【正文】 用 TC35 來(lái)完成設(shè)計(jì)要求． TC35 模塊作為用戶手機(jī)和單片機(jī)之間數(shù)據(jù)交換的橋梁，在本設(shè)計(jì)中起著至關(guān)重要的作用．本設(shè)計(jì)使用 TC35 GSM 模塊，蜂窩通信引擎 TC35 是 Siemens 推出的 一種無(wú)線通信模塊，并且已經(jīng)有國(guó)內(nèi)的無(wú)線電設(shè)備入網(wǎng)證．它設(shè)計(jì)小巧、功耗低，可以為很多通信應(yīng)用提供經(jīng)濟(jì)高效的解決方案，適用的范圍包括便攜式電腦的低功耗通信設(shè)備、遙測(cè)遙感、遠(yuǎn)程信息處理和通信等工業(yè)領(lǐng)域．本設(shè)計(jì)正好需要無(wú)線傳輸數(shù)據(jù)，因此采用這種模塊是比較合適的． TC35 模塊能提供數(shù)據(jù)傳輸，與外界的傳輸媒介為 GSM（ 全球移動(dòng)通訊系統(tǒng) ）網(wǎng)絡(luò)．模塊配有與 GSM 網(wǎng)絡(luò)的通信接口（接收器、發(fā)送器和外置天線），同時(shí)配有與數(shù)據(jù)終端的通信接口（可通過(guò)單排 40 引腳的 ZIP 連接），其 ZIP 接口可提供控制、數(shù)據(jù)接口，語(yǔ)音及電源供給線 [7]． TC35 模塊如下圖 31 所示． 圖 31 TC35 模塊 江南大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 12 TC35 主要技術(shù)指標(biāo)及引腳功能 TC35的主要特性與技術(shù)指標(biāo) [8]包括以下幾點(diǎn)： （ 1） 頻帶：雙頻 EGSM900和 GSM1800（ GSM Phone 2＋）； （ 2） 支持?jǐn)?shù)據(jù)、語(yǔ)音、短消息和傳真； （ 3） 高集成度； （ 4） 電源電壓：?jiǎn)我浑妷?~； （ 5） 波特率：可選波特率 300bps~115kbps，自動(dòng)波特率 ~115kpbs； （ 6） 電流消耗：空閑模式小于 ，語(yǔ)音模式平均 300mA，峰值 ，掉電模式100μ A； （ 7） 溫度范圍：正常操作 20~＋ 55176。 編號(hào) 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（ 論文 ） 題目： 靜電放電（ ESD）器件的模擬與研 究 物聯(lián)網(wǎng)工程 學(xué)院 微電子學(xué) 專業(yè) 學(xué) 號(hào) 0301100124 學(xué)生姓名 劉素珍 指導(dǎo)教師 梁海蓮 二〇一 四 年 六 月 摘要 I 摘 要 ESD(靜電放電 )是影響集成電路可靠性的主要因素之 一，存在于生產(chǎn)到使用的每一個(gè)環(huán)節(jié)，已經(jīng)成為開(kāi)發(fā)新一代工藝技術(shù)的難點(diǎn)，對(duì) ESD 的研究也因而越來(lái)越受到重視，仿真工具在 ESD 領(lǐng)域的應(yīng)用使得 ESD 防護(hù)設(shè)計(jì)的研究便得更為便利，大大縮短了研發(fā)周期。 C，存放 30~＋ 85176。 //設(shè)定串口工作方式 1， 允許串行接收 PCON = 0x00。 //清除發(fā)送中斷標(biāo)志位 } if(RI) //接收中斷請(qǐng)求，當(dāng)要向外面手機(jī)發(fā)送短信時(shí)，向串口發(fā)送中斷，串口會(huì)接收到中斷的請(qǐng)求，然后向 CPU 發(fā)送中斷請(qǐng)求，以進(jìn)行下一步操作 { RI = 0。 //清中斷標(biāo)志 } } 向固定目的手機(jī)發(fā)送中文報(bào)警信息 通過(guò)向 GSM網(wǎng)絡(luò)發(fā)送 AT 指令實(shí)現(xiàn)單片機(jī)控制 TC35 模塊向目的手機(jī)號(hào)碼發(fā)送報(bào)警短信．其主要步驟是先進(jìn)行握手，握手成功后開(kāi)始向網(wǎng)絡(luò)發(fā)出確定數(shù)據(jù)的發(fā)送格式為中文的AT 指令，之后依次發(fā)送短信長(zhǎng)度、短信中心所有相關(guān)信息、目的手機(jī)號(hào)碼、短信內(nèi)容和短信內(nèi)容結(jié)束符．待上述語(yǔ)句都發(fā)送完成后目的手機(jī)就可以接收到中文報(bào)警提示信息． void GSM_Sent_PDU_Message(char num[] )//向指定號(hào)碼發(fā)送 PDU 模式短信 { send_str(str1)。//發(fā)送目的手機(jī)號(hào) 碼 send_str(str16)。//發(fā)送短信結(jié)束標(biāo)志 } 向臨時(shí)鍵入號(hào)碼發(fā)送短信的程序?qū)崿F(xiàn) 由于向臨時(shí)鍵入號(hào)碼發(fā)送短信存在人機(jī)交互即鍵入和顯示問(wèn)題，所以直接將按鍵掃描及 LCD 顯示程序與向臨時(shí)號(hào)碼發(fā)送短信程序編寫(xiě)在一起． 向 GSM 網(wǎng)絡(luò)發(fā)送字符數(shù)據(jù)函數(shù) 要實(shí)現(xiàn)向臨時(shí)鍵入手機(jī)號(hào)碼發(fā)送短信，此時(shí)不能像向固定號(hào)碼發(fā)送短信一樣，向固定號(hào)碼發(fā)送短信時(shí)的那些 AT 指令串是固定的，可以直接向 GSM 網(wǎng)絡(luò)發(fā)送字符串，而向臨時(shí)鍵入的手機(jī)號(hào)碼發(fā)送 中文報(bào)警信息時(shí)有些 AT 指令和 PDU編碼等需要斷開(kāi)一點(diǎn)一點(diǎn)的發(fā)送特別是此時(shí)的臨時(shí)號(hào)碼是一個(gè)一個(gè)發(fā)送出去的，所以在此定義了一個(gè)向 GSM 網(wǎng)絡(luò)發(fā)送字符格式數(shù)據(jù)的程序． void txdata(unsigned char dat) { SBUF = dat。 //確定數(shù)據(jù)能發(fā)送完畢的延時(shí)子程序 send_str(str2)。 //開(kāi)啟串口中斷 } 向固定號(hào)碼發(fā)送報(bào)警信息的實(shí)現(xiàn)程序 向 GSM 網(wǎng)絡(luò)發(fā)送字符串?dāng)?shù)據(jù) 單片機(jī)串行口中有兩個(gè)緩沖寄存器 SBUF，一個(gè)是發(fā)送寄存器，一個(gè)是接收寄存器，在物理結(jié)構(gòu)上是完全獨(dú)立的．它們都是字節(jié)尋址的寄存器，字節(jié)地址均為 99H．這個(gè)重 疊的地址靠讀 /寫(xiě)指令區(qū)分：串行發(fā)送時(shí)， CPU 向 SBUF 寫(xiě)入數(shù)據(jù)，此時(shí) 99H 表示發(fā)送 SBUF；串行接收時(shí)， CPU 從 SBUF 讀出數(shù)據(jù)，此時(shí) 99H 表示接收 SBUF ．在向目的手機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)將數(shù)據(jù)暫存到 SBUF 中以此來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的正確傳送． void send_str(unsigned char str[])//定義字符串發(fā)送程序 { unsigned char i = 0。 //定時(shí)器 1 工作于 8 位自動(dòng)重載模式 , 用于產(chǎn)生波特率 EA = 1。 //用以與 TC35 進(jìn)行握手 (2) char code str2[]=AT+CMGF=0\r。 ，并對(duì)描述同一物理機(jī)制的的各種不同模型展開(kāi)對(duì)比分析。 關(guān)鍵詞： 靜電放電， Sentaurus TCAD，靜電放電模型，網(wǎng)格，器件仿真，雙擊型晶體管，可控硅目錄 i ABSTRACT ESD is one of the most important reliability problems of IC products which lies in every flow of IC production， and it is also one of the most difficult problems of developing new generation technology， therefore ， the research on ESD protection design has attracted more and more attention. The applications of simulation tools on ESD area make the design of ESD protection devices more convenient,and greatly shorten the development cycle. This paper particularly explain show ESD es from， what harm will bring， how to test the integrated circuit39。 //08：短信中心地址長(zhǎng)度； 91：短信中心號(hào)碼類型； 68：中國(guó)地區(qū)代碼； 3108500105F0：短信中心號(hào)碼 13800510500F，短信服務(wù)中心號(hào)碼采用一種比較特殊的表示方法，號(hào)碼后加一個(gè) F 組成 12 為代碼然后對(duì)其每?jī)晌惶?hào)碼進(jìn)行對(duì)調(diào)； 1100：發(fā)送短信的編碼方式； 0D：目的手機(jī)地址長(zhǎng)度； 9168：與前面相同，之后就可以接目的手機(jī)號(hào)碼． (5) char code str16[]=000800105BB667095F025E38FF0C901F5F52FF01。 //波特率 9600 TR1 = 1。) { SBUF = str[i++]。 //定義發(fā)送短信長(zhǎng)度 Delay_ms(20)。 //清中斷標(biāo)志 } LCD 顯示及向臨時(shí)鍵入號(hào)碼發(fā)送報(bào)警短信函數(shù) 本課題的 LCD 顯示部分使用的是 1602 液晶， 1602 液晶也叫 1602 字符型液晶．它是一種專門用來(lái)顯示字母、數(shù)字、符號(hào)等的點(diǎn)陣型液晶模塊，它有若干個(gè) 5 7 或者 5 11的點(diǎn)陣字符位組成，每個(gè)點(diǎn)陣字符位都可以顯示一個(gè)字符．每位之間有一個(gè)點(diǎn)距的間隔，每行之間也有一個(gè)間隔起到字符間距和行間距的作用，正因?yàn)槿绱怂荒茱@示圖形．本課題中只需要顯示手機(jī)號(hào)碼和鍵入提示字符，所以使用 1602 液晶已經(jīng)能夠滿足設(shè)計(jì)要求．向臨時(shí)鍵入的號(hào)碼發(fā)送報(bào)警短信并在 LCD 上顯示鍵入號(hào)碼的程序的流程圖如下圖 43 所示． 江南大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 24 圖 43 向鍵入號(hào)碼發(fā) 送中文報(bào)警短信 按鍵掃描及鍵值處理的實(shí)現(xiàn) 鍵盤(pán)按其結(jié)構(gòu)形式可分為編碼式鍵盤(pán)和非編碼式鍵盤(pán)兩大類．編碼式鍵盤(pán)是由其內(nèi)部硬件邏輯電路自動(dòng)產(chǎn)生被按鍵的編碼．這種鍵盤(pán)使用方便，但是價(jià)格較貴．非編碼式鍵盤(pán)主要由軟件產(chǎn)生被按鍵的編碼．它結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格便宜，但是使用起來(lái)不如編碼鍵盤(pán)方便，鍵盤(pán)管理程序的編制也比較復(fù)雜． 單片機(jī)中普遍使用的是非編碼式鍵盤(pán)．這類鍵盤(pán)在使用時(shí)要注意鍵的識(shí)別、如何消除鍵的抖動(dòng)、鍵的保護(hù)等三個(gè)問(wèn)題．其中最主要的是鍵的識(shí)別問(wèn)題．對(duì)于鍵的識(shí)別，既可以采用程序掃描的方法，也可以采用專用的可編 程鍵盤(pán)顯示器接口 8279． 非編碼式鍵盤(pán)一般采用行列式結(jié)構(gòu)并按矩陣形式排列．非編碼式鍵盤(pán)識(shí)別閉合鍵通常有兩種方法：一種稱為行掃描法，另一種稱為線反轉(zhuǎn)法． 在本設(shè)計(jì)中使用的是線反轉(zhuǎn)法，該方法比行掃描法速度要快，但在硬件電路上要求行開(kāi)始 顯示屏初始化 光標(biāo)閃爍 顯示鍵入提醒 while(flag_lcd) 鍵值輸入 鍵值判斷 非空、 非確定鍵 LCD 顯示鍵入值，值暫存在 NUM[]中 確定鍵 發(fā)送手機(jī)號(hào)碼 清除鍵 返回到 contronler() Y N 結(jié) 束 基于 GSM 模塊的家庭安防手機(jī)短信系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 偏軟 25 線與列線均需有上拉電阻，故比行掃描法稍復(fù)雜些． 線反轉(zhuǎn)法的工作原理：首先將行線作為輸出線，列線作為輸入線．先通過(guò)行線輸出全“ 0”信號(hào)，讀入列線的值．如果此時(shí)有某 1 個(gè)鍵被按下，則必然使某 1 列線值為 0．然后將行線和列線的輸入輸出關(guān)系互換（重新設(shè)置輸入輸出口的狀態(tài)），并且將剛才讀到的列線值 從列線所接的并行端口輸出，再讀取行線的輸入值．那么在閉合鍵所在的行線上的值必定為 0．這樣，當(dāng) 1 個(gè)鍵被按下時(shí)，必定可以讀出一對(duì)唯一的行值和列值 [3]． 根據(jù)上述線反轉(zhuǎn)法的工作原理編寫(xiě)的實(shí)現(xiàn)程序流程圖如下圖 44 所示． 圖 44 按鍵掃描及處理程序流程圖 接收?qǐng)?bào)警信號(hào)及控制向哪種號(hào)碼發(fā)送短信的程序的實(shí)現(xiàn) 當(dāng)接收到由下層傳感系統(tǒng)發(fā)送上來(lái)的報(bào)警信號(hào)后，單片機(jī)的接收端開(kāi)始對(duì)報(bào)警信息做出相應(yīng)的反應(yīng)．本段程序通過(guò)向端口發(fā)出一個(gè)模擬的報(bào)警信號(hào)之后開(kāi)始進(jìn)行相 應(yīng)的反應(yīng)，此報(bào)警模擬信號(hào)用按鍵來(lái)代替．當(dāng)按鍵 K1 按下時(shí)表示收到報(bào)警信號(hào)程序開(kāi)始做出相關(guān)操作；當(dāng)按鍵 K2 按下時(shí)跳出循環(huán)，此時(shí)可以臨時(shí)輸入號(hào)碼確認(rèn)后就可以向新鍵入的號(hào)碼發(fā)送短信．此段程序的流程圖如圖 45 所示． 開(kāi)始 初始化 行列線全 0 判斷列線有無(wú)按下 對(duì)組合 碼進(jìn)行比較 N Y 存在此組合碼 不存在此組合碼 結(jié)束 返回行列線組合碼 按對(duì)應(yīng)鍵輸出 江南大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 26 圖 45 控制向手機(jī)號(hào)碼發(fā)送短信流程圖 開(kāi)始 判斷 K1 或 K2是否有鍵按下 N Y K1 K2 向固定號(hào)碼發(fā)送短信 進(jìn)入子程序 LCD() 結(jié)束 基于 GSM 模塊的家庭安防手機(jī)短信系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 偏軟 27 第 5 章 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)及設(shè)計(jì)功能驗(yàn)證 硬件簡(jiǎn)介 本手機(jī)短信系統(tǒng)的硬件主要由 5個(gè)部分組成：?jiǎn)纹瑱C(jī) AT89S5手機(jī)模塊 TC3LCD160 4*4矩陣鍵盤(pán)和兩個(gè)獨(dú) 立按鍵、串口模塊．其中單片機(jī)負(fù)責(zé)控制整個(gè)硬件的操作；手機(jī)模塊負(fù)責(zé)和目標(biāo)手機(jī)之間通過(guò) GSM網(wǎng)絡(luò)連接，發(fā)送短信；矩陣鍵盤(pán)鍵入號(hào)碼并可以確定發(fā)送短信及返回到初始狀態(tài)； LCD1602負(fù)責(zé)顯示鍵入的號(hào)碼，形成簡(jiǎn)單的人機(jī)交互界面；串口是提供單片機(jī)和手機(jī)模塊間通訊的橋梁．要形成手機(jī)短信系統(tǒng)，這 5個(gè)模塊缺一不可．下面對(duì)這些模塊進(jìn)行介紹． 模塊介紹 單片機(jī)模塊 用 PROTEL畫(huà)出的單片機(jī)原理圖如圖 51所示，可以從圖上看出，單片機(jī)的最小系統(tǒng)是復(fù)位電路和晶振電路．晶振采用的是 ME830實(shí) 驗(yàn)板相同的，晶振旁邊的兩個(gè)電容均是 30pf．復(fù)位電路選用的電解電容是 10uf，電阻是 10k．從圖中可以看出單片的 IO口使用了 P0口、 P1口、 、 、 、 、 、 ．每個(gè)口的具體作用將在后面的模塊中做具體解釋． 圖 51 單片機(jī)的 PROTEL原理圖 TC35 模塊 本設(shè)計(jì)中所使用的手機(jī)模塊是網(wǎng)上買的西門子 TC35[7]的 GSM開(kāi)發(fā)板，只需將它的串口母口與單片機(jī)的串口母口，用一條交叉的兩頭是公頭的線連接即可通訊． GSM開(kāi)發(fā)板如圖52所示，其中左邊的 為