【文章內(nèi)容簡介】 SCK（在系統(tǒng)編程用） P2 口： P2 口是一個(gè)具有內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， P2 輸出緩沖器能驅(qū)動(dòng) 4 個(gè) TTL 邏輯電平。對(duì) P2 端口寫 “1” 時(shí)，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此時(shí)可以作為輸入口使用。作為輸入使用時(shí)，被外部拉低的引腳由于內(nèi)部電阻的原因，將輸出電流（ IIL）。 在訪問外部程序存儲(chǔ)器或用 16 位地址讀取外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（例如執(zhí)行 MOVX @DPTR）時(shí)， P2 口送出高八位地址。在這種應(yīng)用中， P2 口使用很強(qiáng)的內(nèi)部上拉發(fā)送 1。在使 用 8 位地址（如 MOVX @RI）訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)， P2 口輸出 P2 鎖存器的內(nèi)容。 在 flash 編程和校驗(yàn)時(shí)， P2 口也接收高 8 位地址字節(jié)和一些控制信號(hào)。 P3 口： P3 口是一個(gè)具有內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， p2 輸出緩沖器能驅(qū)動(dòng) 4 個(gè) TTL 邏輯電平。對(duì) P3 端口寫 “1” 時(shí)，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此時(shí)可以作為輸入口使用。作為輸入使用時(shí)，被外部拉低的引腳由于內(nèi)部電阻的原因，將輸出電流（ IIL）。 P3 口亦作為 AT89S52 特殊功能（第二功能）使用，如下表所示。 17 在 flash 編程和校驗(yàn)時(shí)， P3 口也接收一些控制信號(hào)。 表 3— 2 P3 口的第二功能 引腳號(hào) 第二功能 RXD（串行輸入） TXD（串行輸出） INT0(外部中斷 0) INT0(外部中斷 0) T0（定時(shí)器 0 外部輸入） T1（定時(shí)器 1 外部輸入） WR(外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫選通 ) RD(外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫選通 ) 18 AT89S52 的管腳排列如下圖 圖 3— 1 AT89S52 管腳排列 ECU系統(tǒng)部分 鑒于 AT89S52 的各種優(yōu)良特點(diǎn)，本設(shè)計(jì)采用 AT89S52 單片機(jī)最小系統(tǒng)構(gòu)成電子控制單元（ EDU），系統(tǒng)電路圖如圖 2— 2 所示 19 3— 2單片機(jī)最小系統(tǒng)圖 20 無線 GSM 通信模塊 設(shè)計(jì) 目前市場(chǎng)上可供選擇的 GSM 模塊較多，經(jīng)過對(duì)模塊的綜合性能比較，本系統(tǒng)選用了西門子公司生產(chǎn)的 TC35i無線通信模塊。該模塊由 GSM 基帶處理器、 GSM 射頻模塊、供電模塊（專用集成電路）、閃存、 ZIF 連接器、天線接口等 6部分組成，可以快速安全可靠地實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)、語音傳輸、短消息服務(wù)和傳真，作為中介，它將報(bào)警信息送入 GSM 網(wǎng)絡(luò)。 TC35i 總體描述 TC35i 新版西門子工業(yè) GSM 模塊是一個(gè)支持中文短信息的工業(yè)級(jí) GSM模塊 ,工作在 EGSM900 和 GSM1800 雙頻段 ,電源范圍為直流 ～ ,電流消耗 —— 休眠狀態(tài)為 ，空閑狀態(tài)為 25mA，發(fā)射狀態(tài)為 300mA(平均 )， 峰值；可傳 輸語音和數(shù)據(jù)信號(hào) , 功耗在 EGSM900(4 類 )和GSM1800(1 類 )分別為 2W 和 1W ,通過接口連接器和天線連接器分別連接SIM 卡讀卡器和天線。 SIM 電壓為 3V/， TC35i 的數(shù)據(jù)接口 (CMOS 電平 )通過 AT命令可雙向傳輸指令和數(shù)據(jù) ,可選波特率為 300b/s～ 115kb/s , 自動(dòng)波特率為 ～ 115kb/s。它支持 Text 和 PDU 格式的 SMS(Short Message Service,短消息 ),可通過 AT 命令或關(guān)斷信號(hào)實(shí)現(xiàn)重啟和故障恢復(fù) 。 作為 TC35i的核心基帶處理器主要處理 GSM終端內(nèi)的語音和數(shù)據(jù)信號(hào)，并涵蓋了蜂窩射頻設(shè)備中的所有模擬和數(shù)字功能。 TC35i 主要特點(diǎn) （ 1）支持雙頻： GSM900/DCS1 800 MHZ； （ 2）符合 ETSI GSM Phase 2/Phase 2+標(biāo)準(zhǔn)； （ 3） Class 4（ 2W@900MHz）、 Class 1（ 1 W @1800MHz）； （ 4）支持語音、短消息、傳真和數(shù)據(jù)傳輸功能 （ 5） SMS 支持 PDU（協(xié)議數(shù)據(jù)單元）格式和 TEXT（文本）格式，符合GSM 標(biāo)準(zhǔn)； 21 （ 6） RS 232 接口界 面（ CMOS 電平）； （ 7） AT 命令控制，完全符合 GSM 、 、 標(biāo)準(zhǔn)，以及擴(kuò)展的 SIEMENS AT 命令； （ 8）接收靈敏度： 105dBm （ 9）可由電源或者電池供電； （ 10）工作電壓： —— 。 （ 11）外形規(guī)格： *36mm*. TC35i 的工作 原理圖 圖 3— 3 TC35 GSM 模塊工作原理圖 TC35i 的硬件 設(shè)計(jì) TC35i 模塊 [1]有 40 個(gè)引腳，通過一個(gè) ZIF(Zero Insertion Force，零阻力插座 )連接器引出。這 40 個(gè)引腳可以劃分為 5類，即電源、數(shù)據(jù)輸入 /輸出、 SIM 卡、音頻接口和控制。 22 TC35i 的第 1～ 5 引腳是正電源輸入腳通常推薦值 ，第 6～ 10 引腳是電源地。 1 12 為充電引腳，可以外接鋰電池， 13 為對(duì)外輸出電壓 (共外電路使用 )， 14 為 ACCUTEMP 接負(fù)溫度系數(shù)的熱敏電阻，用于鋰電池充電保護(hù)控制。 15 腳是啟動(dòng)腳 IGT，系統(tǒng)加電后為使 TC35i 進(jìn)入工作狀態(tài) ,必須給 IGT加一個(gè)大于 100ms 的低脈沖 ,電平下降持續(xù)時(shí)間不可超過 1ms。 16～ 23 為數(shù)據(jù)輸入 /輸出，分別為 DSR0、 RING0、 RxD0、 TxD0、 CTS0、RTS0、 DTR0 和 DCD0。 tc35i 模塊的數(shù)據(jù)輸入 /輸出接口實(shí)際上是一個(gè)串行異步收發(fā)器，符合 ITUT RS232 接口標(biāo)準(zhǔn)。它有固定的參數(shù)： 8位數(shù)據(jù)位和 1位停止位，無校驗(yàn)位，波特率在 300bps~115kbps 之間可選，默認(rèn) 9600。硬件握手信號(hào)用 RTS0/CTS0，軟件流量控制用 XON/XOFF， CMOS 電平，支持標(biāo)準(zhǔn)的 AT 命令集。 其中 18 腳 RXD、 19腳 TXD 為 TTL 的串口通訊腳，需要和單片機(jī)或者PC 通訊。 TC35i 使用外接式 SIM 卡 , 24～ 29為 SIM 卡引腳， SIM 卡同 TC35i是這樣連接的 :SIM 上的 CCRST、 CCIO、 CCCL、 CCVCC 和 CCGND 通過 SIM 卡閱讀器與 TC35i 的同名端直接相連， ZIF連接座的 CCIN 引腳用來檢測(cè) SIM卡是否插好，如果連接正確，則 CCIN 引腳輸出高電平，否則為低電平。 TC35i 的第 32 腳 SYNC 引腳有兩種工作模式，一種是指示發(fā)射狀態(tài)時(shí)的功率增長情況，另一種是指示 TC35i 的工作狀態(tài)，可用 AT 命令A(yù)T+SYNC 進(jìn)行切換，本模塊使用的是后一種。當(dāng) LED 熄滅時(shí) ,表明 TC35i處于關(guān)閉或睡眠狀態(tài)；當(dāng) LED 為 600 ms 亮 /600ms 熄時(shí)，表明 SIM 卡沒有插入或 TC35i 正在進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)登錄；當(dāng) LED 為 75 ms 亮 /3s 熄時(shí)，表明 TC35i已登錄進(jìn)網(wǎng)絡(luò)，處于待機(jī)狀態(tài)。 3 32腳為控制腳，其中 30為 RTC backup， 31 為 Power down，32 為 SYNC。 35～ 38 為語音接口， 3 36 接揚(yáng)聲器放音。 3 38可以直接接駐極體話筒來采集聲音（ 37 是話筒正端， 39 是話筒負(fù)端） 23 模塊的供電電壓如果低于 會(huì)自動(dòng)關(guān)機(jī)。同時(shí)模塊在在發(fā)射時(shí)，電流峰值可高達(dá) 2A。同時(shí)在此電流峰值時(shí)，電源電壓（送入模塊的電壓）下降值不能超過 。所以該模塊對(duì)電源的要求較高，電源的內(nèi)阻 +FFC聯(lián)接線的電阻必需小于 200mΩ。 單片機(jī)通過兩根 I/O 口控制 TC35 的開關(guān)機(jī)、復(fù)位等，通過串口與 TC35 進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，通信速率為 9600Kbps，采用 8位異步通訊方式，1位起始位， 8位數(shù)據(jù)位， 1 位停止位。 TC35 模塊輸入輸出的 TTL 正電平邏輯不是 +5V，而是 +，因此必要時(shí)加端口保護(hù)。 短消息服務(wù)的通信接口建立 由于 TC35通信 模塊支持 GSM07. 05所定義的 AT命令集的指令 ,因此 ,單片機(jī) AT89S52 能十分方便地通過串口 ,使用 AT指令與 TC35通信模塊連接并實(shí)現(xiàn)報(bào)警信息的傳輸。 單片機(jī) AT89S52 發(fā)出的 AT指令用來建立通信鏈路。 AT命令集的指令格式幀都以 AT開頭 ,選擇 PDU(協(xié)議數(shù)據(jù)單元 )模式 ,用十六進(jìn)制格式編碼 ,存儲(chǔ)在 E2 PROM中 。 TC35通信模塊收到短信后將自動(dòng)反饋給單片機(jī) ,使其停止發(fā)送 ,避免多次發(fā)送。這樣就方便、快捷地實(shí)現(xiàn)了基于短消息的收發(fā)、查詢和管理。 24 短消息的發(fā)送和接收 報(bào) 警短消息的發(fā)送和接收是利用現(xiàn)有 GSM網(wǎng)絡(luò)的短消息服務(wù)中心資源實(shí)現(xiàn)的，如圖 3— 4所示 圖 3— 4 系統(tǒng)報(bào)警短消息的發(fā)送和接收 通信模塊 移動(dòng)基站 基站控制器 車主手機(jī) 移動(dòng)基站 基站控制器 移動(dòng)交換中心 訪問寄存器 歸屬寄存器 短消息中心 25 短消息檢測(cè)與控制電路部分 本系統(tǒng)最終選定西門子 TC 35i作為無線通信模塊，其外圍電路圖短消息檢測(cè)與控制電路如圖 3— 3 所示 圖 3— 5 短消息檢測(cè)與控制電路 26 振動(dòng)傳感器 ZD25 振動(dòng)傳感器 是一種目前廣泛應(yīng)用的報(bào)警檢測(cè)傳感器，它內(nèi)部用壓電陶瓷片加彈簧重錘結(jié)構(gòu)檢測(cè)振動(dòng)信號(hào)，并通過 LM358 等運(yùn)放放大并輸出控制信號(hào)。具有成本低、靈敏度高、工作穩(wěn)定可靠，振動(dòng)檢測(cè)可調(diào)節(jié)范圍大的優(yōu)點(diǎn)，被大量應(yīng)用到汽、摩托車車防盜系統(tǒng)上，目前 80％的車輛報(bào)警器都用這類傳感器。同樣，本系統(tǒng)也是采用振動(dòng)傳感器作為檢測(cè)信號(hào)的器件，選擇用振動(dòng)傳感器 ZD25。 [2] 振動(dòng)傳感器 ZD25 工作原理 振動(dòng)傳感器的工作原理，將傳感器緊接觸在被測(cè)的振動(dòng)體上，當(dāng)振動(dòng)體在傳感器敏感的測(cè)量方向上振動(dòng)時(shí)，傳感器的敏感元件產(chǎn)生 相應(yīng)的強(qiáng)制振動(dòng)。振動(dòng)產(chǎn)生的振動(dòng)信號(hào)使磁敏元件產(chǎn)生電阻變化，導(dǎo)致輸出電壓產(chǎn)生相應(yīng)的變化。并經(jīng)電路處理放大， 最后輸出與振動(dòng)運(yùn)動(dòng)相似的（頻率和幅度大小）電壓變化的波形信號(hào)。如 圖 4— 圖 4— 2 所示 [10] 圖 3— 6 無振動(dòng) 時(shí)的波形圖 圖 3— 7 有振動(dòng)時(shí)的波形圖 27 振動(dòng)信號(hào)的輸出特征是與振動(dòng)的幅度頻率相似，輸出電壓波形頻率同振動(dòng)頻率，電壓幅值大小與振動(dòng)位移幅值呈正比。 傳感器的工作電壓為 12V，輸出信號(hào)穩(wěn)定性，抗雜波干擾。在單電源工作下，無振動(dòng)時(shí)，輸出為 DC4V 左右直流信號(hào)，有振動(dòng)時(shí)，輸出為疊 加在 DC4V 上的交變電壓信號(hào)。 振動(dòng)傳感器 ZD25 電路原理圖 圖 3— 8 振動(dòng)傳感器電路原理圖 振動(dòng)傳感器 ZD25 的 主要性能指標(biāo) 表 3— 3 ZD25 的主要性能指標(biāo)表 工作電壓 頻率范圍 符號(hào) 輸出信號(hào) 振動(dòng)方向 靈敏度 輸出電壓幅度 DC12V ~ 40HZ S 疊加在直流上的交流信號(hào) 與傳感器軸向平行 靈敏度可 調(diào) 無振動(dòng) 近似 DC4V 20 ~ 320HZ M 有振動(dòng) 最小 ≥50mV 160 ~ 3KHZ G 最大 ≥ 5V 28 振動(dòng)傳感器 ZD25 的主要工作參數(shù) 表 3— 4 ZD25 的主要性能參數(shù)表 項(xiàng)目 符號(hào) 單位 Min Typ Max 差動(dòng)壓力范圍 Pop Kpa 0 —— 10 工作電壓 Vs V —— 10 16 滿量程電壓 VFSS mV 24 25 26 零位輸出 Voff mV —— 靈敏度 △ V/△ P mV/kPa —— —— 線性度 —— ％ —— 壓力滯后 —— ％ —— 1