【文章內容簡介】 就是說,即使B點的電壓波形是抖動的,但經雙穩(wěn)態(tài)電路之后,其輸出為正規(guī)的矩形波。這一點通過分析RS觸發(fā)器的工作過程很容易得到驗證。(2) 軟件消抖：如果按鍵較多,常用軟件方法去抖,即檢測出鍵閉合后執(zhí)行一個延時程序,產生5ms～10ms的延時,讓前沿抖動消失后再一次檢測鍵的狀態(tài),如果仍保持閉合狀態(tài)電平,則確認為真正有鍵按下。當檢測到按鍵釋放后,也要給5ms～10ms的延時,待后沿抖動消失后才能轉入該鍵的處理程序。 下面介紹兩種常見的鍵盤電路及其程序。(1)獨立式鍵盤。獨立式鍵盤中，每個按鍵的都占用一個I/O口線，每個按鍵電路相對獨立，如圖37所示，I/O口通過按鍵與地連接。在讀取I/O口無內部上拉電阻需要加上拉電阻，STC89C52的P0口就沒有上拉電阻，獨立式鍵盤接此口時必須外接上拉電阻。(2)行列式鍵盤。獨立式鍵盤只適合按鍵少的場合，否則占用的端口太多。按鍵較多時，常采用行列式鍵盤電路。但行列式鍵盤的管理程序較復雜，需要采用鍵盤掃描技術，常用的鍵盤掃描方式有：掃描法、反轉法、狀態(tài)矩陣法等。I/O端線分為行線和列線，按鍵跨接在行線和列線上，按鍵按下時，行線與列線發(fā)生短路。其特點是：占用I/O端線比較少，但是軟件的結構較復雜，適用于按鍵較多的場合，圖38是一個44行列式鍵盤電路，可得到16個按鍵。圖37 獨立式鍵盤圖38 44行列式鍵盤 顯示模塊顯示模塊采用1602液晶顯示。所謂1602是指顯示的內容為16*2,即可以顯示兩行，每行16個字符。目前市面上字符液晶絕大多數(shù)是基于HD44780液晶芯片的，控制原理是完全相同的，因此基于HD44780寫的控制程序可以很方便地應用于市面上大部分的字符型液晶。常見的1602顯示硬件電路接線圖如圖39所示[13]。圖39 1602顯示硬件電路接線圖字符型LCD1602通常有14條引腳線或16條引腳線的LCD，多出來的2條線是背光控制線、電源線VCC(15腳)和地線GND(16腳)，其控制原理與14腳的LCD完全一樣，引腳定義如表31所示.表31 1602引腳定義表表32 中文字符碼與字字符字模關系對照表1602液晶模塊內部的字符發(fā)生存儲器（CGROM)已經存儲了160個不同的點陣字符圖形，如下表32所示，這些字符有：阿拉伯數(shù)字、英文字母的大小寫、常用的符號、和日文假名等，每一個字符都有一個固定的代碼，比如大寫的英文字母“A”的代碼是01000001B（41H），顯示時模塊把地址41H中的點陣字符圖形顯示出來，我們就能看到字母“A”。其中文字符碼與字字符字模關系對照表如表32所示[7]。表32中的字符代碼與我們PC中的字符代碼是基本一致的。因此我們在向DDRAM寫C51字符代碼程序時甚至可以直接用P1＝39。A39。這樣的方法。PC在編譯時就把“A”先轉為41H代碼了。 基本操作時序： 讀狀態(tài) 輸入：RS=L，RW=H，E=H 輸出：DB0～DB7=狀態(tài)字 寫指令 輸入：RS=L，RW=L，E=下降沿脈沖，DB0～DB7=指令碼 輸出：無 讀數(shù)據(jù) 輸入：RS=H，RW=H，E=H 輸出：DB0～DB7=數(shù)據(jù) 寫數(shù)據(jù) 輸入：RS=H，RW=L，E=下降沿脈沖，DB0～DB7=數(shù)據(jù) 輸出：無 GSM模塊目前， 國內已經開始使用的GSM模塊有很多，而且這些模塊的功能、用法差別不大。本設計采用的是西門子TC35系列的TC35i。其中西門子的TC35系列模塊性價比很高，并且已經有國內的無線電設備入網證。所以本設計選用的是西門子TC35系列的TC35i。這種無線模塊功能上與TC35兼容，設計緊湊，大大縮小了用戶產品的體積。TC35i如圖310所示[1417]。圖310 TC35i(1) TC35i介紹TC35i是西門子最新推出的無線通信模塊，功能與TC35兼容，設計緊湊。TC35i與GSM 2／2+兼容，雙頻(GSM900/GSMl800)工作，帶有RS232數(shù)據(jù)口。符合ETSI標準GSM0707和GSM0705，且易于升級為GPRS模塊。該模塊集射頻電路和基帶于一體，向用戶提供標準的AT命令接口，為數(shù)據(jù)、語音和短消息提供快速、可靠、安全的傳輸，方便用戶的應用開發(fā)及設計。TC35i有40個引腳，通過ZIF連接器引出。這些引腳可劃分為5類，即電源、數(shù)據(jù)輸入／輸出、SIM卡、音頻接口和控制。1～14引腳為電源部分，其中l(wèi)～5引腳為電源電壓輸入端VBATT+6～10引腳為電源地GND，ll～12引腳為充電端，13引腳為對外輸出電壓(供外部電路使用)，14引腳ACCU／TEMP接負溫度系數(shù)的熱敏電阻；24～29引腳為SIM卡連接端；33～40引腳為語音接口用來接電話手柄。131和32引腳為控制部分，15引腳為啟動線IGT(Ignition)。當TC35i通電后必須給IGT一個大于100 mV的低電平，模塊才能啟動。30引腳為RTC back up；31引腳為掉電控制；32引腳為SYNC，16～23引腳為數(shù)據(jù)輸入／輸出端。電源電路分為充電電池和穩(wěn)壓電源模塊兩部分。 V 工作電壓．同時產生MAX232所需要的高電平：三端電源模塊LM7806將外部12 V直流電源轉換為6 v．連接至ZIF連接器的112引腳。在充電模式下可為TC35i提供6V／500。mA的充電電源。啟動電路由漏極開路三極管和上電復位電路組成。模塊上電10ms后(電池電壓須大于3 V)，為使之正常工作，必須在15引腳(IGT)施加低電平信號，至少保持100 ms且該信號下降沿時間小于1ms，啟動后15引腳應保持高電平。數(shù)據(jù)通信電路主要實現(xiàn)短消息收發(fā)、與PC機通信、軟件控制等功能。TC35i的數(shù)據(jù)接口采用串行異步收發(fā)，符合RS232接口電路標準。工作在CMOS電平( V)。數(shù)據(jù)通信電路以MAX232為核心實現(xiàn)電平轉換及串口通信。(2) 模塊中與SMS有關的GSM AT指令介紹GSM 引擎模塊提供的命令符合GSM07．05和GSM07．07規(guī)范 GSM07．07中定義的AT Command接口。提供了一種移動平臺與數(shù)據(jù)終端設備之間的通用接口：GSM07．05對短消息作了詳細的規(guī)定。在短消息模塊收到網絡發(fā)來的短消息時，能夠通過串口發(fā)送指示信息，數(shù)據(jù)終端設備可以向GSM模塊發(fā)送各種命令。與SMS相關的若干GSM AT指令如表33所示。表33 與SMS相關的若干GSM AT指令表(3) PDU編碼規(guī)則目前，發(fā)送短消息常用Text和PDU(Protocol DataUnit，協(xié)議數(shù)據(jù)單元)模式。使用Text模式收發(fā)短信代碼簡單，實現(xiàn)起來十分容易，但最大的缺點是不能收發(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。PDU模式收發(fā)短信可以使用3種編碼：7_bit、8_bit和UCS2編碼。7_bit編碼用于發(fā)送普通的ASCII字符，8_bit編碼通常用于發(fā)送數(shù)據(jù)消息，UCS2編碼用于發(fā)送Unicode字符。一般的PDU編碼由ABCDEFGHIJKLM十三項組成。A：短信息中心地址長度，2位十六進制數(shù)(1字節(jié))B：短信息中心號碼類型，2位十六進制數(shù)。C：短信息中心號碼，B+C的長度將由A中的數(shù)據(jù)決定。D：文件頭字節(jié)，2位十六進制數(shù)。E：信息類型，2位十六進制數(shù)。F：被叫號碼長度，2位十六進制數(shù)。G：被叫號碼類型，2位十六進制數(shù)，取值同B。H：被叫號碼，長度由F中的數(shù)據(jù)決定。I：協(xié)議標識，2位十六進制數(shù)。J：數(shù)據(jù)編碼方案，2位十六進制數(shù)。K：有效期，2位十六進制數(shù)。L：用戶數(shù)據(jù)長度，2位十六進制數(shù)。M：用戶數(shù)據(jù)，其長度由L中的數(shù)據(jù)決定。J中設定采用UCS2編碼，這里是中英文的Unicode字符。(4) TC35i與單片機的硬件接口電路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。通過ZIF連接器與單片機實現(xiàn)電路接口，該接口讀取或發(fā)送TC35i模塊中的數(shù)據(jù)，將是本文論述的重點，也是TC35i應用的核心。TC35i與單片機的硬件接口電路如圖311所示。圖311 TC35i與單片機的硬件接口電路 下位機 安防模塊安全問題是全社會共同關注的一件大事，因此安防是各行業(yè)，尤其是具有潛在危險的高風險行業(yè)所必需重視的一項工作。　　一個完善的智能化家居，具有便捷、安全、舒適、高檔的生活環(huán)境，確保每一個住戶的生命財產的安全，是本系統(tǒng)基本的用途，創(chuàng)造一個家居的理想空間是本系統(tǒng)的目的所在。本系統(tǒng)的安防是由下位機安防模塊和各種前端探測器組成。前端探測器可分為門磁、窗戶反射式傳感器、煙霧探測器、煤氣探測器等。當有人非法入侵，或家里煤氣泄漏，設備及線路產生大量煙霧時將會觸發(fā)相應的探測器，家庭報警主機會立即將報警信號以手機短信的形式發(fā)送到用戶手機上，以便用戶及時了解和處理緊急事情。 （1）傳感器的選擇：1) 門磁開關：主要由開關和磁鐵兩部分組成,。磁鐵部分由對應的磁場強度的磁鐵，封裝于塑膠或合計殼體內，當兩者分開和接近至一定距離后，引起開關的開斷從而感應物體位置的變化。這里選用北京百科博計算機技術開發(fā)有限公司生產的CK MPS 門磁開關。2) 窗戶反射式傳感器：將紅外線反射型傳感器安裝在門窗的兩側或通道的位置，當有人進入時紅外線反射型傳感器就會檢測出來，給單片機送去高電平，啟動防盜報警系統(tǒng)工作。紅外線反射型傳感器甚至可組成對射的檢測系統(tǒng)，以提高控制范圍。這里選用3）煙霧探測器：煙霧傳感器通常安裝在客廳等家用電器以及布線較密集的場合。一般傳感器頂部為一個防風的進煙口，后部則帶有不銹鋼滑動觸片，用于與探測器底座連接。探測器內部有一個印刷電路板，電路板上的一側安裝有一個離子腔，其中有Am241的輻射源，電路板上的另一側安裝有地址截獲、信號處理和系統(tǒng)通信的電路。探測器安裝在探測器底座上時，由系統(tǒng)中的報警控制盤提供電壓和電流給探測器，使探測器處于待命工作狀態(tài)。此時探測器內部的輻射源在離子腔內部產生電離，自動形成正、負離子，并產生一個極小的電流和電壓。由于設備及線路在燃燒前會產生大量煙霧，煙霧粒子經探測器的進煙口進入離子腔后，其中的正、負離子會吸附在這些煙霧粒子上，造成正常的電流和電壓發(fā)生變化。系統(tǒng)的報警控制盤對探測器內部這種電流和電壓的微小變化過程進行監(jiān)視，直至達到一定程度后就會發(fā)出報警信號。這里選用日本生產的模擬量離子感煙探測器NIS05A。4）煤氣探測器：煤氣探測器一般安裝在廚房內，其基本工作原理是基于氣敏元件表面氣體的化學吸附作用與解吸附作用。他們的氣敏素子，使用空氣中電導率低的二氧化錫。當存在檢知對象氣體時，傳感器的電導率隨空氣中氣體濃度增加而增大。使用簡單的電路即可將電導率的變化轉換為與該氣體濃度相對應的輸出信號。所以本次設計選用FIGARO公司生產的TGS813傳感器。（2）信號采集放大電路的設計 由于氣體傳感器采集的電信號一般很小，而且存在共模成分，需要經過放大電路放大，而之后方可進行A/D轉換。氣體傳感器輸出的信號幅度很小，存在著不同程度的電磁干擾，因此在本設計中，放大電路采用儀表放大器AD623，對來自傳感器的信號進行精密放大，同時抑制共模成分提高信號質量。AD623是一個集成單電源儀表放大器，它能在單電源（+3V到+12V）下提供滿電源幅度的輸出。AD623允許使用單個增益設置電阻進行增益編程，以得到更好的用戶靈活性，且符合8引腳的工業(yè)標準引腳配置。 AD623通過提供極好的隨增益增大而增大的交流共模抑制比（AC CMRR）而保持最小的誤差，且具有較寬的共模輸入范圍，它可以放大具有低于地電平150Mv共模電壓的信號。 AD623的使用特點是：使用一只外接電阻設置增益G，其中G可達1000，從而給用戶帶來極大方便，計算公式為G=1+1000KΩ/Rti。AD623的引腳排列為下圖所示。 圖 3 AD623引腳排列（3）A/D轉換電路的設計 從煙霧傳感器和煤氣傳感器輸出的信號為模擬量，該模擬量需要運放后送入A/D轉換器。本系統(tǒng)運放采用AD623儀用放大器實現(xiàn)，運放后的信號送入A/D轉換器。在本系統(tǒng)中，采用德州儀器公司（TI）的新型模數(shù)轉換器TLC2543，作為A/D轉換器。 TLC2543具有12位的分辨率，使用開關電容逐次逼近技術完成AD轉換過程。提供的最大采樣率為66KSPS，供電電路僅需1mA。它除具有高速的轉換器和通用的控制能力外，還具有靈活的串行接口。每個器件有三個控制輸入端：片選(CS)、輸入/輸出時鐘（I/O CLK）及地址數(shù)據(jù)輸入端（DATA INPUT）。它還可以通過一個串行的3態(tài)輸出端（DATA OUT）與主處理器或其他外圍的串行口通訊，輸出轉換結果。通過編程器件的DATA INPUT管腳串行輸入的8位通道/方式控制節(jié)的高4位（MSBs）,可選擇11個模擬輸入通道中的任一個。TLC2543的引腳排列圖如下。 圖3 引腳說明：AIN0AIN10為模擬輸入端。CS為片選信號，由高到低有效，由外部輸入。DATA INPUT為串行數(shù)據(jù)輸入端。DATA OUT為A/D轉換結果的三態(tài)串行輸出端。EOC為轉換結束端,向外部輸出。CLK為I/O時鐘，由外部輸入。REF+為正基準電壓端，一般接+5V。REF為負基準電壓端，一般接地。VCC為電