【正文】 27 參考文獻(xiàn) [1]雷思孝 .單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)及工程應(yīng)用 [M].西安：西安電子科技大學(xué)出版社， ： 1. [2]胡漢才 .單片機(jī)原理 及系統(tǒng)設(shè)計(jì) [M].北京：清華大學(xué)出版社， 2021 年 . [3]萬福君，潘松峰等 .單片微機(jī)原理系統(tǒng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用 [M].合肥：中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)出版社，： 2627. [4]邵貝貝 .單片機(jī)技術(shù)的發(fā)展與單片機(jī)應(yīng)用的廣泛選擇 [J].電子技術(shù)應(yīng)用， 1999， 03： 04. [5]韓斌杰 .GSM 原理及其網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化 [M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 2021 年第 8 期： 23. [6]唐光榮，李九齡，鄧麗曼 .微型計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)（上） —— 數(shù)據(jù)采集與控制技術(shù) [M].北京：清華大學(xué)出版社， ： 13. [7]沙占有 .智能化 集成溫度傳感器原理與應(yīng)用 [M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社， ： 8485. [8][9]18B20 溫度傳感器應(yīng)用解析 [Z].Do Young電子技術(shù)， . [10]謝劍英，賈青 .微型計(jì)算機(jī)控制技術(shù) [M].北京：國防工業(yè)出版社， ： 230231. [11]中興通訊模塊式引擎硬件接口使用說明書 [Z].深圳市中興通訊股份有限公司手機(jī)事業(yè)部 . [12] 羅耀華，蔣志堅(jiān) .電子測量儀器原理及應(yīng)用 (Ⅱ )智能儀器 [M].哈爾濱 :哈爾濱工程大學(xué)出版社， . [13]蔡振江，馬躍進(jìn) ，韓慶瑤等 .單片機(jī)原理及應(yīng)用 [M].北京：電子工業(yè)出版社， ：176177. [14]通用 1602 液晶顯示模塊使用手冊， 2021. [15]孫俊逸，盛秋林，張錚等 .單片機(jī)原理及應(yīng)用 .北京：清華大學(xué)出版社， ： 3435. [16]盧勝利 .智能儀器設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) [M].重慶：重慶大學(xué)出版社， ： 239. [17]張迎新 .單片微型計(jì)算機(jī)原理、應(yīng)用及接口技術(shù) [M].北京 :國防工業(yè)出版社 ,： 271. [18]Peersman C., Cvetkovic S.: Griffiths P., Spear H., The Global System for Mobile Communications Short Message Service, Personal Communications, 2021, 06 (07), 1523. [19] AT 命令使用說明書 [Z].深圳市中興通訊股份有限公司手機(jī)事業(yè)部， . [20] 雷思孝，馮育長 . 單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)及工程應(yīng)用 [M].西安：西安電子科技大學(xué)出版社，： 214215. [21]楊秀敏 ,張鐳 .單片機(jī)系統(tǒng)的硬 件抗干擾技術(shù) .微處理機(jī) [J]， (4)： 3841. [22] 喻宗泉 ,喻晗 ,李建民 .單片機(jī)原理與應(yīng)用技術(shù) [M].西安 :西安電子科技大學(xué)出版社， . 。在軟、硬件設(shè)計(jì)中，全程都考慮到抗干擾和電磁兼容問題，設(shè)計(jì)了一些實(shí)用的軟硬件抗干擾措施，從而保證系統(tǒng)的可靠運(yùn)行。 本文主要工作有 : GSM 網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)，討論了短消息在無線監(jiān)控方面的應(yīng)用，提出使用短消息業(yè)務(wù)實(shí)現(xiàn)無線通信。并且完全利用 GSM公眾移動通信網(wǎng)絡(luò)，每月僅需支付普通移動用戶基本月租費(fèi)和短消息服務(wù)月租費(fèi)，無需昂貴的無線網(wǎng)絡(luò)投資。隨著對移動通信要求的提高，短消息技術(shù)也將不斷發(fā)展以適應(yīng)人們的要求。 5 總結(jié) GSM 作為公用陸地移動通信網(wǎng)，具有其它通信方式不可比擬的優(yōu)越性，它通信范圍廣、傳輸數(shù)據(jù)可靠性高、短消息業(yè)務(wù)經(jīng)濟(jì)實(shí)惠，是遠(yuǎn)程無線數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)比較好的一種數(shù)據(jù)傳輸方式，且 GSM 網(wǎng)覆蓋范圍廣，用戶群最大，系 統(tǒng)抗干擾能力強(qiáng)，通信誤碼率低。其次，必須執(zhí)行到所設(shè)置冗余的指令。采用這種方法增加存儲單元的數(shù)量不 會太多，避免了因PC受干擾而造成的系統(tǒng)運(yùn)行故障，從而大大的提高系統(tǒng)的可靠性。在程序中每隔若干條指令插入 NOP 指令 。加入 NOP 指令是有一定原則的 :在跳轉(zhuǎn)指令或多字節(jié)指令之前插入 NOP 指令，以使程序得到正確轉(zhuǎn)移或指令的正確執(zhí)行 。當(dāng)受強(qiáng)電干擾時PC 的狀態(tài)被破壞，使 CPU 誤將一些操作數(shù)當(dāng)成操作 碼來執(zhí)行，導(dǎo)致程序從一個區(qū)域跳轉(zhuǎn)到另一個區(qū)域，程序在地址空間內(nèi)“亂飛”或陷入“死循環(huán)”，引起程序混亂。根據(jù)所要求的看門狗溢出時間，計(jì)算出設(shè)定的參數(shù)，對這個寄存器進(jìn)行設(shè)定就可以方便地使用 26 看門狗的功能。 本系統(tǒng)采用 STC89C52 內(nèi)部的看門狗防止程序跑飛。當(dāng)程序出現(xiàn)異常的時候，就沒有地方能清除看門狗定時器的內(nèi)容， 看門狗在設(shè)置時間到來時就會產(chǎn)生系統(tǒng)復(fù)位信號，重新啟動系統(tǒng)，從而程序正常運(yùn)行。只需要打開看門狗，設(shè)置看門狗溢出的時間間隔，在軟件設(shè)計(jì)的時候估計(jì)在看門狗可能會溢出的地方清除看門狗定時器的內(nèi)容。在看門狗設(shè)置的時間到時，會產(chǎn)生一個系統(tǒng)的復(fù)位信號。 看門狗技術(shù) 看門狗（ Watch Dog Timer）即監(jiān)控定時器，是工業(yè)控制系統(tǒng)中普遍采用的抗干擾措施之 一，是一種軟硬件結(jié)合的抗程序“跑飛”的措施，主要用于因干擾引起的系統(tǒng)程序“跑飛”的出錯檢測和自動恢復(fù) [22]。 在軟件方法中已有不少有效的措施，如數(shù)字濾波、選頻和相關(guān)處理等，這些軟件處理程序可以方便地提取淹沒在噪聲中的有用信號。 干擾對軟件的影響主要表現(xiàn)在以下方面 : （ 1）程序運(yùn)行失常。 軟件抗干擾設(shè)計(jì) 干擾對其軟件系統(tǒng) 也會形成破壞，如造成系統(tǒng)的程序跑飛、進(jìn)入死循環(huán)或死機(jī)狀態(tài)，使系統(tǒng)無法正常工作。 （ 2）對按鈕操作時會產(chǎn)生尖峰干擾，應(yīng)利用 RC電路加以吸收。在硬件電路設(shè)計(jì)中，可采用如下措施 : （ 1）采用光電耦合器。要截?cái)噙@條渠道，一是要去掉外部設(shè)備與過程通道之間的公共地線，實(shí)現(xiàn)彼此電隔離 。電容器選用高頻特性好、分布電感小的瓷介電容或云母電容，耐壓要符合電源要求。 （ 2）在電源進(jìn)線中加入電容器。在本溫 度監(jiān)測儀的設(shè)計(jì)中主要采用以下措施消除電源干擾 : （ 1）采用集成式穩(wěn)壓電源模塊。 電源抗干擾設(shè)計(jì) 單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中，電源質(zhì)量的高低直接關(guān)系到系統(tǒng)能否正常工作，來自供電系統(tǒng)以及通過導(dǎo)線傳輸、電磁耦合等產(chǎn)生的電磁干擾，是單片機(jī)系統(tǒng)工作不穩(wěn)定的重要原因。在進(jìn)行具體的系統(tǒng)設(shè)計(jì)時，應(yīng)根據(jù)干擾源的頻域確定相應(yīng)的抗干擾措施。低電壓大電流產(chǎn)生的干擾主要是磁場干擾 。 干擾源不同，干擾信號的頻域不同，則產(chǎn)生干擾的方式也就不同。 (2)物質(zhì)固有的，即電子元器件本身的熱噪聲和散粒噪聲。干擾有的來自外部，有的來自系統(tǒng)內(nèi)部。因此，有效的抑制排除干擾己經(jīng)在系統(tǒng)設(shè)計(jì)中成為必需。單片機(jī)定時發(fā)送 AT 指令， MZ28 接到 AT 命令之后，提取要發(fā)送的溫度值，以短消息的形式發(fā)送給指定的手機(jī)上，從而達(dá)到了定時進(jìn)行無線通信的目的。 要使 MZ28 工作，首先要對它進(jìn)行初始化，其與單片機(jī)的通信協(xié)議設(shè)置如下 : 數(shù)據(jù)波特率 :19200 波特；數(shù)據(jù)位 :8 位；奇偶校驗(yàn)位 :奇校驗(yàn)；停止位 :1 位；校驗(yàn)允許 :禁止校驗(yàn)。利用 GSM 模塊的串行接口，單片機(jī)向 MZ28 發(fā)送一系列的 AT 指令，就能達(dá)到控制 GSM 模塊發(fā)送 SMS 的目的。 表 31 AT指令 AT 指令 功能描述 AT+CSCS=“ GSM” 設(shè)置 TE 字符集為 GSM 默認(rèn)字符 AT+CMGF=1 選擇短信格式為文本模式 AT+CMGS 發(fā)送短信息 利用通信模塊實(shí)現(xiàn)短消息 GSM 短信收發(fā)模塊 MZ28 只需放進(jìn) SIM 卡即可使用。文本模式靠專門的字符集設(shè)定指令“ AT+CSCS”來區(qū)分字符編碼方式。在本應(yīng)用中，發(fā)送的短信息內(nèi)容為數(shù)字形式的溫度值，因此使用文本模式即可。它是應(yīng)用最廣的一種格式，它為命令提供了強(qiáng)大的靈活性，格式是 AT[+|amp。它是用來列出該命令的可能參數(shù)，格式是 AT[+|amp。它用來查詢該命令當(dāng)前設(shè)置的值，格式是 AT[+|amp。]mand，如開機(jī)、顯示當(dāng)前設(shè)置列表等 :AT+ON、 ATamp。 因?yàn)?AT 命令是作為一個接口標(biāo)準(zhǔn)，所以它的命令 和返回的值和格式都是固定的，總體上說 AT 命令有四種形式 [19]: 。該N N Y Y 掃描鍵盤 軟件濾波 等待定時中斷 GSM 模塊發(fā)送 讀取 18B20 的數(shù)值 判斷定時是否到？ 發(fā)送完成？ 開始 系統(tǒng)初始化 23 指令集包含了對 SMS 的控制。 AT 指令在此基礎(chǔ)上演化并被加入 標(biāo)準(zhǔn)，以及之后的 標(biāo)準(zhǔn)。 AT(Attention)指令集是調(diào)制解調(diào)器通信接口的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，由于沒有控制移動電話文本消息 的先例，因此開發(fā)了一種叫 SMS Block Mode 的協(xié)議，通過終端設(shè)備來完全控制 SMS[18]。其中模塊化編程是把一個完整的程序分解為若干個功能相對獨(dú)立的較小的程序模塊，對各個程序模塊分別進(jìn)行設(shè)計(jì)、編制和調(diào)試，最后將各個調(diào)試好的程序模塊連成一個完整的程序 [17]。模塊化設(shè)計(jì)，每一模塊相對獨(dú)立，其正 確與否也不影響其他模塊 。 結(jié)構(gòu)化編程法以一種清晰易懂的方法來表示程序文本與其對應(yīng)過程之間的關(guān)系，進(jìn)而組織程序的設(shè)計(jì)和編碼，如圖 31所示。(2)運(yùn)行速度快 。隨著儀器功能越來越多， 結(jié)構(gòu)越來越復(fù)雜，對軟件質(zhì)量的要求就越來越高。本系統(tǒng)的復(fù)位電路采用 圖 220（ a）所示的上電 復(fù)位方式。 按鍵手動復(fù)位有電平方式和脈沖 方式兩種。 上電自動復(fù)位是通過外部復(fù)位電路的電容充電來實(shí)現(xiàn)的，其電路如圖 220（ a） 所示。外部電路產(chǎn)生的復(fù)位信號 (RST)送至施密特觸發(fā)器，再由片內(nèi)復(fù)位電路在每個機(jī)器周期的 S5P2 時刻對施密特觸發(fā)器的輸出進(jìn)行采樣，然后才得到內(nèi)部復(fù)位操作所需要的信號。若使用 頻 率為 6MHz 的晶振，則復(fù)位信號持續(xù)時間應(yīng)超過 4us 才能完成 復(fù)位操作。 表 24 一些寄存器的復(fù)位狀態(tài) 寄存器 復(fù)位狀態(tài) 寄存器 復(fù)位狀態(tài) PC 0000H TCON 00H ACC 00H TL0 00H PSW 00H TH0 00H SP 07H TL1 00H DPTR 0000H TH1 00H P0P3 FFH SCON 00H IP XX000000B SBUF 不定 IE 0X000000B PCON 0XXX0000B TMOD 00H （ 2）復(fù)位信號及產(chǎn)生 RST 引腳是復(fù)位信號的輸入端。除了進(jìn)入系統(tǒng)的正常初始化之外，當(dāng)由于程序運(yùn)行出錯或操作錯誤使系統(tǒng)處于死鎖狀態(tài)時，為擺脫困境，也需按復(fù)位鍵重新啟動。 [15] 19 復(fù)位及復(fù)位電路 (1)復(fù)位操作 復(fù)位是單片機(jī)的初始化操作。另外由于 XTAL2 端的邏輯電平不是OCT1 的，故建 議接一上拉電阻。內(nèi)部振蕩方式所得的時鐘信號比較穩(wěn)定，實(shí)用電路中使用較多。晶體振蕩頻率可以在 之間選擇，單片機(jī)工作頻率取決于晶振 XT 的頻率，通常選用 晶振。內(nèi)部方式的時鐘電路如圖 218（ a）所示，在 XTAL1 和 XTAL2 引 腳上外接定時元件，內(nèi)部震蕩電路就產(chǎn)生自激振蕩。 時鐘電路 STC89C52 內(nèi)部有一個用于構(gòu)成振蕩器的高增益反相放大器，引腳 XTAL1 和XTAL2 分別是此放大器的輸入端和輸出端。 PS0300AC 的輸入為 220V 交流電，輸出為 +12V 直流電壓，再利用 DCDC 轉(zhuǎn)換器 12S5200 生成 +5V 直流電壓，以便產(chǎn)生 +4V 電壓，其電路如圖 216 所示。 除此之外 LCD1602 液晶顯示模塊工作電壓也為 +5V；數(shù)字式溫度傳感器DS18B20 適應(yīng)電壓范圍寬，電壓范圍 可為 ～ ； GSM 通信模塊 MZ28 對電源的要求較高，需要 ～ 的直流電源供電，且直流電源應(yīng)有 2A 的峰值電流輸出能力。 電源電路 STC89C52 芯片引腳 Vcc 一般接上直流穩(wěn)壓電源 +5V，引腳 GND 接電源 +5V 的負(fù)極，電源電壓范圍在 之間，可保證單片機(jī)系統(tǒng)能正常工作。 STC89C52 最小應(yīng)用系統(tǒng)包括五個電路部分：電源電路、時鐘電路、復(fù)位電路、片內(nèi)外程序存儲器選擇電路、輸入 /輸出接口電路。通用 LCD1602 液晶顯示模塊的基本特征 [14]： （ 1）顯示特性 a) 單 5V 電源電壓，低功耗、長壽命、高可靠性 b) 內(nèi)置 192 種字符（ 160個 5 7點(diǎn)陣字符和 32個 5 10點(diǎn)陣字符 ） c) 具有 64個字節(jié)的自定義字符 RAM，可自定義八個 5 8點(diǎn)陣字符或四個5 11 點(diǎn)陣字符 d) 顯示方式： STN、半透、正顯 e) 驅(qū)動方式： 1/16DUTY,1/5BIAS f) 視角方向： 6點(diǎn) g) 背光方式：底部 LED h) 通訊方式： 4位或 8位并口可選 i) 標(biāo)準(zhǔn)的接口特性，