越來(lái)越多的系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)商和系統(tǒng)開發(fā)商的重視 。 GSM的發(fā)展 隨著全球移動(dòng)通信系統(tǒng) (GSM)移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的迅速普及和競(jìng)爭(zhēng)的日益激烈 ， 新技術(shù)和新業(yè)務(wù)的開發(fā)和應(yīng)用就已經(jīng)提到十分重要的位置。 在 GSM 移動(dòng)通信系統(tǒng)的各項(xiàng)業(yè)務(wù)中 ， 短消息業(yè)務(wù)是 GSM 系統(tǒng)提供給用戶的一種有別于語(yǔ)音傳輸?shù)耐ㄓ崢I(yè)務(wù)。編碼后單條短消息最大長(zhǎng)度為 140 個(gè)字節(jié) ， 可以承載 160 個(gè)英文字符或 70 個(gè)漢字。 此外 ， GSM 模塊是繼 GSM 手機(jī)外又一種非常重要的 GSM 移動(dòng)通信系統(tǒng)的終端設(shè)備。由于調(diào)制解調(diào)器必須通過(guò) PSTN江蘇理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書（論文） 第 3 頁(yè) 或者其他專用通訊網(wǎng)進(jìn)行通信 ， 因而受地域 ， 線路等影響 ， 在應(yīng)用上有很大的局限性。 ： 它是系統(tǒng)的核心部分。通過(guò)它可以實(shí)現(xiàn)所有的控制功能。由 4 個(gè)發(fā)光二極管模擬 4 個(gè)儲(chǔ)物柜 ， 發(fā)光二極管燈亮表示柜中無(wú)物 ， 反之則柜中有物 ； 1 個(gè)蜂鳴器進(jìn)行報(bào)警 ； 1 個(gè) GSM 模塊用于無(wú)線聯(lián)系管理員。據(jù)調(diào)查 ， 一個(gè) GSM 模塊足夠處理一個(gè)中心型超市的所有存包業(yè)務(wù)量。 當(dāng)用戶按下存包鍵時(shí) ， 系統(tǒng)檢測(cè)到空柜并打開 ，同時(shí)記錄下 5 位隨機(jī)密碼 ； 當(dāng)用戶按下取包鍵時(shí) ， 用戶輸入 5 位密碼 ， 系統(tǒng)驗(yàn)證成功打開柜門 ， 若連續(xù) 3 次輸入密碼錯(cuò)誤 ， 蜂鳴器報(bào)警 ； 當(dāng)用戶按下短息鍵時(shí) ， 通過(guò) GSM 模塊向管理員手機(jī)發(fā)送短信 ， 尋求幫助。 單片機(jī)最小系統(tǒng)電路設(shè)計(jì) 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(chǔ)器 RAM、 只讀存儲(chǔ)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(dòng)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(gè)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。概括的講 ： 一塊 芯片 就成了一臺(tái)計(jì)算機(jī)。最早的設(shè)計(jì)理念是通過(guò)將大量外圍設(shè)備和 CPU 集成在一個(gè) 芯片 中 ， 使 計(jì)算機(jī)系統(tǒng) 更小 ， 更容易集成進(jìn)復(fù)雜的而對(duì)體積要求嚴(yán)格的控制設(shè)備當(dāng)中。盡管 2021 年以后 ARM 已經(jīng)發(fā)展出了32 位的 主頻 超過(guò) 300M 的高端 單片機(jī) ， 直到現(xiàn)在基于 8051 的 單片機(jī) 還在廣泛的使用。特別值得一提的是該單片機(jī) CPU 中的位處理器 ， 它實(shí)際上是一個(gè)完整的 1位微計(jì)算機(jī) ， 這 個(gè)一位微計(jì)算機(jī)有自己的 CPU、位寄存器、 I/O 口和指令集。用 89C52 單片機(jī)構(gòu)成最小應(yīng)用系統(tǒng)時(shí) ， 只要將單片機(jī)接上時(shí)鐘電路和復(fù)位電路即可 ， 89C52 單片機(jī)最小系統(tǒng)如圖 27 所示。 (3) 應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)具有特殊性。 本設(shè)計(jì)采用內(nèi)部時(shí)鐘方式 ， 利用芯片內(nèi)部的振蕩電路 ， 在 XTAL XTAL2 引腳上外接定時(shí)元件 ， 內(nèi)部的振蕩電路便產(chǎn)生自激振蕩。所以本設(shè)計(jì)中 ， 振蕩晶體選擇 12MHZ， 電容選擇 22pF。復(fù)位引腳 RST 通過(guò)一個(gè)斯密特觸發(fā)器用來(lái)抑制噪聲 ， 在每個(gè) 機(jī)器周期的 S5P2， 斯密特觸發(fā)器的輸出電平由復(fù)位電路采樣一次 ， 然后才能得到內(nèi)部復(fù)位操作所需要的信號(hào)。時(shí)鐘頻率用 12MHZ時(shí) C 取 10uF。本設(shè)計(jì)就是用的是上電自動(dòng)復(fù)位。 圖 23 TC35的功能框圖 如圖 24， TC35i 模塊主要由 GSM 基 帶 處理器 [6]、 GSM 射頻模塊、供電模塊、閃存、ZIF 連接器、天線接口六部分組成。 GSM模塊電流變化非常大 ， 空閑時(shí)電流小于 315mA， 而在通話期間電流最大可達(dá) 213A， 這就對(duì)供電電路提出了較高的要求。 TC35 共有 40 個(gè)引腳 ， 如圖 25 所示。 圖 24 TC35i引腳圖 TC35i 的工作原理 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 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 1 12 引腳 ， 在充電模式下 ， 為 TC35i 提供＋ 6V、 500mA 的充電電源。 基帶 處理器集成了一個(gè)與 ISO 78163 IC Card 標(biāo)準(zhǔn)兼容的 SIM 接口。 數(shù)據(jù)通信電路主要完成短消息收發(fā)、與 PC 機(jī)通信、軟件流控制等功能。8kV IEC 100042 接觸放電和177。本模塊使用的是后一種功能 ： 當(dāng) LED 熄滅時(shí) ， 表明 TC35 處于關(guān)閉或睡眠狀態(tài) ； 當(dāng) LED 為 600ms 亮 /600ms熄時(shí) ， 表明 SIM 卡沒(méi)有插入或 TC35 正在進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)登錄 ； 當(dāng) LED 為 75ms 亮 /3s 熄時(shí) ，表明 TC35 已登錄進(jìn)網(wǎng)絡(luò) ， 處于持機(jī)狀態(tài)。 TC35 模塊的數(shù)據(jù)接口是 CMOS 電平 (高電平 )， 因此單片機(jī)對(duì) TC35 模塊的控制和通信信號(hào)要進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換。 TC35i 模塊符合 TTL 電平通信 ， 可與單片機(jī)的 TX， RX 直接相連 ， TX 接模塊的RX， RX 接模塊的 TX， 連接 GND。在室溫下 ， 一般輸出高電平是 ， 輸出低電平是 。在 矩陣 式 鍵盤 中 ， 每條水平線和垂直線在交叉處不直接連通 ， 而是通過(guò)一個(gè)按鍵加以連接。這樣 ， 當(dāng)按鍵沒(méi)有按下時(shí) ， 所有的輸入端都是高電平 ， 代表無(wú)鍵按下。 判斷 鍵盤 中有無(wú)鍵按下 ： 將全部行線 Y0Y3 置低電平 ， 然后檢測(cè)列線的狀態(tài)。其方法是 ： 依次將行線置為低電平 ， 即在置某根行線為低電平時(shí) ， 其它線為高電平。 首先讓 P1 口高四位為 1， 低四位為 0， 。 最后將上述兩者進(jìn)行或運(yùn)算即可確定被按下的鍵的位置。 數(shù)碼管 按段數(shù)可分為 七段數(shù)碼管 和八段數(shù)碼管 ， 八段數(shù)碼管比七段數(shù)碼管多一個(gè) 發(fā) 光二極管 單元（多一個(gè)小數(shù)點(diǎn)顯示） ； 按能顯示多少個(gè) “8”可分為 1 位、 2 位、 3 位、 4 位、5 位 、 6 位、 7 位等數(shù)碼管 ； 按發(fā)光二極管單元連接方式可分為共陽(yáng)極數(shù)碼管和共陰極數(shù)碼管。 led 數(shù)碼管常用段數(shù)一般為 7 段有的另加一個(gè)小數(shù)點(diǎn) ， 還有一種是類似于 3 位 “ +1” 型。led 數(shù)碼管廣泛用于儀表 ， 時(shí)鐘 ， 車站 ， 家電等場(chǎng)合。靜態(tài) 驅(qū)動(dòng)是指每個(gè)數(shù)碼管的每一個(gè)段碼都由一個(gè) 單片機(jī) 的I/O 端口進(jìn)行驅(qū)動(dòng) ， 或者使用如 BCD 碼二 十進(jìn)制譯碼器譯碼進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。在輪流顯示過(guò)程中 ， 每位數(shù)碼管的點(diǎn)亮?xí)r間為 1～ 2ms， 由于人的視覺暫留現(xiàn)象及發(fā)光二極管的余輝效應(yīng) ， 盡管實(shí)際上各位數(shù)碼管并非同時(shí)點(diǎn)亮 ， 但只要掃描的速度足夠快 ， 給人的印象就是一組穩(wěn)定的顯示數(shù)據(jù) ， 不會(huì)有閃爍感 ， 動(dòng)態(tài)顯示的效果和靜態(tài)顯示是一樣的 ， 能夠節(jié)省大量的 I/O 端口 ， 而且 功耗 更低。磷 砷化鎵 二極管發(fā)紅光 ， 磷化鎵 二極管發(fā)綠光 ，江蘇理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書（論文） 第 15 頁(yè) 碳化硅 二極管發(fā)黃光。 LED 只能往一個(gè)方向?qū)ǎㄍ姡?， 叫作 正向偏置 （正向偏壓） ， 當(dāng)電流流過(guò)時(shí) ， 電子與空穴在其內(nèi)復(fù)合而發(fā)出單色光 ， 這叫 電致發(fā)光 效應(yīng) ， 而光線的波長(zhǎng)、顏色跟其所采用的半導(dǎo)體材料種類與摻入的元素雜質(zhì)有關(guān)。發(fā)光 二極管 與普通二極管一樣是由一個(gè) PN 結(jié) 組成 ， 也具有 單向?qū)щ娦?。常用的是發(fā)紅光、綠光或 黃光 的二極管。有的發(fā)光二極管的兩根引線一樣長(zhǎng) ， 但管殼上有一凸起的小舌 ， 靠近小舌的引線是正極。電路原理圖如圖 27 所示 ： 江蘇理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書（論文） 第 16 頁(yè) 圖 27 LED電路原理圖 蜂鳴器電路設(shè)計(jì) 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 。有的壓電式蜂鳴器外殼上還裝有 發(fā)光二極管 。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。 由于 自激 蜂鳴器是 直流電壓 驅(qū)動(dòng)的 ， 不需要利用交流 信號(hào) 進(jìn)行驅(qū)動(dòng) ， 只需 對(duì)驅(qū)動(dòng)口輸出驅(qū)動(dòng)電平并通過(guò) 三極管 放大驅(qū)動(dòng)電流就能使蜂鳴器發(fā)出聲音 ， 很簡(jiǎn)單 ， 這里就不對(duì)自激蜂鳴器進(jìn)行說(shuō)明了。在單片機(jī)的 軟件 設(shè)置中有幾個(gè)系統(tǒng)寄存器是用來(lái)設(shè)置 PWM 口的輸出的 ， 可以設(shè)置占空比、周期等等 ， 通過(guò)設(shè)置這些寄存器產(chǎn)生符合蜂鳴器要求的 頻率 的波形之后 ， 只要打開 PWM 輸出 ， PWM 輸出口就能輸出該頻率的方波 ， 這個(gè)時(shí)候利用這個(gè)波形就可以驅(qū)動(dòng)蜂鳴器了。在程序上 ， 可以使用 TIMER0 來(lái)定時(shí) ， 將 TIMER0 的預(yù)分頻設(shè)置為 /1， 選擇 TIMER0 的始終為 系統(tǒng)時(shí)鐘 (主振蕩器時(shí)鐘/4)， 在 TIMER0 的載入 /計(jì)數(shù)寄存器的高 4 位和低 4 位分別寫入 00H 和 06H， 就能將TIMER0 的中斷設(shè)置為 250 微秒。 如圖 28 所示 ， 蜂鳴器驅(qū)動(dòng)電路一般都包含以下幾個(gè)部分 ： 一個(gè)三極管、一個(gè)蜂鳴器、一個(gè)續(xù)流二極管和一個(gè)電源濾波電容。否則 ， 在蜂鳴器兩端會(huì)產(chǎn)生幾十伏的尖峰電壓 ， 可能損壞驅(qū)動(dòng)三極管 ， 并干擾整個(gè)電路系統(tǒng)的其它部分。每隔20ms 執(zhí)行一次顯示、報(bào)警、按鍵掃描、按鍵處理等子程序。 GSM Modem 通過(guò) AT 命令進(jìn)行語(yǔ)音通信和短消息傳輸。使用 Block 模式需要手機(jī)生產(chǎn)廠家提供驅(qū)動(dòng)支持。 AT 命令在此基礎(chǔ)上演化并被加入 標(biāo)準(zhǔn) ， 以及之后的 標(biāo)準(zhǔn)。使用Text 模式收發(fā)短信代碼簡(jiǎn)單 ， 實(shí)現(xiàn)起來(lái)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。 A： 短信息中心地址長(zhǎng)度 ， 2 位十六進(jìn)制數(shù)（ 1 字節(jié)） B： 短信息中心號(hào)碼類型 ， 2 位十六進(jìn)制數(shù)。 F： 被叫號(hào)碼長(zhǎng)度 ， 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)。 J 中設(shè)定采用 UCS2 編碼 ， 這里是中英文的 Unicode 字符。 AT＋ CMGF 選擇消息格式 ： 選擇消息為 TEXT 或 PDU 模式 ， 其中 PDU 模式的短消息以二進(jìn)制方式傳送 ， 寫成十六進(jìn)制格式的內(nèi)容 ， TEXT 格式命令和響應(yīng)均為 ASCII字符 ， 當(dāng)前發(fā)送和接收中文短信采用 PDU 模式。 如果讀取短消息服務(wù)中心則使用命令 AT+CSCA=?CR ， 模塊應(yīng)該返回 CRLF AT 指令 功能 AT+CMGC Send an SMS mand(發(fā)出一條短消息命令 ) AT+CMGD Delete SMSmessage(刪除 SIM 卡內(nèi)存的短消息 ) AT+CMGF SelectSMSmessage format(選擇短消息信息格式 ： 0PDU； 1文本 ) AT+CMGL ListSMSmessage from preferred store(列出 SIM 卡中的短消息信息格式 PDU/tex：t 0//REC UNREAD0 為未讀 ， 1//REC READ0 為已讀 ， 2//STOU NSENT0 為待發(fā) ， 3//STO SENT0 為已發(fā) ， 4//ALL0 為全部的 ) AT+CMGR Read SMSmessage(讀短消息 ) AT+CMGS Send SMSmessage(發(fā)送短消息 ) AT+CMGW Write SMSmessage tomemory(向 SIM 內(nèi)存中寫入待發(fā)的短消息 ) AT+CMGS Send SMSmessage from storage(從 SIM 內(nèi)存中發(fā)送短消息 ) AT+CNMI New SMSmessage indication(顯示新收到的短消息 ) AT+CPMS Preferred SMSmessage 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 cellbroadcastmessagemessages(選擇蜂窩廣播消息 ) AT+CSMP SetSMS textmode parameters(設(shè)置短消息文本模式參數(shù) ) AT+CSMP SelectMessage Service(選擇短消息服務(wù) ) 江蘇理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書（論文） 第 24 頁(yè) + CSCA： d+8613800531500dCRLF。 發(fā)送短消息 ： 在 PDU 模式 ， 如果發(fā)送短消息 ， 則首先發(fā)送短消息數(shù)據(jù)的長(zhǎng)度。 接收短消息 ： 短消息到來(lái)后 ， 單片機(jī)可以接收到指令 CRLF+CMTI： dSMd， INDEX(信息存儲(chǔ)位置 )CRLF。刪除短消息的指令為AT+CMGD=INDEXCR， 刪除后模塊返回 CRLFOKCRLF。字母 F 是