【正文】 ADC0804 逐次比較型 單片 集成 A/D 轉(zhuǎn)換器 [19]。其真值 表如表 35 所示 。 123456781 61 51 41 31 21 11 090213Y 路 的 輸 出 輸 入Y 路 的 0 、 2 通道 輸 入 輸 出I N HV E EV S SBA3012V D DY 路 的 1 、 3 通道 輸 入 輸 出X 路 的 1 、 2 通道 輸 入 輸 出X 路 的 0 、 3 通道 輸 入 輸 出X 路 的 輸 出 輸 入 圖 311 CD4052 引腳圖 CD4052 芯片 引腳功能介紹如表 34 所示 。然后對(duì) 數(shù)字信號(hào) 進(jìn)行 處理 。 1234561312111098714+ Y Y+ X X Z底部+ Z頂部 圖 39 X、 Y、 Z 這三個(gè)軸對(duì)應(yīng)的方向關(guān)系 (4)在不同的狀態(tài)下的理論輸出電壓值如圖 310 所示。 7)Xout： X 軸輸出 輸出值為電壓值，當(dāng)芯片水平放置時(shí)，輸出典型值為 ，在量程為 時(shí)， 沿 X 軸順時(shí)針或逆時(shí)針旋轉(zhuǎn) 90 度，輸出電壓增加或減少 ，電壓值變化與角度 sin 值成正比。 5)Self Test(ST)：自檢測(cè)功能 可以驗(yàn)證 0g 檢測(cè)功能，也可檢測(cè)三軸輸出是否正常。引腳懸空默認(rèn)靈敏度為 。 gSelect： 1 177。 因此， 模塊 供給電壓可以外接 也可以用 5V，二者選一個(gè)便可 。因?yàn)?傳感器的加速度分量與其電壓成正比，且 選取 的精度是 800mv/g，因此傾角 800arcsin V?? 。設(shè) X 軸 的方向和重力 加速度 的 如 圖 38 所示。 圖 36 加速度 傳感器模塊實(shí)物圖 正 反面 哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 16 1234561 31 21 11 09871 4N / CN / CN / CN / CN / CXO U TYO U TZO U TVS SVD DS l e e p0 g D e t e c tg S e l e s tS e l f T e s t 圖 37 MMA7361 芯片 引腳圖 MMA7361 三軸加速度傳感器實(shí) 現(xiàn)角度測(cè)試，其核心算法是建立輸出電壓和角度之間的函數(shù)映射關(guān)系。 在正常工作狀態(tài)， sleep 引腳需要置為高電平。 (1)本課題采用了高精度三軸加速度傳感器 MMA7361 作為角度檢測(cè)模塊，該 加速度有 或 6g 兩種量程 可供選擇， 不同 的量程 精度 不同， 的 量程下，精度為 800mv/g， 6g 量程 下，精度為 200mv/g。 傳感器 模塊 設(shè)計(jì) 本系統(tǒng)利用加速度傳感器 通過 檢測(cè)輸出模擬電壓的 大小判斷是否車發(fā)生了前后 左右的 移動(dòng)和 傾斜 ， HCSR501 人體紅外傳感器檢測(cè)是否有人進(jìn)入車內(nèi)，振動(dòng)傳感器檢測(cè)是否車被打砸了。 SMOD=1 串行方式 3 時(shí) ，波特率加倍。 3)GF0、 GF1— 兩個(gè) 通用工作標(biāo)志位， 設(shè)計(jì) 人員 可以 自由 使用。 表 33 電源控制寄存器 PCON 的格式 PCON D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 位 名稱 SMOD GF1 GF0 PD IDL (1)PCON 寄存器 各位功能介紹 ： 1)IDL— 空閑 模式設(shè)定位 IDL=0 單片機(jī) 處于正常工作狀態(tài) 哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 15 IDL=1 單片機(jī)進(jìn)入 空閑 (Idle)模式 ， 除了 CPU 不工作 外，其余 仍 繼續(xù) 工作，在空閑模式下可由 任 一個(gè)中斷或硬件復(fù)位喚醒。 VBAT1VBAT2VBAT3VBAT4VBAT5VBAT6VBAT7VBAT8GND9GND10GND11GND12GND13GND14VRTC15SIM_PRESENCE16VDD_EXT17DISP_DATA18SIM_VDD19DASP_CLK20SIM_DATA21DASP_CS22SIM_CLK23DISP_D/C24SIM_RST25DISP_RST26KBC027KBC129KBC231KBC333KBC435KBR037KBR139KBR241KBR343KBR445DCD/GPIO028Network/GPIO130GPIO532PWRKEY34Buzzer/GPIO836DTR38SIM300_RXD40SIM300_TXD42RTS44CTS46DBG_RXD47RI48DBG_TXD49AGND50AGND51ADC052MICIP53MICIN55MIC2P57MIC2N59SPK1P54SPK1N56SPK2P58SPK2N60U2SIM300VCC 4V VCC 4VGND1VPP2I/O3CLK4RST5VCC6U4SIM_CARD10KR522 R622 R722 R8C6D275R9Q1390447KR10R11BUZZERD41N4148SIM300RXDSIM300TXD 圖 35 GSM 通信模塊電路 本 系統(tǒng)中 單片機(jī) 和 GSM 模塊 采用 的是串行通信方式 1，為了 減少串口通信時(shí)候的誤差，我們選用 的 晶振， 由于 串口通信的時(shí)候 會(huì) 對(duì)系統(tǒng) 產(chǎn)生干擾， 為了減 小 干擾 ，我們 設(shè)置定時(shí)器的初值，將波特率設(shè)置為 1200HZ。同時(shí)用戶可以撥打報(bào)警器的電話，使單片機(jī)進(jìn)入掉電模式，此時(shí)只有外部中斷和硬件復(fù)位的可以喚醒報(bào)警器，使其繼續(xù)工作。 Buzzer 蜂鳴器輸出 KBR0~KBR4 DTR 數(shù)據(jù)終端就緒 SPI_DATA RXD Receive Data 接收數(shù)據(jù) SPI_CLK TXD Transmit Data 發(fā)送數(shù)據(jù) SPI_CS RTS Request to send 請(qǐng)求發(fā)送 SPI_D/C CTS Clear to Send 清除發(fā)送 SPI_RST RI Ring Indicator 響鈴偵測(cè) Network LED DCD Data Carrier Detection 數(shù)據(jù)載體檢測(cè) GPIO8 一般輸入輸出端口 DBGTX 用于調(diào)試和通信的串口 SIM_VDD SIM 卡的電源引腳 DBGRX SIM_I/O SIM 卡數(shù)據(jù)輸出 ADC0 一般用途模數(shù)轉(zhuǎn)換 SIM_CLK SIM 卡時(shí)鐘 SIM_RST SIM 卡復(fù)位 SIM_PRESENCE SIM 卡檢測(cè) 哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 14 STC89C52 的串行接口與 SIM300 的串口相連，采用異步串行通信。 MIC1P MIC1N 正負(fù)音頻輸 入 MIC2P MIC2N 附加正負(fù)音頻輸入 SPK1P SPK1N 正負(fù)音頻輸出 SPK2P SPK2N 附加正負(fù)音頻輸出 AGND 模擬接地 GND 數(shù)字接地 KBC0~KBC4 一般用途輸出引腳 (GPIO)可由 AT 指令配置其輸出電壓的高低。 PWRKEY 系統(tǒng)啟動(dòng)按鍵的電壓輸入。 VDD_EXT 給外部電路供 。 VRTC 當(dāng)電源不給系統(tǒng)供電時(shí)給實(shí)時(shí)時(shí)鐘的電流輸入。 SIM300 的工作電壓 VBAT=—。 GSM 類型 小型移動(dòng)基站（ MS) 發(fā)射功耗 在頻率 EGSM900 CLASS 4 下 2W 在頻率 DCS1800 和 PCS1900 CLASS 1 下 1W GPRS 連接 GPRS 多時(shí)隙 10 級(jí) GPRS 移動(dòng)電臺(tái) B 級(jí) 工作溫度 正常工作溫度： 22℃ ~+55℃ 極限工作溫度： 25℃ ~22℃ ， +55℃ ~+70℃ 存儲(chǔ)溫度： 40℃ ~+80℃ GPRS 數(shù)據(jù)傳輸 GPRS 下行數(shù)據(jù)傳輸最大 GPRS 上行數(shù)據(jù)傳輸最大 編碼方案： CS1， CS2， CS3， CS4 SIM300 支持 PAP（密碼驗(yàn)證）協(xié)議，此協(xié)議通常用于 PPP 連接 哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 13 3． SIM300 模塊 引腳功能 如表 32 所示。頻段頻率可由 AT 指令設(shè)置，默認(rèn)頻段是 EGSM900 和 DCS1800。 哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 12 通用接口電 源電 池 管 理S I M 卡F L A S HS R A M音 頻 接 口射 頻 接 口I / O 控 制 器A / D 轉(zhuǎn) 換 器S I M 卡 控 制 器C P U存 儲(chǔ) 器 管 理 單 元實(shí) 時(shí) 時(shí) 鐘G P S I 控 制 器語 音 編 碼 器鍵 盤 控 制 器通 用 異 步 收 發(fā) 器射頻部分射頻鏈路 圖 34 GSM 模塊 內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖 2． SIM300 主要特性參數(shù)如表 31 所示。在 模塊 的一個(gè)角上還有一個(gè) IPEX 天線接口 ，用于和天線連接 。GSM 模塊 實(shí)物圖 的正反面如 圖 33 所示。模塊本身就像一個(gè)芯片 ， 本身 不能工作， 必須配合相應(yīng)的外圍電路， 形成 一個(gè)最小 系統(tǒng) 才可以 工作 。本電路的時(shí)鐘頻率為 12Mhz，電容 C C4 的容量為 30pF 左右，該電 哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 11 容的大小會(huì)影響振蕩器頻率的高低、振蕩器穩(wěn)定性和起振的快速性，本電路采用 33pF 的磁片電容 [8]。本電路采用內(nèi)部時(shí)鐘方 式。若要復(fù)位，只需按圖中的 S2 鍵，此時(shí)電源 VCC 經(jīng)電阻 R R3 分壓，在RESET 端產(chǎn)生復(fù)位高電平，兩個(gè)機(jī)器周期后單片機(jī)復(fù)位 [8]。時(shí)鐘頻率 6MHZ時(shí)， C 取 10UF， R4 取 200Ω， R3 取 10KΩ。其中電平復(fù)位是通過 RST 端經(jīng)電阻與電源 VCC 接通而實(shí)現(xiàn)的。本設(shè)計(jì)就是用的按鍵手動(dòng)復(fù)位。只要保證 RESET 為高電平的時(shí)間大于兩個(gè)機(jī)器周期，便能正常復(fù)位。圖中 C5 為上電復(fù)位電路，它是利用電容充放電來實(shí)現(xiàn)的。本系統(tǒng)時(shí)鐘頻率為 ，每機(jī)器周期為，則只需 2us 以上時(shí)間的高電 平，在 RST 引腳出現(xiàn)高電平后的第二個(gè)機(jī)器周期執(zhí)行復(fù)位。無論是在單片機(jī)剛開始接上電源時(shí)，還是斷電后或者發(fā)生故障后都要復(fù)位。 本設(shè)計(jì) 用到的振動(dòng)傳感器 模塊特色如下 ： 1)比較器輸出，信號(hào)干凈，波形好，驅(qū)動(dòng)能力強(qiáng)，超過 15mA 2)工作電壓 3)輸出形式：數(shù)字開關(guān)量輸出 (0 和 1) 4)設(shè)有固定螺栓孔，方便安裝 5)小板 PCB 尺寸： x 6)使用寬電壓 LM358 比較器 [10] 本章小結(jié) 本章首先 給 出 了系統(tǒng)的總體 硬件結(jié)構(gòu)和 方框圖，并 給 出了核心控制器STC89C52 單片機(jī)簡單描述 ， 然后 對(duì) GSM 模塊和 SMS 相關(guān) 的技術(shù)作了詳細(xì)的介紹， 最后 ， 詳細(xì) 的 介紹了 人體紅外傳感器 模塊、振動(dòng)傳感器模塊、 加速度 傳感器模塊的相關(guān)知識(shí) 。 可以 用來檢測(cè)各種 振動(dòng)觸發(fā)作用，報(bào)盜報(bào)警，智能小車，電子積木等。 需要 注意的是振動(dòng)傳感器 并不是直接將原始要測(cè)的機(jī)械量轉(zhuǎn)變?yōu)殡娏?，而是將原始要測(cè)的機(jī)械量 作 為振動(dòng)傳感器的輸入量，然后由機(jī)械接收部分加以接收，形成另一個(gè)適合于變換的機(jī)械量，最后由機(jī)電變換部分再將變換為電量。通過 測(cè)量 X、 Y、 Z 引腳 上的電壓輸出， 利用 CD4052 模擬 選擇開關(guān)實(shí)現(xiàn)分時(shí)采集三 軸 上的電平， 然后 利用 8 位 的 AD 轉(zhuǎn) 哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 9 換芯片 ，將其轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，在 系統(tǒng) 處于水平狀態(tài)的時(shí)候，在加速度傳感器的三個(gè) 方向 上 輸出 來的電壓信號(hào) 分別在 一個(gè)固定的值變化 ，為了 防止 發(fā)生 誤報(bào)現(xiàn)象 ， 本設(shè)計(jì) 設(shè)置當(dāng) 角度 大于 20 度報(bào)警 。6 g） 2)低消耗電流： 400μA 3)可以 設(shè)置 芯片 為 睡眠模式 ， 此模式下功耗為 3uA 4)低電壓工作： V~ V 的 5)高靈敏度（ 800 mV / G 的， 量程 為 ） 6)開啟時(shí)間快（ 毫秒啟用響應(yīng)時(shí)間） 7)自由落體檢測(cè)診斷的自我測(cè)試 8)0g 的檢測(cè)自由落體保護(hù) 9)低通濾波器與信號(hào)調(diào)理 10)低成本 說明： 本系統(tǒng) 采用 的 電壓給加速度傳感器模塊供