【正文】 正電源輸入腳通常推薦值 ，第 6～ 10引腳是電源地。 TC35i硬件設(shè)計(jì)： TC35i模塊有 40個(gè)引腳，通過一個(gè) ZIF(Zero Insertion Force，零阻力插座 )連接器引出。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)斷信號實(shí)現(xiàn)重啟和故障恢復(fù)，資料如下： TC35i由供電模塊 (ASIC)、 閃存、 ZIF連接器、天線接口等 6部分組成。 TC35i 模塊 簡介 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 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 )， ；可傳輸語音和數(shù)據(jù)信號 , 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。 TC35i與 GSM2/2+兼容、雙頻 （ GSM900/GSM1800） 、 16 RS232數(shù)據(jù)口、符合 ETSI標(biāo)準(zhǔn) GSM0707和 GSM0705， 且易于升級為 GPRS模塊。所以本設(shè)計(jì)選用的是西門子 TC35系列的 TC35i。 目前 ， 國內(nèi)已經(jīng)開始使用的 GSM模塊有 Fal的 A2D系列 、 Wavee的WMO2系列、西門子的 TC35系列、愛立信的 DM10/DM20系列、中興的 ZXGM18系列等 ， 而且這些模塊的功能、用法差別不大?；?GSM的短信息服務(wù)，是一種信息在移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)上儲存和轉(zhuǎn)寄的過程。 GSM(Global System for Mobile munication)系統(tǒng)是目前基于時(shí)分多址技術(shù)的移動(dòng)通訊體制中比較成熟、完善、應(yīng)用最廣泛的一種系統(tǒng)。 電路圖 如圖 37所示。 其電路圖如 圖 36所示 ： 圖 36 鍵盤控制電路 15 報(bào)警系統(tǒng)電路設(shè)計(jì) 報(bào)警電路設(shè)計(jì)原理 ： 用一個(gè)三極管，平時(shí)導(dǎo)通，短接基極和發(fā)射極該管截止蜂鳴器不響，一旦斷開，三極管導(dǎo)通蜂鳴器鳴響。K2up和 K3down鍵分別是可實(shí)現(xiàn)進(jìn)入調(diào)整狀態(tài)后的加操作和減操作。這時(shí)當(dāng)按鍵按下就輸 入低電平。 DS1302時(shí)鐘電路如圖 35所示 ： 圖 35 時(shí)鐘電路 鍵盤控制系統(tǒng)電路設(shè)計(jì) 按鍵需要 3個(gè)，分別實(shí)現(xiàn)為時(shí)間調(diào)整、時(shí)間的加、時(shí)間的減三個(gè)功能。因此，這里 Vcc1用 3V紐扣電池， Vcc2用 5V的系統(tǒng)電源。 在單電源與電池供 電系統(tǒng)中， Vcc1提供低電源并提供低功率的備用電源。時(shí)鐘線 SCLK與 ，數(shù)據(jù)線 I/O與 ，復(fù)位線 RST與 。 DS1302與 RAM相關(guān)的寄存器分為兩類：一類是單個(gè)RAM單元，共 31個(gè)，每個(gè)單元組態(tài)為一個(gè) 8位的字節(jié)，其命令控制字為 C0H～ FDH，其中奇數(shù)為讀操作，偶數(shù)為寫操作；另一類為突發(fā)方式下的 RAM寄存器 ， 此方式下可一次性讀寫所有的 RAM的 31個(gè)字節(jié) ， 命令控制字為 FEH(寫 )、 FFH(讀 )。此外， DS1302 還有年份寄存器、控制寄存器、充電寄存器、時(shí)鐘突發(fā)寄存器及與 RAM相關(guān)的寄存器等。 SCLK為時(shí)鐘輸入端。只有在 SCLK為低電平時(shí)，才能將 RST置為高電平 。如果在傳送過程中 RST置為低電平，則會終止此次數(shù)據(jù)傳送， I/O引腳變?yōu)楦咦钁B(tài)。RST輸入有兩種功能：首先， RST接通控制邏輯，允許地址 /命令序列送入移位寄存器；其次， RST提供終止單字節(jié)或多字節(jié)數(shù)據(jù)的傳送手段。 X1和 X2是振蕩源，外接 晶 振。 當(dāng) Vcc2小于 Vcc1時(shí)， DS1302由 Vcc1供電。 DS1302由 Vcc1或 Vcc2兩者中的較大者供電。 DS1302 管腳及寄存器說明 (1)DS1302的引腳排列 Vcc1為后備電源， Vcc2為主電源。而且它是串行接口，與單片機(jī)通信所需要的 接口少。內(nèi)部的寄存器為我們調(diào)時(shí)，鬧鐘定時(shí)提供了寄存空間。它內(nèi)部含有 31個(gè)字節(jié)的靜態(tài) RAM，可提供用戶訪問。它采用主電源和備用電源雙電源供電。 LCD1602 顯示電路如 圖 34 所示： 圖 34 LCD驅(qū)動(dòng)電路原理圖 時(shí)鐘系統(tǒng)電路設(shè)計(jì) 時(shí)鐘芯片選擇 我們采用具有涓細(xì)電流充電能力的低功耗實(shí)時(shí)時(shí)鐘電路 DS1302。 16 號腳接地 ，2 號腳接電源， 15 號腳背光燈與電源相連。 1602 的 4 腳與單片機(jī)的 相連 ， 5 腳接地 ， 6 腳與單片機(jī)的 相連 。 1602 液晶模塊內(nèi)部的字符發(fā)生存儲器（ CGROM)已經(jīng)存儲了 160 個(gè)不同的點(diǎn)陣字符圖形，這些字符有：阿拉伯?dāng)?shù)字、英文字母的大小寫、常用的符號和日文假名等，每一個(gè)字符都有一個(gè)固定的代碼，比如大寫的英文字母 “A”的代碼是01000001B（ 41H），顯示時(shí)模 塊把地址 41H 中的點(diǎn)陣字符圖形顯示出來，我們就能看到字母 “A” 。 第 15 腳：背光電源正極 。 第 6 腳： E 端為使能端，當(dāng) E 端由高電平跳變成低電平時(shí)，液晶模塊執(zhí)行命 12 令。 第 5 腳： R/W 為讀寫信號線，高電平時(shí)進(jìn)行讀操作，低電平時(shí)進(jìn)行寫操作。 第 3 腳： V0 為液晶顯示器對比度調(diào)整端，接正電源時(shí)對比度最弱，接地電源時(shí)對比度最高，對比度過高時(shí)會產(chǎn)生 “鬼影 ”，使用時(shí)可以通過一個(gè) 10K 的電位器調(diào)整對比度 。 1602 采用標(biāo)準(zhǔn)的 16 腳接口，其中 ： 第 1 腳： VSS 為地電源 。 目前市面上字符液晶絕大多數(shù)是基于 HD44780 液晶芯片的，控制原理是完全相同的，因此基于 HD44780 寫的控制程序可以很方便地應(yīng)用于市面上大部分的 字符型液晶。 1602 液晶也叫 1602 字符型液晶 ， 它是一種 專門用來顯示字母、數(shù)字、符號等的 點(diǎn)陣 型液晶模塊它有若干個(gè) 5X7 或者 5X11 等點(diǎn)陣字符位組成，每個(gè)點(diǎn)陣字符位都可以顯示一個(gè)字符 。 LCD 顯示系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) LCD1602 簡介 工業(yè)字符型液晶，能夠同時(shí)顯示 16x02 即 32 個(gè)字符（ 16 列 2 行） 。 USB 引腳如表 33 所示。用 USB 口實(shí) 現(xiàn)。如 圖 31 所示： 10 圖 31 復(fù)位電路 (2)晶振電路 晶振電路原理圖如 32： 選取原則：電容選取 30pF，晶振為 12MHz。 單片機(jī)的最小系統(tǒng) 單片機(jī)最小系統(tǒng)主要由復(fù)位電路 、 晶振電路 、 電源等幾部分組成。 XTAL1：反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時(shí)鐘工作電路的輸入。 注意加密方式 1 時(shí) ， /EA 將內(nèi)部鎖定為 RESET；當(dāng) EA 端保持高電平時(shí)，此間內(nèi)部程序存儲器。但在訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時(shí)，這兩次有效的 /PSEN 信號將不出現(xiàn)。 PSEN：外部程序存儲器的選通信號。另外，該引腳被略微拉高。如想禁止 ALE 的輸出可在 SFR8EH 地址上置 0。因此它可用作對外部輸出的脈沖或用于定時(shí)目的。在 FLASH 編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時(shí)，要保持 RST 腳兩個(gè)機(jī)器周期的高電平時(shí)間 。 P3 口同時(shí)為閃爍編程和編程校驗(yàn)接收一些控制信號。作為輸入，由于外部下拉為低電平， P3 口將輸出電流（ ILL）這是由于上拉的緣故。 P3 口： P3 口管腳是 8 個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的雙向 I/O 口，可接收輸出 4 個(gè) TTL門電流。在給出地址 “1”時(shí)，它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢，當(dāng)對外部八位地址數(shù)據(jù)存 儲器進(jìn)行讀寫時(shí)， P2 口輸出其特殊功能寄存器的內(nèi)容。這是由于內(nèi)部上拉的緣故。 P2 口： P2 口為一個(gè)內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， P2 口緩沖器可接收， 9 輸出 4 個(gè) TTL 門電流，當(dāng) P2 口被寫 “1”時(shí)，其管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高，且作為輸入。 P1 口管腳寫入 1 后，被內(nèi)部上拉為高，可用 作輸入， P1口被外部下拉為低電平時(shí)，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。在 FIASH 編程時(shí)， P0 口作為原碼輸入口，當(dāng) FIASH 進(jìn)行校驗(yàn)時(shí)， P0 輸出原碼，此時(shí) P0 外部必須被拉高。當(dāng)P1 口的管腳第一次寫 1 時(shí)，被定義為高阻輸入。 GND：接地。最高運(yùn)作頻率 35Mhz， 6T/12T 可選 [5]?？臻e模式下， CPU 停止工作，允許 RAM、定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器、串口、中斷繼續(xù)工作。 具有以下標(biāo)準(zhǔn)功能： 8k 字節(jié) Flash， 512 字節(jié) RAM， 32 位 I/O 口線， 看門狗定時(shí)器 ，內(nèi)置 4KB EEPROM， MAX810 復(fù)位電路，三個(gè)16 位 定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器，一個(gè) 6 向量 2 級中斷結(jié)構(gòu)，全雙工串行口。 STC89C52 是一種低功耗、高性能 CMOS8 位微控制器，具有 8K 在系統(tǒng)可編程 Flash 存儲器。硬件電路包括 LCD 顯示模塊、時(shí)間采集系統(tǒng)模塊、按鍵控制系統(tǒng)模塊、報(bào)警系統(tǒng)模塊、手機(jī)發(fā)送短信系統(tǒng)模塊、串口下載程序模塊。 如圖 22 所示 。經(jīng)過多方比較，我們最終確定出各個(gè)模塊的最佳方案。 比較以上 三 種方案，選擇方案 三 。 方案三：在電腦或單片要上通過 GSM MODEM 向手機(jī)發(fā)送中文短消息 ， 這是目前比較適合于小項(xiàng)目開發(fā)的一種方法 ， 所需硬件包括一款手機(jī) ， 提供 GSM MODEM， 以及相應(yīng)的數(shù)據(jù)線或是紅外線適配器 。 手機(jī)短信發(fā)送系統(tǒng)模塊 方案一： 通 過移動(dòng)網(wǎng)關(guān)發(fā)送短消息 ， 使用該方法不需要附加的硬件 ， 但是需要到電信部門申請網(wǎng)關(guān) ， 比較適用于一些大型的網(wǎng)絡(luò)通訊公司開發(fā) ， 目前華為 、中興等公司就做的這方面的工作 ， 并且還有相應(yīng)的開發(fā)包供開發(fā)人員使用。 比較以上兩種方案，我們選用價(jià)格便宜的蜂鳴器實(shí)現(xiàn)用聲音報(bào)警。 方案二：采用蜂鳴器實(shí)現(xiàn)用聲音報(bào)警。因此選擇方案二。單片機(jī)的 IO 口對于我們的設(shè)計(jì)綽綽有余。集成美觀，與單片機(jī)的接口少，但是它的成本比較高。 LCD液晶 顯 示模 塊 塊 手機(jī)發(fā) 送短信 模塊 報(bào)警模塊 采集 模塊 主控器件 STC89S52 按鍵控 制模塊 6 比較以上兩種方案，方案二有明顯的優(yōu)點(diǎn)，因此選擇方案二。 方案二：用專門的時(shí)鐘芯片實(shí)現(xiàn)時(shí)鐘的記時(shí)，再把時(shí)間數(shù)據(jù)送入單片機(jī)，由單片機(jī)控制顯示。 比較以上兩種方案，系統(tǒng)設(shè)計(jì)中采用方案二。 方案二：用液晶 1602 顯示。用可以顯示漢字的 12864 液晶顯示器可以增加顯示信息的可讀性，讓人看起來會很方便。 下面對各模塊的設(shè)計(jì)逐一進(jìn)行論證比較。 5 總體設(shè)計(jì)方案 綜合 上述要求 系統(tǒng)主要包括 LCD 顯示系統(tǒng)模塊、時(shí)間采集系統(tǒng)模塊、按鍵控制系統(tǒng)模塊 、 報(bào)警系統(tǒng)模塊 、 手機(jī)發(fā)送短信模塊 ，其中手機(jī)發(fā)送短信模塊又是由TC35i 模塊和 GSM 網(wǎng)絡(luò)組成的 。 (4)鬧鈴響起時(shí)可通過按下加按鈕停止響鈴，減按鈕使鬧鈴重新開始響起。 (3)單擊調(diào)整時(shí)間的加按鈕時(shí)，數(shù)字時(shí)鐘的分或者秒會一直往上增加，當(dāng)增加到 59 就會循環(huán)到 0，數(shù)字時(shí)鐘的時(shí)會增加到 23 就會循環(huán)到 0，數(shù)字時(shí)鐘的月也是增加到 12 循環(huán)至 0，但日就不 一樣了，它會由月來決定增加到的最高數(shù)值，其數(shù)值遵循現(xiàn)實(shí)的值。 (2)用戶可以設(shè)置電子時(shí)鐘的時(shí)間。其中巡檢定時(shí)器的功能有： 本設(shè)計(jì)時(shí)鐘 能用 LCD 顯示年 、 月份 、 日期 、 小時(shí)（ 24 小時(shí)制）、分鐘、秒，能對各位進(jìn)行調(diào)節(jié)。間隔的時(shí)間可以通過按鍵來設(shè)定 ， 在預(yù)設(shè)的時(shí)間點(diǎn)上報(bào)警并向手機(jī)發(fā)送短信告訴人們時(shí)間 。有定時(shí)報(bào)警系統(tǒng)，用蜂鳴器實(shí)現(xiàn) ，預(yù)計(jì)響聲持續(xù)一分鐘 ；有定時(shí)向手機(jī)傳送短信系統(tǒng)。 第 5 章 本章主要介紹數(shù)字時(shí)鐘的調(diào)試，包括調(diào)試環(huán)境、硬件制作和軟件調(diào)試過程，給出了調(diào)試軟件的成功運(yùn)行結(jié)果。并且分別闡述了各個(gè)功能模塊的工作原理、具體工作過程以及硬件連接。 第 2 章 本章給出了 總體方案的論證與設(shè)計(jì)，其中提出了設(shè)計(jì)要求，給出方案的比較并最終確定了方案。本次的數(shù)字時(shí)鐘設(shè)計(jì)中由單片機(jī) AT89S52 芯片和 LCD 為核心，輔以必要的電路，如調(diào)時(shí)按鍵 、 蜂鳴器等。輸出設(shè)備顯示器用液晶顯示技術(shù) [4]。但是卻很少知道它的內(nèi)部結(jié)構(gòu)以及工作原理。輸出設(shè)備顯示器可以用液晶顯示技術(shù)和數(shù)碼管顯示技術(shù)。由單片機(jī)作為數(shù)字鐘的核心控制器，可以通 3 過它的時(shí)鐘信號進(jìn)行時(shí)實(shí)現(xiàn)計(jì)時(shí)功能，將其時(shí)間數(shù)據(jù)經(jīng)單片機(jī)輸出，利用顯示器顯示出來。 單片機(jī)在多功能數(shù)字鐘中的應(yīng)用已是非常普遍的，人們對數(shù)字鐘的功能及工作順序都非常熟悉。更不用說自動(dòng)控制領(lǐng)域的機(jī)器人、智能儀表、醫(yī)療器械了。 目前單片機(jī)滲透到我們生活的各個(gè)領(lǐng)域，幾乎很難找到哪個(gè)領(lǐng)域沒有單片機(jī)的蹤跡。同時(shí)集成諸如通訊接口、定時(shí)器，實(shí)時(shí)時(shí)鐘等外圍設(shè)備。 單片機(jī)指一個(gè)集成在一塊芯片上的完整計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。 基于單片機(jī)的數(shù)字時(shí)鐘系統(tǒng)具有顯示準(zhǔn)確、直觀、易于調(diào)整等特點(diǎn)。 K4模塊進(jìn)行復(fù)位，設(shè)置小時(shí)和分、輸出整點(diǎn)報(bào)時(shí)信號和時(shí)、分、秒信號。 二、基于