【正文】 其中，初始化的工作包括設(shè)置串口速率、無線網(wǎng)絡(luò)登陸以及設(shè)置短信模式為PDU。PDU編碼包括按PDU的編碼規(guī)則產(chǎn)生PDU串。 單片機與TC35I的軟件接口其實就是單片機通過AT指令控制手機的控制技術(shù)。 單片機與TC35模塊通過串口建立連接需要注意以下6點。所有AT指令的指令符號、常數(shù)、PDU數(shù)據(jù)等都是以ASCII編碼形式傳送，比如?A?的ASCII編碼為41H，?T?的ASCII編碼為54H，數(shù)字?0?的 ASCII編碼為30H等。 要傳送透明數(shù)據(jù)，必須把TC35I模塊的工作模式設(shè)置為PDU模式，即通過指令A(yù)T+CMGF=0完成。 單片機向TC35模塊發(fā)送每一條指令后，必須以回車符作為該條指令的結(jié)束，回車的ASCII編碼為0DH，例如單片機向手機發(fā)送?AT+CMGF=0? 這條指令，其ASCII編碼序列為?41H、54H、2BH、43H、4DH、47H、46H、3DH、30H、0DH?，最后一個字節(jié)0DH就是回車符，表示該條指令結(jié)束，如果沒有這個回車符，手機將不識別這條指令。 當(dāng)TC35模塊接收到一條完整的AT指令后，TC35模塊并不立即執(zhí)行這條指令，而是①先把剛才接收到的AT指令的ASCII編碼序列全部反發(fā)送出來（含0DH）；②其次發(fā)送一個回車符和換行符的ASCII編碼，即0DH和0AH；③執(zhí)行該條指令。 單片機讀取TC35模塊的PDU數(shù)據(jù)時，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碼表示的16進(jìn)制數(shù)。這樣，1個字節(jié)的16進(jìn)制數(shù)就變成2個字節(jié)的ASCII碼。但是，PDU數(shù)據(jù)包中的數(shù)據(jù)字節(jié)長度部分仍然是實際字節(jié)長度，而不是變成ASCII碼的字節(jié)長度，這在編程時應(yīng)特別注意，否則，接收的數(shù)據(jù)就不完整。單片機接收到PDU數(shù)據(jù)包數(shù)據(jù)后，必須將其恢復(fù)成16進(jìn)制數(shù)據(jù)。 TC35模塊向單片機應(yīng)答PDU數(shù)據(jù)包的字節(jié)數(shù)時不包括前9個字節(jié)數(shù)據(jù) (短信服務(wù)中心地址)，但向單片機傳送PDU數(shù)據(jù)包時，包括這9 個字節(jié)的數(shù)據(jù)。 接收短信識別控制子程序設(shè)計根據(jù)程序設(shè)計需求，只需提取被叫號碼和用戶數(shù)據(jù)。被叫號碼用來確認(rèn)是否主機號，當(dāng)不是主機號時不進(jìn)行下一步操作。清空緩存，繼續(xù)監(jiān)控。確認(rèn)后，根據(jù)用戶短消息內(nèi)容不同，做相應(yīng)設(shè)置。如下圖圖41 短信接收識別控制子程序流程圖發(fā)短信報警時采用的是TEXT模式，程序中預(yù)先定義好短信內(nèi)容的TEXT串，以實現(xiàn)短信的發(fā)送；而在接收短信時，要求有效短信內(nèi)容僅為數(shù)字和字母，因此采用的是TEXT模式，這樣避免了復(fù)雜的漢字編碼和PDU編碼的轉(zhuǎn)換問題。收發(fā)短信的處理是通過AT命令來實現(xiàn)的。軟件設(shè)計的另一重點是保證數(shù)據(jù)的安全性和可靠性。在安全性方面，采用DES或3DES算法，對數(shù)據(jù)的合法性進(jìn)行鑒權(quán)和認(rèn)證。認(rèn)證采用雙向鑒權(quán)，服務(wù)器端對遠(yuǎn)程監(jiān)控單元發(fā)送數(shù)據(jù)的有效性進(jìn)行鑒別，自動過濾掉錯誤信息；遠(yuǎn)程監(jiān)控通信單元對服務(wù)器下達(dá)的控制命令的合法性進(jìn)行認(rèn)證，去偽存真。在數(shù)據(jù)可靠性方面，增加校驗位和糾錯位，對數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼后傳輸，可以進(jìn)一步增加復(fù)雜環(huán)境下數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃浴?串行口的編程及串口中斷服務(wù)程序流程 串行口的編程單片機與TC35模塊的通信方式屬于異步通信。在異步通信中，數(shù)據(jù)通常是以字符為單位組成字符幀傳送的。字符幀由發(fā)送端一幀一幀地發(fā)送，每一幀數(shù)據(jù)均是低位在前，高位在后，通過傳輸線被接收端一幀一幀地接收。發(fā)送端和接收端可以由各自獨立的時鐘來控制數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收，這兩個時鐘彼此獨立，互不同步。在異步通信中，接收端是依靠字符幀格式來判斷發(fā)送端是何時開始發(fā)送，何時結(jié)束發(fā)送的。字符幀格式是異步通信的一個重要指標(biāo)。字符幀（Character Frame）字符幀也叫數(shù)據(jù)幀，由起始位、數(shù)據(jù)位、奇偶校驗位和停止位等4部分組成，？波特率（baud rate）異步通信的另一個重要指標(biāo)為波特率。波特率為每秒鐘傳送二進(jìn)制數(shù)碼的位數(shù)，也叫比特數(shù)，單位為b/s，即位/秒。波特率用于表征數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俣龋ㄌ芈试礁?，?shù)據(jù)傳輸速度越快。但波特率和字符的實際傳輸速率不同，字符的實際傳輸速率是每秒內(nèi)所傳字符幀的幀數(shù)，和字符幀格式有關(guān)。串行通訊口的主要寄存器設(shè)置及串口工作方式如下。數(shù)據(jù)緩沖器SBUF發(fā)送SBUF和接收SBUF共用一個地址99H 。 1）發(fā)送SBUF存放待發(fā)送的8位數(shù)據(jù)，寫入SBUF將同時啟動發(fā)送。 發(fā)送指令：MOV SBUF，A2）接收SBUF存放已接收成功的8位數(shù)據(jù)，供CPU讀取。 讀取串行口接收數(shù)據(jù)指令：MOV A，SBUF串行口控制/狀態(tài)寄存器SCON(98H)SM0，SM1：選擇串行口4種工作方式。SM2：多機控制位，用于多機通訊。REN：允許接收控制位，REN=1，允許接收；REN=0，禁止接收。TB8發(fā)送的第9位數(shù)據(jù)位，可用作校驗位和地址/數(shù)據(jù)標(biāo)識位RB8：接收的第9位數(shù)據(jù)位或停止位TI：發(fā)送中斷標(biāo)志，發(fā)送一幀結(jié)束，TI=1，必須軟件清零RI：接收中斷標(biāo)志，接收一幀結(jié)束，RI=1，必須軟件清零節(jié)電控制寄存器PCONSMOD()：波特率加倍控制位。SMOD=1，波特率加倍， SMOD=0，則不加倍。串行接口通過SM0，SM1選擇四種工作方式。1) 方式0：同步移位寄存器方式。用于擴展并行I/O接口。(1) 一幀8位，無起始位和停止位。(2) RXD：數(shù)據(jù)輸入/輸出端。TXD：同步脈沖輸出端，每個脈沖對應(yīng)一個數(shù)據(jù)位。(3) 波特率B = fosc/12 如： fosc=12MHz， B=1MHz，每位數(shù)據(jù)占1ms。(4)發(fā)送過程：寫入SBUF，啟動發(fā)送，一幀發(fā)送結(jié)束，TI=1。接收過程：REN=1且RI=0，啟動接收，一幀接收完畢，RI=1。2) 方式1：8位數(shù)據(jù)異步通訊方式。(1) 一幀10位：8位數(shù)據(jù)位，1個起始位(0)，1個停止位(1)。 (2) RXD：接收數(shù)據(jù)端。 TXD：發(fā)送數(shù)據(jù)端。(3) 波特率：用T1作為波特率發(fā)生器，B=(2SMOD/32)T1溢出率。(4) 發(fā)送：寫入SBUF，同時啟動發(fā)送，一幀發(fā)送結(jié)束，TI=1。接收：REN=1，允許接收。接收完一幀，若RI=0且停止位為1 (或SM2=0)，將接收數(shù)據(jù)裝入SBUF，停止位裝入RB8，并使RI=1；否則丟棄接收數(shù)據(jù)，不置位RI。3) 方式2和方式3：9位數(shù)據(jù)異步通訊方式。(1).一幀為11位：9位數(shù)據(jù)位，1個起始位(0)，1個停止位(1)。 第9位數(shù)據(jù)位在TB8/RB8中，常用作校驗位和多機通訊標(biāo)識位。(2) RXD：接收數(shù)據(jù)端，TXD：發(fā)送數(shù)據(jù)端。(3) 波特率： 方式2：B=(2SMOD/64)fosc 。 方式3：B=(2SMOD/32)T1溢出率 。發(fā)送：先裝入TB8，寫入SBUF并啟動發(fā)送，發(fā)送結(jié)束，TI=1。接收：REN=1，允許接收。接收完一幀，若RI=0且第9位為1 (或SM2=0)，將接收數(shù)據(jù)裝入接收SBUF，第9位裝入RB8，使RI=1；否則丟棄接收數(shù)據(jù)，不置位RI。本設(shè)計根據(jù)TC35的數(shù)據(jù)傳輸特性，將串口設(shè)置成工作方式1，8位數(shù)據(jù)位， 1個停止位。波特率設(shè)為9600。 串口中斷服務(wù)程序流程串口中斷服務(wù)程序用于對系統(tǒng)接收到的短信信息進(jìn)行處理，從而對系統(tǒng)的工作狀態(tài)進(jìn)行設(shè)置。當(dāng)TC35接收到短信信息后，通過MAX232進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換成TTL電平后送到單片機的串行口，從而觸發(fā)串行口接收中斷，在串行口中斷服務(wù)程序中，系統(tǒng)將調(diào)用短信接收識別控制子程序?qū)邮盏降亩绦畔⑦M(jìn)行分析和處理，判斷用戶是要修改管理密碼還是要啟停報警。處理完用戶的管理指令后，中斷程序?qū)⒎祷兀^續(xù)執(zhí)行報警查詢的工作。串行口中斷服務(wù)程序流程圖如下圖所示：進(jìn)入中斷關(guān)中斷調(diào)用短信接收識別控制子程序根據(jù)短信內(nèi)容，設(shè)置系統(tǒng)狀態(tài)開中斷中斷返回圖42 中斷服務(wù)程序流程圖當(dāng)單片機串行口接收到TC35傳輸?shù)臄?shù)據(jù)時，進(jìn)入中斷服務(wù)程序，進(jìn)入中斷后，為了防止執(zhí)行中斷服務(wù)程序過程中再次進(jìn)入中斷，首先關(guān)閉中斷。之后程序?qū)⒄{(diào)用短信接收識別控制子程序，根據(jù)接收到的短信的內(nèi)容設(shè)置系統(tǒng)當(dāng)前的狀態(tài)。之后軟件開中斷后，中斷返回。 系統(tǒng)的主程序設(shè)計用戶管理指令的短信接收主要靠中斷服務(wù)程序中調(diào)用短信接收識別控制子程序來完成，主程序主要完成紅外探測電路報警信號的檢測和判斷，現(xiàn)場報警信號的輸出控制，以及報警信息的發(fā)送等工作，系統(tǒng)主程序流程圖如圖43所示.系統(tǒng)上電，程序開始執(zhí)行， 首先進(jìn)行定義變量、設(shè)置串口工作方式等初始化操作，之后程序進(jìn)入循環(huán)狀態(tài)。在每個循環(huán)周期中，軟件首先判斷紅外探測電路是否檢測到有人活動，如果判斷紅外探測電路沒有檢測到有人入侵則繼續(xù)循環(huán)判斷探測的輸入狀態(tài)。如果判斷紅外探測電路檢測到有人入侵，則軟件繼續(xù)判斷系統(tǒng)當(dāng)前是否處于報警開啟狀態(tài)。這一狀態(tài)由用戶通過發(fā)送管理命令的短信，通過中斷服務(wù)程序來進(jìn)行修改和設(shè)置。如果系統(tǒng)目前處于報警關(guān)閉狀態(tài)，則系統(tǒng)不報警，軟件返回繼續(xù)判斷探測輸入狀態(tài)和報警啟停狀態(tài)。如果系統(tǒng)處于報警開啟狀態(tài)則，軟件通過控制端口啟動報警電路，發(fā)出聲音報警，嚇跑入侵者。于此同時，軟件調(diào)用報警信息發(fā)送子程序。向用戶手機發(fā)送報警信息。發(fā)送報警信息的流程首先發(fā)送TC35模塊聯(lián)機指令，之后將TC35模塊設(shè)置成信息發(fā)送狀態(tài)。然后發(fā)送ALARM字符信息到用戶手機，發(fā)送結(jié)束后，還要發(fā)送結(jié)束字符串。隨后程序?qū)⒎祷?，重?fù)上述過程，開始下一個循環(huán)周期的執(zhí)行。開始初始化啟動報警電路探測電路有信號輸入TC35 聯(lián)機設(shè)置TC35發(fā)送信息 發(fā)送ALARM信息 發(fā)送結(jié)束 處于報警啟動狀態(tài)YNYN圖43 系統(tǒng)的主程序流程 第五章 系統(tǒng)制作與調(diào)試 硬件制作與調(diào)試PCB板的設(shè)計是電路設(shè)計的最后一個環(huán)節(jié)，也是對原理電路的再設(shè)計。因此PCB板的設(shè)計是理論設(shè)計到實際應(yīng)用一個十分重要的內(nèi)容。印制電路板(PCB)是電子產(chǎn)品中電路元件和器件的支撐件．它提供電路元件和器件之間的電氣連接。PCB設(shè)計的好壞對抗干擾能力影響很大．因此，在進(jìn)行PCB設(shè)計時．必須遵守印制電路板設(shè)計原則和抗干擾措施的一般原則，并應(yīng)符合抗干擾設(shè)計的要求。本次設(shè)計采用Altium公司PROTEL系列設(shè)計完成SCH到PCB的設(shè)計，并且手工完成電路焊接以及整機的裝配。本系統(tǒng)的硬件調(diào)試分為以下階段進(jìn)行調(diào)試： (1)邏輯錯誤調(diào)試樣機硬件的邏輯錯誤是由于設(shè)計錯誤和加工過程中的工藝性錯誤所造成的。這類錯誤包括：錯線、開路、短路等幾種，其中短路是最常見的故障。(2)器件調(diào)試元器件失效的原因有兩個方面：一是器件本身已損壞或性能不符合要求；二是由于組裝錯誤造成的元器件失效，如電解電容、二極管的極性錯誤，集成塊安裝方向錯誤等。 (3)可靠性調(diào)試引起系統(tǒng)不可靠的因素很多，如金屬化孔、接插件接觸不良會造成系統(tǒng)時好時壞；內(nèi)部和外部的干擾、電源紋波系數(shù)過大、器件負(fù)載過大等造成邏輯電平不穩(wěn)定；另外，走線和布局的不合理等也會引起系統(tǒng)可靠性差。 (4)電源故障若樣機中存在電源故障，則加電后將造成器件損壞。電源的故障包括：電壓值不符合設(shè)計要求，電源引出線和插座不對應(yīng)，電源功率不足、負(fù)載能力差。在本次調(diào)試在調(diào)試樣機加電之前，先用萬用表和示波器,根據(jù)硬件電氣原理圖和裝配圖仔細(xì)檢查樣機線路的正確性，并核對元器件的型號、規(guī)格和安裝是否符合要求。還特別注意電源的走線，防止電源之間的短路和極性錯誤，并重點檢查擴展系統(tǒng)總線是否存在相互間的短路；或其它信號線的短路，由于本設(shè)計的印刷電路板布線密度較高，出現(xiàn)了兩處因工藝原因造成短路，短路點用刻刀斷開。對于樣機所用的電源事先做了單獨調(diào)試，調(diào)試好后，檢查其電壓值、負(fù)載能力、極性等均符合要求，然后加到系統(tǒng)的各個部件上。在不插片子的情況下，加電檢查各插件上引腳的電位，仔細(xì)測量各地點電位是否正常，還特別注意單片機插座上的各點電位是否正常，防止了聯(lián)機時會損壞仿真器。軟件調(diào)試與所選用的軟件結(jié)構(gòu)和程序設(shè)計技術(shù)有關(guān)。本系統(tǒng)采用模塊程序設(shè)計技術(shù)，逐個模塊調(diào)好以后，再進(jìn)行系統(tǒng)程序總調(diào)試。由于采用了實時多任務(wù)操作系統(tǒng)，采用是逐個任務(wù)進(jìn)行調(diào)試，下面進(jìn)一步予以說明。在調(diào)試第一個任務(wù)時，同時也調(diào)試相關(guān)的子程序、中斷服務(wù)程序和操作系統(tǒng)的程序。等逐個任務(wù)調(diào)試好以后，再使各個任務(wù)同時運行，在本次調(diào)試中操作系統(tǒng)中沒有錯誤，在單步和斷點調(diào)試后，進(jìn)行了連續(xù)調(diào)試，因為單步運行只能驗證程序的正確與否，而不能確定定時精度、CPU的實時響應(yīng)等問題。等全部完成后，反復(fù)運行多次，除了觀察穩(wěn)定性之外，還觀察了用戶系統(tǒng)的操作是否符合設(shè)計要求的操等，部分程序作了適當(dāng)修正后系統(tǒng)能夠正常運行　監(jiān)控軟件在平時不斷檢測各報警點的信號，當(dāng)有異常情況時，系統(tǒng)通過TC35模塊自動發(fā)出報警信息 ，在TC35初始化之前要用定時器延時約5s，等待TC35自檢完畢，然后檢查SIM卡，如果檢查到無SIM卡，系統(tǒng)就會調(diào)用提示出錯程序；有SIM卡則繼續(xù)檢查移動運營商，之后再對TC35進(jìn)行初始化，主要是用AT命令初始化發(fā)送方式、設(shè)置短信中心號碼和登錄網(wǎng)絡(luò)的測試。特別需要注意的是：不能給SIM卡設(shè)置開機密碼，否則不能正常登錄到GSM網(wǎng)絡(luò)，還有在收到短消息命令后必須先判斷是否是手機預(yù)設(shè)號碼，如果是就處理，否則刪除。TC35采用AT命令，單片機可以通過正確的AT指令對TC35進(jìn)行初始化和短消息的接收與發(fā)送。對短消息的控制有三種模式：Block模式、PDU模式和Text模式。使用Block模式需要手機生產(chǎn)廠家提供驅(qū)動支持，目前已被PDU模式所取代；Text模式比較簡單，可以實現(xiàn)數(shù)字和字符的直接收發(fā)，但Text模式不支持中文；PDU模式是將GB2312的中文編碼轉(zhuǎn)換為Unicode編碼，容易實現(xiàn)中文編解碼。本設(shè)計主要傳送中文信息，本系統(tǒng)為了編程方便，使用PDU模式完成短消息的發(fā)送。調(diào)試步驟： 華為EM310 GSM模塊開發(fā)套件連接（1） 將SIM卡放入SIM卡槽內(nèi)（2） 將開發(fā)板通過串口連到PC機上（3） 將開發(fā)板連接電源 啟動GPRS測試工具軟件，并在界面上找到正確串口初始界面如下圖所示： 初始串口測試軟件界面