【正文】 。圖43 防盜報(bào)警電話 DHT11溫濕度傳感器 在本設(shè)計(jì)中DHT11用于采集溫濕度信息，可單總線串行輸出數(shù)字信號。讀取加速度后就可以進(jìn)行位移的計(jì)算了。、串口通信的波特率等運(yùn)算中能夠得到一個(gè)整數(shù)，計(jì)算的結(jié)構(gòu)更加的精確和方便。在這個(gè)過程中，程序的編寫都需要參考GSM數(shù)據(jù)手冊中的AT指令表，這樣編寫出的程序才能按照預(yù)期進(jìn)行工作。顯示效果如下圖所示：圖41 液晶顯示調(diào)試結(jié)果有了顯示部分，就好像有了一只眼，這樣就能在程序中設(shè)置標(biāo)識，通過顯示屏來判斷程序運(yùn)行是否正常，就能夠直觀的判斷調(diào)試結(jié)果，給調(diào)試過程帶來了很大的方便。首先進(jìn)行調(diào)試的是顯示程序，只有有了顯示，才能觀察到讀取的各個(gè)傳感器的數(shù)據(jù)，才能直觀的判定其他部分工作是否正常。那么如果a39H，則b=a30H；如果a=39H，則b=a30h07H。一般用AT +CMGL讀取以前的信息，在收到手機(jī)的R ING(振鈴)數(shù)據(jù)時(shí),用AT +CMGR讀取實(shí)時(shí)信息。如果相同，該器件即認(rèn)為自己被主控器尋址，而作為被控接收器或被控發(fā)送器則取決于R/W位。輸出到SDA線上的每個(gè)字節(jié)必須是8位，每次傳輸?shù)淖止?jié)不受限制，但每個(gè)字節(jié)必須要有一個(gè)應(yīng)答ACK。但是由于數(shù)據(jù)傳輸速率和應(yīng)用功能的迅速增加，IIC總線也增強(qiáng)為快速模式（400Kbits/s）和10位尋址以滿足更高速度和更大尋址空間的需求。圖34 7455子函數(shù)流程圖 IIC通訊協(xié)議在現(xiàn)代電子系統(tǒng)中，有為數(shù)眾多的IC需要進(jìn)行相互之間以及與外界的通信。定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T1作串行口的波特率發(fā)生器，其波特率是否增倍由特殊功能寄存器PCON的最高位控制。 ET0為定時(shí)器0的中斷允許控制位。EA=1，CPU開放中斷，EA=0，CPU禁止響應(yīng)一切中斷。TR1和TR0：分別為定時(shí)器1和定時(shí)器0的啟?？刂莆弧！癷nterrupt”后接一個(gè)0～31 的常數(shù)，不允許使用表達(dá)式。8051 系列寄存器數(shù)量和類型是極其不同的，因此將所有特別的“sfr”聲明放入一個(gè)頭文件，頭文件包括8051 一些系列成員中的SFR 定義。這些轉(zhuǎn)換也可以用C 語言的標(biāo)準(zhǔn)指令進(jìn)行人工轉(zhuǎn)換。假設(shè)要移植Linux到某一特定的嵌入式硬件環(huán)境下，首先必然面臨如何減少系統(tǒng)大小、提高執(zhí)行效率等問題，此時(shí)或許只有匯編語言能幫上忙了。 而匯編語言是面向機(jī)器的程序設(shè)計(jì)語言。而且計(jì)算功能、邏輯判斷功能也比較強(qiáng)大，可以實(shí)現(xiàn)決策目的的游戲。它把高級語言的基本結(jié)構(gòu)和語句與低級語言的實(shí)用性結(jié)合起來。圖31 系統(tǒng)程序結(jié)構(gòu) 基于C語言的程序調(diào)試C語言是一種計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)語言。采用定時(shí)掃描的方式進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測防止報(bào)警被誤觸發(fā)，想主人在家狀態(tài)模塊和無人在家狀態(tài)模塊返回各輸入口狀態(tài)。（3）主人在家狀態(tài)模塊。3 軟件設(shè)計(jì) 整個(gè)系統(tǒng)主要的分為兩個(gè)狀態(tài)：主人在家狀態(tài)、主人不在家狀態(tài)。 TC35i 模塊主要由GSM基于處理器、GSM射頻模塊、供電模塊、閃存、ZIF 連接器、天線接口六部分組成。此外，該模塊還具有電話簿功能、多方通話、漫游檢測功能，常用的工作模式由省電模式、IDLE、TALK等模式。接收數(shù)據(jù)時(shí)，（RXD）串行輸入，數(shù)據(jù)的最低位首先進(jìn)入輸入移位寄存器，一幀數(shù)據(jù)接收完畢再并行送入到緩沖器SBUF中，同時(shí)將接收中斷標(biāo)志RI置“1”。在此情況下，CPU首先使被響應(yīng)中斷的“優(yōu)先級激活”觸發(fā)器置位，以阻斷同級和低級的中斷。下面簡單介紹中斷系統(tǒng)的組成、處理過程及其應(yīng)用。在芯片擦操作中，代碼陣列全被寫“1”且在任何非空存儲字節(jié)被重復(fù)編程以前，該操作必須被執(zhí)行。：反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時(shí)鐘工作電路的輸入。另外，該引腳被略微拉高。當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時(shí)，要保持RST腳兩個(gè)機(jī)器周期的高電平時(shí)間。P2口當(dāng)用于外部程序存儲器或16位地址外部數(shù)據(jù)存儲器進(jìn)行存取時(shí)，P2口輸出地址的高八位。P0能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲器，它可以被定義為數(shù)據(jù)/地址的第八位。本設(shè)計(jì)中使用的是AT89S52單片機(jī)。在CPU的功能上更加完善和強(qiáng)大，比如采用雙CPU結(jié)構(gòu)，提高處理能力，增加數(shù)據(jù)總線的寬度，使處理數(shù)據(jù)的能力明顯優(yōu)于一般的8位單片機(jī)，同時(shí)采用流水線結(jié)構(gòu)和RISC體系結(jié)構(gòu)。如汽車自動駕駛系統(tǒng)、航天測控系統(tǒng)、黑匣子還有分式系統(tǒng)的前端模塊等等?？垢蓴_能力強(qiáng)，適應(yīng)溫度范圍寬，在各種惡劣條件下都能可靠地工作，這是其它機(jī)型所無法比擬的。單片機(jī)具有小巧靈活、成本低、易于產(chǎn)品化。通用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的技術(shù)要求是高速、海量的數(shù)值計(jì)算；技術(shù)發(fā)展方向是總線速度的無限提升，存儲容量的無限擴(kuò)大。控制D0……D7的高低電平配置可以發(fā)相應(yīng)的數(shù)據(jù)，比如我們可以經(jīng)D0口經(jīng)過模擬電路與單片機(jī)相連，此時(shí)若P1^0口為高電平此時(shí)2262工作，并將D0高電平的信號發(fā)射出，經(jīng)2272解碼后將信息翻譯處理來。上面各圖說明了DHT11在工作時(shí)的時(shí)序圖，也有助于之后編程時(shí)調(diào)用延時(shí)的時(shí)間。主機(jī)發(fā)送開始信號結(jié)束后，延時(shí)等待2040us后, 讀取DHT11的響應(yīng)信號，主機(jī)發(fā)送開始信號后，可以切換到輸入模式，或者輸出高電平均可，總線由上拉電阻拉高。手動焊接，在最高260℃的溫度條件下接觸時(shí)間須少于10秒。返回正常工作條后，傳感器會緩慢地向校準(zhǔn)狀態(tài)恢復(fù)，要加速恢復(fù)進(jìn)程。DHT11的應(yīng)用范圍有暖通空調(diào)設(shè)備、汽車領(lǐng)域、消費(fèi)品、氣象站、濕度調(diào)節(jié)器、測試及檢測設(shè)備、數(shù)據(jù)記錄器、自動控制、家電領(lǐng)域、醫(yī)療器械等等。因此該產(chǎn)品具有品質(zhì)卓越、超快響應(yīng)、抗干擾能力強(qiáng)、性價(jià)比極高等優(yōu)點(diǎn)。作零點(diǎn)校正一般采用測量前先存儲零點(diǎn)值，計(jì)算時(shí)將測量值減去零點(diǎn)值的方法。MMA7455I是三軸小量程加速傳感器是檢測物件運(yùn)動和方向的傳感器，它根據(jù)物件運(yùn)動和方向改變輸出信號的電壓值。因此選用飛思卡爾公司的傳感器是十分可靠的選擇。該公司的客戶包括摩托羅拉的個(gè)人通訊事業(yè)部，以及一些其它消費(fèi)和汽車電子廠商。飛思卡爾全球有9個(gè)全資生產(chǎn)工廠，一個(gè)合營生產(chǎn)設(shè)施，還有與第三方生產(chǎn)商建立的諸多合作關(guān)系等。該框圖詳細(xì)的說明了該設(shè)計(jì)的工作流程，我們的產(chǎn)品分為兩部分，有家庭傳感器節(jié)點(diǎn)組成的感知網(wǎng)絡(luò)，傳感器信號經(jīng)MCU分析后由2262配置一個(gè)唯一的地址，將信號發(fā)給家庭主機(jī)，經(jīng)分析后經(jīng)GSM模塊向手機(jī)發(fā)射出相應(yīng)的語音報(bào)警信息，告知機(jī)主。 設(shè)計(jì)目的與意義 基于單片機(jī)的智能家居防盜系統(tǒng)著重于對家中涉及安全的因素進(jìn)行監(jiān)控和報(bào)警,用到的傳感器有加速度傳感器、溫度傳感器、煙霧傳感器；控制期間使用AT89S51單片機(jī)；并且采用無線網(wǎng)絡(luò)GSM節(jié)點(diǎn)，采用直接發(fā)送短信或撥打電話的方式直接向戶主報(bào)警。當(dāng)遇到盜竊、失火、煤氣泄漏等緊急情況時(shí)，及時(shí)通過通信系統(tǒng)完成報(bào)警以及提示就顯得尤為必要。另外，市場上并沒有一種專業(yè)的報(bào)警系統(tǒng)，能讓人隨時(shí)隨地的知道家庭公司等安全狀況，并能夠顯示警情位置，警情級別等。首先本系統(tǒng)采用新型的加速度傳感器，能夠?qū)㈤T窗的震動和移動兩種狀態(tài)區(qū)別開來，當(dāng)門窗產(chǎn)生震動而沒有發(fā)生位移時(shí),通過程序計(jì)算沒有達(dá)到位移門限就判斷為沒有異常情況發(fā)生。下面對各部分硬件進(jìn)行詳細(xì)說明。天津工廠成立于 1992 年，是飛思卡爾擁有的兩個(gè)大型芯片測試和封裝工廠之一。產(chǎn)品包括傳感器、射頻半導(dǎo)體、功率管理及其它模擬和混和信號集成電路?？蛻艨墒褂弥付ǖ?g 寄存器和gSelect 量程選擇對0g 偏置進(jìn)行校準(zhǔn)， 量程可通過命令選擇 3 個(gè)加速度范圍（2g/4g/8g）。如果沿著某一個(gè)方向活動，或者受到重力作用，輸出電壓就會根據(jù)其運(yùn)動方向以及設(shè)定的傳感器靈敏度而改變其輸出電壓。 (22)若將看成下始點(diǎn)的初始速度，則于是同樣，位移可以通過對速度積分得到 (23)那么門窗的相對位移用加速度傳感器測量位移的算法可簡要表述為：將一個(gè)周期的加速度的測量值減去其平均值，令邊界條件為零，對修正后的加速度積分得到速度,將所求速度減去其平均值，令邊界條件為零，對修正后的速度積分即得到相對位移。單線制串行接口，使系統(tǒng)集成變得簡易快捷。1℃精度177。因此在測量濕度時(shí)，應(yīng)盡可能保證濕度傳感器在同一溫度下工作。DATA 用于微處理器與 DHT11之間的通訊和同步，采用單總線數(shù)據(jù)格式，一次通訊時(shí)間4ms左右，數(shù)據(jù)分小數(shù)部分和整數(shù)部分，具體格式在下面說明，當(dāng)前小數(shù)部分用于以后擴(kuò)展，現(xiàn)讀出為零。采集數(shù)據(jù)后轉(zhuǎn)換到低速模式。 PT2262/2272是臺灣普城公司生產(chǎn)的一種CMOS工 藝制造的低功耗低價(jià)位通用編解碼電路，PT2262/2272最多可有12位(A0A11)三態(tài)地址端管腳(懸空，接高電平，接低電平)，任意組合可提供531441地址碼，PT2262最多可有6位(D0D5)數(shù)據(jù)端管腳，設(shè)定的地址碼和數(shù)據(jù)碼從17腳串行輸出，可用于無線遙控發(fā)射電路。圖212 PT2272 無線接收模塊設(shè)置地址碼的原則是：同一個(gè)系統(tǒng)地址碼必須一致；不同的系統(tǒng)可以依靠不同的地址碼加以區(qū)分。 單片機(jī)的硬件簡單，字長一般為8位，也有16位的，存儲空間最小?？垢蓴_能力強(qiáng)，適應(yīng)溫度范圍寬，在各種惡劣條件下都能可靠地工作，這是其它機(jī)型所無法比擬的。單片機(jī)在機(jī)電一體化產(chǎn)品的開發(fā)中可以發(fā)揮巨大的作用。使用哈佛結(jié)構(gòu)。甚至單片機(jī)廠商還可以根據(jù)用戶的要求量身定做，制造出具有自己特色的單片機(jī)芯片。由于將多功能8位CPU和閃爍存儲器組合在單個(gè)芯片中，ATMEL的AT89C51是一種高效微控制器，為很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高且價(jià)廉的方案。P1口管腳寫入1后，被內(nèi)部上拉為高，可用作輸入，P1口被外部下拉為低電平時(shí)，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。P3口：P3口管腳是8個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的雙向I/O口，可接收輸出4個(gè)TTL門電流。在平時(shí)，ALE端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號，此頻率為振蕩器頻率的1/6。在由外部程序存儲器取指令期間，每個(gè)機(jī)器周期兩次/PSEN有效。該反向放大器可以配置為片內(nèi)振蕩器。但RAM，定時(shí)器，計(jì)數(shù)器，串口和中斷系統(tǒng)仍在工作。內(nèi)部中斷源有T0、TT2溢出中斷和串行口中斷源。 串口通信是計(jì)算機(jī)與外界交換信息的一種基本通信方式。CPU在執(zhí)行寫SBUF指令的同時(shí)啟動發(fā)送控制器開始發(fā)送數(shù)據(jù)，被發(fā)送的數(shù)據(jù)由TXD引腳串行輸出，首先輸出最低位，當(dāng)一幀數(shù)據(jù)發(fā)送完即發(fā)送緩沖器空時(shí)，CPU自動將發(fā)送中斷標(biāo)志TI置1，當(dāng)軟件將TI復(fù)位時(shí)，同時(shí)又將下一個(gè)數(shù)據(jù)寫入數(shù)據(jù)緩沖器后，CPU再次重復(fù)上述過程直到數(shù)據(jù)發(fā)送完成。作為TC35i的核心，基帶處理器主要處理GSM終端內(nèi)的語音、數(shù)據(jù)信號，并涵蓋了蜂窩射頻設(shè)備中的所有的模塊和數(shù)字功能。AT+CMGR=n 為讀TC35i 模塊短消息數(shù)據(jù)，n 為短消息號。（1）主程序。（4）延時(shí)和定時(shí)器模塊。（8）串口初始化和通信模塊。1978后，C語言已先后被移植到大、中、小及微型機(jī)上。結(jié)構(gòu)式語言的顯著特點(diǎn)是代碼及數(shù)據(jù)的分隔化，即程序的各個(gè)部分除了必要的信息交流外彼此獨(dú)立。指針是C語言的一大特色，可以說是C語言優(yōu)于其它高級語言的一個(gè)重要原因。于是匯編語言亦稱為符號語言。綜上所述，本設(shè)計(jì)使用的是C語言進(jìn)行程序的編寫。+38指針13字節(jié)對象地址sbit1位0 或 1sfr1字節(jié)0～255sfr162字節(jié)0～6553551系列包括多種寄存器，其中一些具有特殊功能，如定時(shí)器，端口的控制寄存器等，為了能夠直接訪問這些寄存器，C51 編譯器提供了一種定義的自主形式，這是必要的，因?yàn)檫@些定義與標(biāo)準(zhǔn)C 語言是不兼容的。例如8052 的定時(shí)器2 就是這種情況，16 位聲明的語法與“sfr”相同，SFR 低地址部分必須作為sfr16 的地址。其中TCON用于控制定時(shí)器/計(jì)算器的啟、停和外部中斷源的觸發(fā)方式以及存放定時(shí)器的溢出中斷標(biāo)志和外部中斷源的中斷請求標(biāo)志。當(dāng)外部中斷源有請求時(shí)，相應(yīng)的中斷標(biāo)志位由硬件置“1”。ES=1,允許串行口接收和發(fā)送中斷；ES=0，禁止串行口中斷。ET2為定時(shí)器2中斷允許控制位，僅用于52子系列單片機(jī)。第9位數(shù)字是SCON中的T8，這位數(shù)據(jù)可由用戶安排，在這里我設(shè)定為奇偶校驗(yàn)位。作為一個(gè)專利的控制總線，IIC已經(jīng)成為世界性的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。它使得IIC總線能夠支持現(xiàn)有以及將來的高速串行傳輸應(yīng)用，例如EEPROM和Flash存儲器。與應(yīng)答對應(yīng)的時(shí)鐘脈沖由主控制器產(chǎn)生，發(fā)送器在應(yīng)答期間必須下拉SDA線。其軟件的主要思路如下圖所示：圖35 液晶屏的軟件設(shè)計(jì) GSM模塊中的AT指令單片機(jī)與TC35 i的軟件接口通過AT指令完成,控制手機(jī)的短消息有關(guān)的AT指令有:A．單片機(jī)與TC35i模塊由串口建立連接：AT；：AT + CMGF = n, n = 0: PDU模式。圖36 短消息收發(fā)流程單片機(jī)讀取TC35i模塊的PDU 數(shù)據(jù)時(shí)，原始數(shù)據(jù)應(yīng)該是16進(jìn)制數(shù)，但讀回的數(shù)據(jù)仍然是ASCII表示的16進(jìn)制數(shù)。例如，如果TC35i模塊應(yīng)答的PDU 數(shù)據(jù)長度為50，而實(shí)際向單片機(jī)傳送的16 進(jìn)制數(shù)據(jù)為59 字節(jié)，ASCII碼為259字節(jié)，所以單片機(jī)必須按259個(gè)字節(jié)接收PDU 數(shù)據(jù)。加速度單位為g。由于當(dāng)EA為高電平時(shí)，單片機(jī)先訪問內(nèi)部程序存儲器，當(dāng)尋址范圍超出內(nèi)部程序存儲器的最大尋址空間時(shí)，就自動跳向外部程序存儲器。否則數(shù)據(jù)不能正常傳輸，也達(dá)不到預(yù)期的效果。IIC通信為串行通信，可通過一個(gè)時(shí)鐘線和數(shù)據(jù)線讀取加速度傳感器內(nèi)的數(shù)據(jù)。在采集的過程中，加速度值是帶有符號的，在相加的過程中如果出現(xiàn)來回的抖動，有符號的只想加加速度值就會變小，甚至最終導(dǎo)致和位移為0。DHT11接收到主機(jī)的開始信號后,等待主機(jī)開始信號結(jié)束，然后調(diào)用一個(gè)80us低電平響應(yīng)信號。中國經(jīng)濟(jì)經(jīng)過30 年的高速發(fā)展，居民的生活水平和消費(fèi)能力有了很大提高，新需求的增長以及信息化對人們傳統(tǒng)生活的改變，讓許多人尤其是先富起來的一部分人，對智能家居的需求日益強(qiáng)烈。既要易于使用，又要易于安裝和維護(hù)，還要有利于擴(kuò)張和升級，還要考慮與其他系統(tǒng)的集成和信息共享，還要關(guān)注計(jì)算機(jī)、通信技術(shù)的發(fā)展對系統(tǒng)帶來的影響。從開始接到課題，到找資料初步了解課題內(nèi)容，然后收集硬件資料，畫電路圖，到程序編寫，軟件的分段調(diào)試和不斷修改完善的過程中，學(xué)到的不僅是對課題本身的研究，更重要的是學(xué)到了如何處理問題和解決問題的思路和方法