【文章內(nèi)容簡介】 有任何限制 [8]。 硬件電路及工作原理 GSM 模塊采用 WAVECoM 公司推出的 wism02c，支持 AT 指令。單片機(jī)采用 AT89S52。 GSM 模塊數(shù)據(jù)線是專為連接 PC 機(jī) 9 針串口而設(shè)計的，①信號電平為標(biāo)準(zhǔn)的 RS232 電平，只要單片機(jī)的串口也轉(zhuǎn)換為 RS232 電平，就可直接連接。② 9 針串口的引腳定義是固定的，即 2 腳為TXD(GSM 模塊發(fā)送 )、 3腳為 RXD(GSM 模塊接收 )、 5腳為 GND。這樣直接連接這幾個線也可以。單片機(jī)輸出的是 TTL 電平，即 O～ +5v 的電壓，而 RS232輸出的是一 20V～ 20V 的電壓。所以不能直接連接，需要一個電壓轉(zhuǎn)換芯片 MAX232[9]。如圖 所示 。 單片機(jī)利用 AT 指令控制 GSM 模塊，將數(shù)據(jù)傳送出去。 AT指令 按照 GSM 模塊支持的 AT 指令格式 書寫，通過單片機(jī)的串口發(fā)送出去。 SMS 短消息 (Short Message， SM)是 GSM網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的主要增值業(yè)務(wù)之一，短消息接收和發(fā)送的業(yè)務(wù)代碼分別為 T21和 T22。申請了短消息服務(wù)的用戶，在手機(jī)上設(shè)置短消息中心號碼后即可發(fā)送短消息，接收短消息無需任何設(shè)置。一條短消息的最大長度可為 160個英文字符 (7位編碼 )或 70個漢字 (16位編碼 )。短消息是通過控制信道傳輸?shù)模徽紭I(yè)務(wù)信道，在通話的同時也可以接 收短消息 [10]。 按短消息發(fā)送的方式可分為：塊模式 (BlockMode)、文本模式 (Text Mode)和 pdu模式。 塊模式 (BLoCK Mode) 塊模式是一個二進(jìn)制協(xié)議，用于移動臺和 SM— SC之間的短消息傳輸?shù)?PDU(Protocol Description Unit)封裝。 文本模式 (TEXT Mode) 單片機(jī)輸出 的 TTL 電平 GSM模塊串口 1 2 3 4 5 9 8 7 6 圖 單片機(jī)與 GSMS模塊信號之間的轉(zhuǎn)化 家庭防盜報警系統(tǒng) 設(shè)計 6 文本模式是在為 GSM修改的 AT指令集的基礎(chǔ)上定義的基于字符的協(xié)議。適合非智能終端或終端仿真器。應(yīng)用軟件把純文本消息傳給 GSM模塊，由 GSM模塊來構(gòu)造 TPDU(Transfer Protocol DataUnit，傳輸協(xié)議數(shù)據(jù)單元 )。文本模式提供的功能比塊模式和 PDU模式提供的功能少。在文本模式下，短消息對擴(kuò)展字符的能力是有限的。 PDU模式 (PDU Mode) PDU模式和文本模式很相似，主要的區(qū)別是它將組裝短消息的任務(wù)留給應(yīng)用系統(tǒng)完成。該模式使 AT指令集能方便地組構(gòu)更多復(fù)雜的 PDU，例如既可以傳遞二進(jìn)制數(shù)據(jù)又可以傳送字符數(shù)據(jù)。這種模式給 AT指令集帶來了方便。 本系統(tǒng)可發(fā)送文本模式和 pdu模式的短消息 [11]。 AT 指令 AT命令集是 J9kTE(Terminal Equipment，終端設(shè)備 )或 DTE(Data Terminal． Equipment，數(shù)據(jù)終端設(shè)備 )向 TA(Terminal Adapter，終端適配器 )或 DCE(Data Circuit Terminating Equipment)發(fā)送的。通過 TA、 TE發(fā)送 AT命令來控制 MS(Mobile Station，移動基站 )的功能與GSM網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)進(jìn)行交互。短消息相關(guān)的主要 AT指令有： AT+CMGF：選擇短消息信息格式： 0一 PDU； 1一文本 AT+CMGS： 發(fā)送短消息 AT十 CMGD：刪除 SIM卡內(nèi)存 的短消息 AT+CMGR：讀短消息 以下是發(fā)送 AT指令的步驟 (發(fā)送的數(shù)據(jù)都應(yīng)該采用 AsCII碼 )： AT+CMGF一 1CRLF 1為選擇 text mode； 0為選擇 PDU mode； 以文本模式發(fā)送短消息 AT+CMGS一 手機(jī)號碼 CRLF短信內(nèi)容 OXlA；例如：對方號碼是 13947178096，消息內(nèi)容是： 123， 則 AT指令串是：’ A’，’ T’，’ +’，’ C’，’ M’，’ G’，’ S’，’ =’， 0X22， 0X31， 0X33，0X39， 0X34， 0X37， 0X31， 0X37， 0X38， OX30， 0X39， 0X36， 0X22， 0XOD， OXOA， 0x31， 0x32，0x33， 0xla 以 pdu模式發(fā)送短消息 SMSC(短信中心 )號碼是 b8613800471500，對方號碼是 13947178096，消息內(nèi)容是：“水位”。則手機(jī)發(fā)送的 PDU串是 08 91 68 31 08 40 17 05 F0 11 000D 91 68 31 49 17 87 90 F6 00 08 00 06 6C344F4D。 軟件仿真 keilC與 proteus的連接 xxxxx 屆本科畢業(yè)畢業(yè)論文 7 ①檢測 TCP／ IP(該協(xié)議一般沒有問題，只要網(wǎng)絡(luò)連接正確即可 )。 ②復(fù)制 Proteus安裝目錄下 MODELS文件夾里的 vdm51． dll到 keilc／ c51／ BTN目錄下。 ③修改 Keil／ c51／ TOOLS中 [c51]的內(nèi)容，添加： TDRV4=BINVDM51． DLL(“ PROTEUS VSM MONITOR 51 DRIVER” )。 ④在 keilC中選擇 proteus仿真器。 ⑤在 proteus中選擇 Debug下的 Use Remote Debug Monitor。 單 片機(jī)串口通信 單片機(jī)晶振頻率為 ，選擇串行模式 1，所以波特率為 9600Kbit／ s。單片機(jī)采用查詢的方式發(fā)送數(shù)據(jù)，如果 AT指令格式正確， GSM模塊返回應(yīng)答信息給單片機(jī) [12]。將程序繞錄到單片機(jī)之前，可以利用超級終端和 GSM模塊的通信確定 AT指令的格式。 發(fā)送短信仿真圖 圖 “ 123”到手機(jī)號碼 13947178096的仿真圖。 圖 pdu模式發(fā)送短信“水位”到手機(jī)號碼 13947178096的仿真圖。 單片機(jī)與 GSM之間的通信調(diào)試成功。 4 鍵盤顯示 為了實現(xiàn)系統(tǒng)發(fā)生警情時能夠向指定的號碼發(fā)送短信息的功能 ， 則必須有鍵盤和 LED顯示，來對防盜報警系統(tǒng)進(jìn)行電話號碼的預(yù)設(shè)，本設(shè)計選用 HD7279A作為鍵盤顯示驅(qū)動 [13]。 HD7279A采用 DIP28塑封和 SOIC28塑封兩種封裝。 HD7279A是一片真正的單片 LED數(shù)碼管顯示和鍵盤接口芯片， 具有簡單 SPI串行接口的器件 ， 可直接驅(qū)動 8位共陰式數(shù)碼管 (或 64個獨立的 LED)，管理多達(dá) 64鍵鍵盤，單片即可完成 LED顯示和鍵盤接口的全部功能，大大簡化電路設(shè)計，占用單片機(jī)資源極 少 (最少 2線 )，完全免調(diào)試，外圍電路更簡單 ，只需要外接少量的電阻等，即可構(gòu)成完善的顯示、鍵盤接口電路。而與 CPU的接口采用 SPI串行接口方式，使用方便。 HD7279A內(nèi)部含有譯碼器可直接接收 BCD碼或 16進(jìn)制碼，也可不譯碼，并同時具有兩種譯碼方式。 其主要特點如下：無需外圍電路，直接驅(qū)動數(shù)碼管多種譯碼方式， 具有多種控制指令 ， 各顯示位可分別控制譯碼方式段尋址功能， 其段尋址能力可用于獨立的 LED顯示或信息指示燈控制 ，便于使用獨立 LED具有左移、右移、閃爍、消隱等多種顯示控制指令 ， 顯示控 圖 HD7279A引腳排列 圖 本模式短信發(fā)送仿真圖 圖 pdu模式短信發(fā)送仿真圖 家庭防盜報警系統(tǒng) 設(shè)計 8 制方式靈活， 鍵盤部分具有去抖 動功能，按鍵有效指示輸出。 引腳排列 見圖 。 HD7279A 電特性及引腳說明 見 表 41 和表 42。 表 41 HD7279電特性 電特性（ VCC=， R=， C=15pF， TA=25℃ ）： 表 42 HD7279A引腳說明 引腳 名稱 說明 1,2 VDD 正電源 3,5 NC 無連接 4 VSS 接地 6 CS 片選輸入端，此引腳為低電平時，可向芯片發(fā)送指令及讀取鍵盤數(shù)據(jù) 7 CLK 同步時鐘輸入端，向芯片發(fā)送數(shù)據(jù)及讀取鍵盤數(shù)據(jù)時，此引腳電平上升沿表示數(shù)據(jù)有效 8 DATA 串行數(shù)據(jù)輸入 /輸出端，當(dāng)芯片接收指令時，此引腳為輸入端：當(dāng) 讀取鍵盤數(shù)據(jù)時，此引腳在‘讀’指令最后一個時鐘的下降沿變?yōu)檩敵龆? 9 KEY 按鍵有效輸出端，平時為高電平，當(dāng)檢測到有效按鍵時，此引腳變?yōu)榈碗娖? 1016 SGSA 段 g段 a驅(qū)動輸出 17 DP 小數(shù)點驅(qū)動輸出 1825 DIG0DIG7 數(shù)字 0—— 數(shù)字 7驅(qū)動輸出 26 CLKO 振蕩輸出端 27 RC RC振蕩器連接端 28 RESET 復(fù)位端 HD7279A 的工作原理 HD7279A 最顯著的優(yōu)點是與單片機(jī)的接口簡單，最多只需 5 條連接線，分別是復(fù)位端RESET，片 選輸入端 CS，同步時鐘輸入端 CLK，數(shù)據(jù)輸入輸出端 DATA 和按鍵有效輸出端 KEY。符號 參數(shù) 測試條件 最小 典型 最大 單位 Vcc 電源電壓 V Icc 工作電流 不接 LED 3 5 mA Icc 工作電流 LED全亮 ISEG＝ 10mA 60 100 mA VIH 邏輯輸入高電平 V VIL 邏輯輸入低電平 0 V TKEY 按鍵響應(yīng)時間 含去抖動時間 10 18 40 mS IKO KEY引腳輸出電流 7 mA IKI KEY引腳吸入電流 10 mA T1 從 CS下降沿至 CLK脈沖時間 25 50 250 uS T2 傳送指令時 CLK脈沖寬度 5 8 250 uS T3 字節(jié)傳送中 CLK脈沖時間間隔 5 8 250 uS T4 指令與數(shù)據(jù)時間間隔 15 25 250 uS T5 讀鍵盤指令中指令與輸出數(shù)據(jù)時間間隔 15 25 250 uS T6 輸出鍵盤數(shù)據(jù)建立時間 5 8 uS T7 讀鍵盤數(shù)據(jù)時 CLK脈沖寬度 5 8 250 uS T8 讀鍵盤數(shù)據(jù)完成后 DATA轉(zhuǎn)為輸入狀態(tài) 5 uS xxxxx 屆本科畢業(yè)畢業(yè)論文 9 在一般應(yīng)用系統(tǒng)中， RESET 可直接接電源，當(dāng)應(yīng)用系統(tǒng)中只有一片 HD7279A 器件時， CS 也可以直接接地，此時只需占用 3 條單片機(jī)的 I／ O端口線，如果應(yīng)用系統(tǒng)中沒有鍵盤，僅具有顯示功能，或者即使有鍵盤，但單片機(jī)軟件任務(wù)不復(fù)雜，均可不接 KEY 線，使用定時讀取鍵盤鍵值代碼的方法，則此時只需占用 2條單片機(jī)的 I/0 端口線 [14]。 HD7279A 接口電路見圖 。 HD7279A 與單片機(jī)采用 SPI 串行接口方式連接，共有 3種類型 16條命令格式，即不帶數(shù)據(jù)的純指令，帶數(shù)據(jù)的指令和讀鍵盤鍵值代碼指令。 (1)復(fù)位 (清除 )指令 A4H 該指令清除所有顯示，所有設(shè)置的字符消隱、閃爍等屬性也一并清除，實際上電和系統(tǒng)上電初始化后所處狀態(tài)完全相同，相當(dāng)于初始化命令。該指令為純指令。 (2)下載數(shù)據(jù)且按方式 0 譯碼指令該指令第一字節(jié)數(shù)據(jù)是命令，其中 a2， al， a0 是 8 位LED 的某一位的二進(jìn)制編碼。第二字節(jié)數(shù)據(jù) (D0～ D7)的第 D7 位 DP 表示是否顯示 LED 的小數(shù)點， DP=l 顯示，否則不顯示； D6～ D7 是 X 位，是無關(guān)位； D3～ D0 分別為 d3， d2， d1， dO，這 4位按照方式 0譯碼規(guī)則在該位 LED 顯示某個數(shù)字 (0～ 9)或符號 (H， E， L， P，一，空 )。 (3)讀鍵盤鍵值代碼指令 15H 該指令讀取鍵盤鍵值代碼，第一字節(jié)數(shù)據(jù) D7～ D0 是從單片機(jī)流向 HD7279A 的命令，第二字節(jié)數(shù)據(jù) D7～ D0是從 HD7279A 流向單片機(jī)的鍵值代碼，其值的范圍是 OOH～ 3FH：共 64 個，無有效按鍵時讀出的鍵值代碼是 0FFH。其余指令均與上述 3 條指令類似。圖 為 SIP／串行接口時序。 圖 HD7279A接口電路 家庭防盜報警系統(tǒng) 設(shè)計 10 5 鐵電存儲器 （ FRAM） 為了實現(xiàn) 對預(yù)設(shè)電話號碼的存儲和對報警信息的記錄，本系統(tǒng)采用了能夠保證掉電數(shù)據(jù)不丟失的鐵電存儲器 。 FRAM 利用鐵電晶體的鐵電效應(yīng)實現(xiàn)數(shù)據(jù)存儲，因此 FRAM 保持?jǐn)?shù)據(jù)不需要電壓，也不需要象 DRAM 一樣周期性刷新。鐵電效應(yīng)是鐵電晶體所固有的一種偏振極化特性，與電磁作用無關(guān)，因此， FRAM 存儲器的內(nèi)容不會受到外界條件如磁場因素的影響，具有很高的可靠性 [15]。 鐵電存儲器的特點 非易失性存儲器 FM24C16 的 特點 ： 讀寫速度更快，寫入速度要快 10 萬次以上 ； 存儲器可以無限次擦寫 ， 即使每秒訪問 3000 次，連續(xù)使用十 年，使用壽命仍未 終止； 所需功耗遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于其他 非易失性存儲器 。 FM24C16 及其讀／寫操作 純指令 T1 T 2 T 3 C L K D A T A CS 帶數(shù)