【文章內(nèi)容簡介】 C90C516RD+的控制 部分 ，GTM900C 短信息的處理模塊， 數(shù)據(jù)采集電路 ， LCD1602 顯示 部分 。 系統(tǒng)原理框圖如圖 21 所示 [1]。 系統(tǒng)總的工作原理是： 數(shù)據(jù)采集電路 采集實時的 溫濕度 信息， 并傳送到 LCD1602 上實時的 顯示， MCU STC90C516RD+判斷 所采集的數(shù)據(jù)是否超過 設(shè) 定的范圍 ，不超過 設(shè)定范圍 則繼續(xù)正常工作，超過則通過發(fā)送控制指令到 GTM900C，從而發(fā)送短信給 用戶。同時單片機也在不斷地查詢是否有來自用戶的短信，若有，則 讓GTM900C 完成編解碼工作，根據(jù) 短信內(nèi)容相應(yīng) 控制單片機動作 [4] [5]。 溫 濕 度 傳 感 器D T H 1 1M C US T C 9 0 C 5 1 6R D +L C D 顯 示 模 塊G T M 9 0 0 C 用 戶 手 機R S 2 3 2 串 行 口報 警 模 塊 圖 21 系統(tǒng)原理框圖 系統(tǒng)各模塊的硬件設(shè)計 硬件設(shè)計部分包括四個部分，分別是 MCU STC90C516RD+的 最小系統(tǒng) 模塊，GTM900C 短信息的處理模塊，溫 度 及 濕 度 采集 電路 ， LCD1602 顯示 部分 。 單片機 STC90C516RD+的控制模塊 所謂的單片機就是 在一塊半導(dǎo)體硅片上集成了中央處理器 CPU，存儲器（ RAM/ROM）和各種 I/O 接口，定時計數(shù)器，串口， AD 轉(zhuǎn)換器以及外圍設(shè)備。 這7 樣的一塊集成電路芯片具有微型計算機的特性，因此單片機又稱為微型計算機。單片機主要應(yīng)用于測試和控制領(lǐng)域，因此單片機又通常被稱為微控制器 MCU。本設(shè)計采用的單片機為 STC90C516RD+[6]。 STC90C516RD+單片機是新 產(chǎn)出的 一代 單片機，具備強 抗干擾 性能 ， 運行 速度 很快 ， 能耗低 等許多特點， 其 主要 特點如 表 21 所示 ： 表 21 STC90C516RD+特點 序號 特點 1 機器周期 時鐘頻率的 12 分頻 2 工作電壓 （ 5V 單片機） 3 工作頻率 0~40MHz 4 ROM 空間 片上集成 4KB Flash ROM 5 RAM 空間 片內(nèi) RAM 為 128B，片外最大可以外擴 64KB 6 I/O 口 可供使用的 I/O 有 32 個， P1~P3 為準(zhǔn)雙向 IO 口， P0 為漏極開路的 IO 口，可做地址和數(shù)據(jù)總線的復(fù)用端口。 P3 也具有第二功能 7 編程 支持在系統(tǒng)可編程和在應(yīng)用可編程 8 EEPROM 功能 具有 EEPROM 功能 9WDT 內(nèi)部具有看門狗 WDT 的功能，防止死機 10 定時計數(shù)器 2 個 16 位定時器、計數(shù)器可供使用 11 中斷 中斷 資源豐富 12 串行口 1 個通用型的異步串行口，若需要多個，可以使用定時器來模擬 13 工作溫度范圍 正常工作溫度范圍為 0 到 75℃ 14 封裝 分為直插式 40 腳和貼片 44 腳封裝 STC90C516RD+最小系統(tǒng)由復(fù)位電路，晶振電路和電源電路組成 ，如圖 22 所示。 8 圖 22 單片機最小系統(tǒng) GTM900C 短信息的處理模塊 簡介 GTM900C[7]是 華為公司生成的，這個無線通訊模塊具有 GSM 功能，目前被廣泛的應(yīng)用于智能化控制產(chǎn)品中，可以工作在兩種頻率下，分別為 900MHz 和 1800MHZ，內(nèi)部高度集成化 ， 是由 GTM900B 升級而來的 。內(nèi) 部 嵌 有 TCP/IP 協(xié)議模塊，使用簡單 方便 ， 方便使用者的開發(fā)工作 ，縮短了開發(fā)周期 。 GTM900C 應(yīng)用廣泛，比如遠程監(jiān)控系統(tǒng)等。 GTM900C 支持 AT 命令 [8]， 由 AT 指令控制它與其他設(shè)備通訊。 GTM900C通過通用串行接口 UART 接口與外部 CPU 通信，通訊速率為 9600bit/s，主要 功能 是利用 GSM 網(wǎng)絡(luò)以 發(fā)短信 的模式來 完成消息的交換 等。同時， GTM900C 模塊也可以在GT800 的網(wǎng)絡(luò)下運行。 GTM900C 模塊就相當(dāng)于一般功能較為單一的手機 。 GTM900C 的產(chǎn)品特性如 表 22 所示 ， GTM900C 如 圖 23 所示。 9 表 22 GTM900C 產(chǎn)品特性 10 圖 23 GTM900C 實物 與 MCU STC90C516RD+的通 信 GTM900C 通過 UART 接口與外部 CPU 通信， 必須遵循串口通信原則 。因此單片機模塊想與 GTM900C 通信必需使用串口 ，輸入輸出必須使用串口電平，而 MCU STC90C516RD+外接通信端口 發(fā)送和 接收的 輸入輸出 都 為 晶體管邏輯 電平，因此單片機端必須使用 MAX232 進行電平的 變 換。 GTM900C 與單片機通訊波特率為 9600bit/s，單片機以方式 1 工作，方式 1 真正用于數(shù)據(jù)的串行接收和發(fā)送。 TXD 腳和 RXD 腳分別用于發(fā)送和接收數(shù)據(jù)。方式 1 收發(fā)一幀數(shù)據(jù)為 10 位， 1 個起始位 （ 0） ， 8 個數(shù)據(jù)位 ，1 個 停止位（ 1），先發(fā)送或接收低位。 MAX232 簡介 TI 公司的 MAX232 [9 正常工作下的電壓為 3 到 伏 ， 自帶了靜電保護功能 ，能與 5V 邏輯輸入兼容， 9~3 認(rèn)為 0， +3~+9 認(rèn)為 1，含 2 路接收、 2 路發(fā)送串行通信接口 。 MAX232 的功能是將單片機的 TTL 電平和串口電平進行互轉(zhuǎn)，方便STC90C516RD+與 GTM900C 的通信。 在本設(shè)計中采用的是 MAX232 的 16pinDIP 封裝，其中 16 腳 接 地， 15 腳接電源 VCC， 11， 12， 13， 14 腳為第一組 接收發(fā)送端口，7， 8， 9,10 腳為第二組接收發(fā)送端。 MAX232 芯片引腳 1 C1+和 2 C1， 4 腳 C2+和 5腳 C2， 2 腳 V+和 6 腳 V， 15 腳 VCC 和 16 腳 GND，這些 四對 腳 之間接 104 的電解11 電容。這個轉(zhuǎn)換電路接線簡單，使用單電源就可以使其正常工作， 這個電路耗電量少 ，價格 便宜 。 MAX232 與 STC90C516RD+相連如圖 24 所示。 P 1. 01P 1. 12P 1. 23P 1. 34P 1. 45P 1. 56P 1. 67P 1. 78R S T / V P D9P 3. 0/ R xD10P 3. 1/ T xD11P 3. 2/ I N T 012P 3. 3/ I N T 113P 3. 4/ T 014P 3. 5/ T 115P 3. 6/ W R16P 3. 7/ R D17X T A L 218X T A L 119GND20P 2. 021P 2. 122P 2. 223P 2. 324P 2. 425P 2. 526P 2. 627P 2. 728P S E N29A L E / P R O G30E A / V p p31P 0. 732P 0. 633P 0. 534P 0. 435P 0. 336P 0. 237P 0. 138P 0. 039V C C40U2S T C 9 0 C 51 6 R D +162738495C 1 +1C 1 3C 2 +4C 2 5T 1 I N11R 1 O U T12T 2 I N10R 2 O U T9V+2V6GND15T 1 O U T14R 1 I N13T 2 O U T7R 2 I N8VCC16U3M A X 2 3 2R11 0KK1+C41 0u FV C CV C C1 041 041 041 041 043 3P3 3P1 1. 05 9 2 M H Z 圖 24STC90C516RD+電平 變 換 示意圖 溫濕度采集模塊 本設(shè)計采集的 數(shù)據(jù) 是 環(huán)境 中的溫度和濕度， 所用的傳感器為 復(fù)合式的溫濕度傳感器 DTH11[10]，其產(chǎn)品特性如 表 23。溫度和濕度都是 隨時間變化 模擬 的數(shù)據(jù) ，普通的檢測方法是采集了這些數(shù)據(jù)之后在單片機端進行 AD 轉(zhuǎn)換，以顯示數(shù)字量，用 DTH11則可以更加的方便，它 的 輸出為數(shù)字信號，可以由外部 CPU 以總線的方式 直接讀取。DTH11 特殊的構(gòu)造，使其具備可靠和穩(wěn)定的良好性能 。 傳感器內(nèi)部集成了感濕 材料和電極 ，其原理是當(dāng)濕度變化是， 電極之間就 會出現(xiàn)阻值的變化 根據(jù)阻值變化 算出相應(yīng)的濕度變化。 同時 ， DTH11 內(nèi)部含有 NTC 元件 ，用于測量溫度，當(dāng)溫度升高，電阻值變小 ，根據(jù)電阻值的變化再加上相應(yīng)的算法就可以知道溫度的變化 。 DTH11 通過data 數(shù)據(jù)端和 8 位 MCU 相連。 12 表 23 DTH11 產(chǎn)品特性 DHT11 采用 較為簡單 的 單條 總線 與性能 優(yōu)良 的 MCU 進行 通信 [11] [12]。 所謂的 單總線即利用 一條線就可以完成 不同 設(shè)備間數(shù)據(jù)交換的 一種簡單的 通訊方式。單總線方式內(nèi) 部 采用特殊的結(jié)構(gòu)，以允許其他設(shè)備在該設(shè)備 非忙碌時間段里 利 用該總線 來傳送數(shù)據(jù) 。 為了使該條總線在不發(fā)送數(shù) 據(jù)的時候為高電平 ,通常的做法是，外加接上一個阻值為 的電阻 。 DTH11 和單片機是主 機和 從 機 關(guān)系，只有單片機能夠呼叫 DTH11，而 DTH11 不能夠呼叫單片機，即主機訪問 從機 都 一定要 嚴(yán)格 按照 單總線 時序進行 ，如果 不按正常的通訊時序 ， 從機 將不 理會 主機。 DTH11 和單片機 STC90C516RD+的通信需要同步信號才能正常的通訊，同步信號有 DTH11 的數(shù)據(jù)輸出腳 DATA 提供。 DTH11 一次輸出 40 位數(shù)據(jù)，共 5 個字節(jié)，第一個字節(jié)為濕度的整數(shù)數(shù)據(jù)， 接著 第二個字節(jié)為 濕度 的小數(shù)數(shù)據(jù)， 接著 第三個字節(jié)為溫度的整數(shù)數(shù)據(jù)， 接著 第四個字節(jié)為溫度的小數(shù)數(shù)據(jù)， 最后 一個 字節(jié)為校驗位，其中溫濕度的小數(shù)部分為 0，我們在寫程序 中 讀寫 DTH11 過程中不使用。 LC