【正文】 void Init_DS18B20(void) 。void I2C_ReadNByte(uchar addr,uchar address,uchar *buf,uchar num)。uchar Readx(void)。void I2C_Stop(void)。//void I2C_Init(void)。//For 24c02void Delay1(uchar x)。void Print(uchar *str)。void Waite(void)。 //Byte definitionssfr DPORT = 0x80。uchar code sms3[] = Your house may got a fire!。//For TC35iuchar code sms1[] = Someone broken in you house, watch out!。uchar temp_value。uchar t_alarml[1] = 0。uchar func。sbit TEST = P2^7。sbit DOWN = P2^5。//For KEYsbit SET = P2^3。 // LCD使能信號(hào)sbit LED = P3^6。 // LCD寄存器選擇sbit LCD_RW = P2^1。 // I2C 時(shí)鐘信號(hào)sbit SDA = P1^1。10%2RP2排阻474P91SIP9DDDD二極管1N40014Y1晶振1XTAL1U5三端穩(wěn)壓器LM78051TO126U6MCUSTC89C521DIP40U1存儲(chǔ)器ST24C021DIP8U2溫度傳感器DS18B201TO92BQ1三極管90121TO92BJB1九針串口接頭DB91DB9/MRP1液晶顯示器LCD16021IDC16JJ2接插件CD3TS2SIP3LED1LEDΦ3mm(綠)1LED3MM（用戶）LED2LEDΦ3mm（紅）1LED3MM（用戶）RV1電位器177。5%3R6177。20%1（用戶）R7電阻 1K177。20%3（用戶）C1CD1116V100uF177。20%1CC6CC1b50V30177。老師，謝謝您！附錄 A 系統(tǒng)PCB元器件清單表6 PCB元器件清單器件代號(hào)名稱參數(shù)數(shù)量（個(gè)）封裝CCCCC1C13 陶瓷電容CC1b50V104177。這些都是我在做這次別業(yè)設(shè)計(jì)中的切身體會(huì)，也都是個(gè)人觀點(diǎn)，如有不對(duì)之處還望各位讀者指出。除非你做的是“第一人”的角色?？梢越梃b，但不要抄襲，創(chuàng)新才是王道。這就是為什么編程的人很多，但頂級(jí)的編程高手卻寥寥無(wú)幾。我能做的便是說(shuō)一下本人的這次設(shè)計(jì)中的心得與體會(huì)。可見(jiàn)軟件在一個(gè)單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的重要性，本課題中，軟件是很大一部分，任何一個(gè)可編程控制器件，要想靈活的運(yùn)用它為你服務(wù)，熟知其硬件本身是基礎(chǔ)，編出高效的代碼就是一把快刀。 本課題涉及到的內(nèi)容比較新，特別是GSM通信在各種控制過(guò)程中的應(yīng)用現(xiàn)在各種領(lǐng)域中都在走智能化道路，這也應(yīng)該是物聯(lián)網(wǎng)的一種形式，其中更接近于人們?nèi)粘Ｉ畹谋闶菢怯钪悄芑蚁嘈胚@個(gè)方向?qū)?huì)有大大的開(kāi)發(fā)價(jià)值與非常廣闊而美好前景，這也正是我選擇本課題的原因，希望可以從本次課題試著去接近、去熟知、去掌握這個(gè)領(lǐng)域的相關(guān)知識(shí)。 圖51 熱源運(yùn)動(dòng)方向與靈敏度關(guān)系由51的關(guān)系容易明白，當(dāng)熱源與菲涅爾透鏡的聚焦線平行運(yùn)動(dòng)時(shí)，紅外傳感器的監(jiān)測(cè)靈敏度是最低的，甚至無(wú)響應(yīng)；而與之垂直運(yùn)動(dòng)熱源的監(jiān)測(cè)則可獲得最高靈敏度，由此可知，在安裝紅外傳感器的時(shí)候，應(yīng)盡量安裝在被測(cè)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)方向的正上方，在本系統(tǒng)中比如門(mén)窗的正上方，然后可以用自身演示的方式，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行檢測(cè)、調(diào)試，直到符合要求為止。紅外傳感器應(yīng)搭配菲涅爾透鏡使用，透鏡能將光線有效的聚焦，從而使得監(jiān)測(cè)的距離更遠(yuǎn)、形式上靈敏度也有改善。確保系統(tǒng)工作的可靠性。 主程序流程圖41 主程序流程圖 外部中斷0服務(wù)程序 圖42 中斷服務(wù)程序流程圖 社會(huì)在發(fā)展，消費(fèi)者的消費(fèi)觀念也會(huì)隨著變化，要想繼續(xù)被市場(chǎng)青睞，必需要對(duì)產(chǎn)品做更新，于是在市面上的許多小產(chǎn)品我們也都有聽(tīng)說(shuō)系統(tǒng)升級(jí)這么個(gè)說(shuō)法，其中系統(tǒng)軟件的更新是最快的，在本系統(tǒng)中，也留有一定的空余以便于將來(lái)的系統(tǒng)升級(jí)。 PCB裝配圖圖38 系統(tǒng)PCB裝配圖 PCB底面圖圖39 系統(tǒng)PCB底面圖 PCB 3D預(yù)覽圖310 系統(tǒng)PCB 3D預(yù)覽圖第4節(jié) 軟件設(shè)計(jì) 在小型的單片機(jī)系統(tǒng)中，軟件的設(shè)計(jì)就顯得尤為重要了，就從成本方面考慮，只要是能有軟件實(shí)現(xiàn)的功能就盡量不用硬件；在本系統(tǒng)中，幾個(gè)器件都是得靠編程才能實(shí)現(xiàn)其功能，軟件與硬件密切和諧的關(guān)系是整個(gè)系統(tǒng)穩(wěn)定、可靠工作的前提。 系統(tǒng)PCB設(shè)計(jì) 系統(tǒng)較小，綜合成本等因素，在設(shè)計(jì)PCB時(shí)，決定采用單面板。說(shuō)明：本系統(tǒng)只進(jìn)行了局部仿真，由于仿真系統(tǒng)中沒(méi)有TC35i模塊，所以這部分需有實(shí)物方可進(jìn)行試驗(yàn)調(diào)試，圖37中發(fā)光二極管D2，在實(shí)際電路中為溫度超過(guò)預(yù)設(shè)值時(shí)報(bào)警所用蜂鳴器，系統(tǒng)預(yù)設(shè)警戒溫度為50℃。 串口電平轉(zhuǎn)換電路 MODEM為CMOS電平，為實(shí)現(xiàn)TTL電平到CMOS電平的轉(zhuǎn)換，系統(tǒng)中加入電平轉(zhuǎn)換芯片MAX232，轉(zhuǎn)換后的信號(hào)由9針串口輸出，如圖36所示。圖33 電源指示燈與串口工作指示燈 蜂鳴器報(bào)警電路 蜂鳴器報(bào)警電路如圖34所示，三極管9012工作的開(kāi)關(guān)狀態(tài)，1K電阻起到限流的作用，當(dāng)室內(nèi)溫度超過(guò)默認(rèn)預(yù)設(shè)溫度值50℃時(shí)，單片機(jī)置BU為高電平，蜂鳴器報(bào)警。工作電流均在9mA左右。第二部分就是為短信貓的供電電源，前面介紹過(guò)，本系統(tǒng)中將使用一個(gè)配套的獨(dú)立電源為MODEM供電，這樣分開(kāi)也有利于減小MODEM工作對(duì)MCU系統(tǒng)的干擾。 下面為具的單元電路設(shè)計(jì)。單片機(jī)TC35i模塊通過(guò)串口與TC35i模塊進(jìn)行通信，發(fā)送AT指令控制MODEM執(zhí)行相應(yīng)動(dòng)作。 原理框圖從硬件上可看成電源、單片機(jī)MCU模塊、傳感器等外設(shè)器件，圖31為系統(tǒng)原理框圖圖31 從框圖左邊我們可以看到紅外傳感器PIR和DS18B20溫度傳感器，其中紅外傳感器通過(guò)外部中斷0接口與單片機(jī)系統(tǒng)相連，實(shí)現(xiàn)報(bào)警信號(hào)的傳送。第3節(jié) 系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì) 在前面兩節(jié)已經(jīng)分模塊將系統(tǒng)做了一定的介紹，在這一節(jié)里將實(shí)現(xiàn)相應(yīng)模塊的具體硬件單元電路設(shè)計(jì)以及各單元電路的電氣連接。對(duì)于總線競(jìng)爭(zhēng)的仲裁，I2C通信技術(shù)規(guī)范是這樣規(guī)定的，當(dāng)多個(gè)主機(jī)要同時(shí)占用總線，發(fā)送的數(shù)據(jù)與總線數(shù)據(jù)不同的主機(jī)將自動(dòng)關(guān)閉輸出級(jí)，從而實(shí)現(xiàn)當(dāng)時(shí)總線的仲裁。ST24C02還支持多字節(jié)連續(xù)讀寫(xiě)，具體讀寫(xiě)過(guò)程可以參考它的PDF文檔，這里不再贅述。圖 216 I2C總線開(kāi)始結(jié)束信號(hào)二線制通信協(xié)議在時(shí)序上也有嚴(yán)格要求，比如SCL必須至少保持4us才是有效的置高。傳送數(shù)據(jù)時(shí)，數(shù)據(jù)的高位線傳送。主機(jī)可以通過(guò)尋址方式找到需要操作的對(duì)象，比如這里24C02的硬件地址則由3引腳的電氣連接情況決定。I2C總線上可以掛接多個(gè)器件，總線上的控制權(quán)是歸置總線為電平的器件所有。這里，二線制通信方式中沒(méi)有絕對(duì)的主機(jī)與從機(jī)，兩根線SCL和SDA線均為雙向I/O線，通過(guò)上拉電阻連接正電源。2K可讀寫(xiě)E2PROM，二線制協(xié)議接口，支持單字節(jié)與多址讀寫(xiě)操作。圖213為L(zhǎng)CD顯示的軟件初始化流程： 圖 213 軟件初始化LCD流程圖 存儲(chǔ)器 單片機(jī)內(nèi)部的存儲(chǔ)單元是寶貴的，特別是內(nèi)部的RAM單元，為了解決這個(gè)問(wèn)題，本系統(tǒng)中介入E2PROM存儲(chǔ)器ST24C02，以便于日后系統(tǒng)的擴(kuò)展與升級(jí)。確認(rèn)本次操作置E為‘1’；RS=1,操作指向數(shù)據(jù)寄存器，讀寫(xiě)的對(duì)象都是內(nèi)部RAM。 控制方式 LCD內(nèi)部可看成兩組寄存器，指令寄存器與數(shù)據(jù)寄存器，選擇信號(hào)由RS引腳控制，RS=0，指向指令寄存器，此時(shí)的讀為讀標(biāo)志位，寫(xiě)則是寫(xiě)入指令到控制寄存器。溫度轉(zhuǎn)換及讀取流程如表4所示表4 溫度轉(zhuǎn)換及讀取過(guò)程主機(jī)狀態(tài)命令/數(shù)據(jù)說(shuō)明TXRESET復(fù)位操作RXPRESENCE從機(jī)應(yīng)答TX0xCC忽略ROM匹配TX0x44溫度轉(zhuǎn)換命令WAIT延時(shí)100200msTXRESET再次復(fù)位RXPRESENCE從機(jī)應(yīng)答TX0xCC忽略ROM匹配TX0xBE讀取內(nèi)部寄存器命令RX9 data byte讀取前2B溫度值說(shuō)明：1 單片機(jī)在于DS18B20進(jìn)行數(shù)據(jù)交換時(shí)，數(shù)據(jù)的低位先傳送；2 數(shù)字溫度傳感器在使用寄生電源的情況下應(yīng)接上拉電阻； 液晶顯示器本系統(tǒng)中所需要顯示的內(nèi)容比較簡(jiǎn)單，采用一般液晶顯示器即可滿足系統(tǒng)需求，綜合成本及效果考慮決定采用市場(chǎng)上使用廣泛的LCD1602液晶顯示模塊。圖211 讀數(shù)據(jù)總線 讀數(shù)據(jù)總線：置總線為低至少1um，然后再15um內(nèi)完成數(shù)據(jù)采樣，再拉高總線保持45um，完成讀操作。 圖29 寫(xiě)數(shù)據(jù)0 寫(xiě)數(shù)據(jù)0：保持總線為低至少15um，然后延時(shí)1545um等待從端采樣總線，完成向從端寫(xiě)‘0’操作。轉(zhuǎn)換溫度時(shí)間的典型值為1S，采用1wire總線通信，無(wú)需再配置電源，圖26為T(mén)O92封裝圖圖 26 18B20封裝DS18B20的引腳名稱及對(duì)應(yīng)的功能見(jiàn)表3表3 DS18B20引腳說(shuō)明引腳名稱說(shuō)明GND電源地DQ數(shù)據(jù)I/O接口、寄生電源接口VDD電源1WIRE總線操作 DS18B20的1wire總線硬件接口電路如圖27所示圖 27 硬件連接圖 1wire總線支持一主多從式結(jié)構(gòu)，硬件上需接上拉電阻，每個(gè)DS18B20都具有其唯一的生產(chǎn)序列號(hào)，可編程尋址；當(dāng)一方完成數(shù)據(jù)傳輸要釋放總線，需將總線置高；在總線空閑時(shí)將總線拉低則獲得總線控制權(quán)，可進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。 工作電源：； 靜態(tài)電流：50uA； 輸出電平：高 ； 感應(yīng)角度：110176。紅外傳感器在使用時(shí)還應(yīng)在濾光片外套上菲涅爾透鏡，可增強(qiáng)其探測(cè)能力。濾光片只允許波長(zhǎng)在10um左右的外界光線進(jìn)入傳感器內(nèi)部，將其他波長(zhǎng)的光線擋在外面，從而抑制了外界光線變化對(duì)探測(cè)的干擾，當(dāng)外界熱源運(yùn)動(dòng)時(shí)，熱電材料在感應(yīng)到紅外線后兩端形成電荷，電流流經(jīng)高阻值電阻形成電壓信號(hào)，經(jīng)場(chǎng)效應(yīng)管放大后輸出到后續(xù)電路處理、整形后作為單片機(jī)的采樣信號(hào)。 從圖25中可以看到，一對(duì)高熱電系數(shù)探測(cè)元反接構(gòu)成熱釋電紅外傳感器的探測(cè)頭，這種反接的方式有助于抑制由于自身溫度變化而產(chǎn)生的干擾，可以起到溫度補(bǔ)償?shù)淖饔?；高阻值電阻R實(shí)現(xiàn)電流到電壓的轉(zhuǎn)換，微弱的電壓信號(hào)再有場(chǎng)效應(yīng)管放大輸出，其中場(chǎng)效應(yīng)管還起到阻抗匹配的作用，在漏極與源極間的電容起到抗干擾的作用。 熱釋電紅外傳感器 熱釋電紅外傳感器是目前在防盜系統(tǒng)中使用相對(duì)廣泛的傳感器之一，這與它本身成本低、探測(cè)范圍廣、性能穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)是分不開(kāi)的。正是有了這些各式各樣的傳感器，才造就了智能化系統(tǒng)的多樣化。（2） 從MODEM中讀出的數(shù)據(jù)的每一位都是以十六進(jìn)制表示的，所以在計(jì)算數(shù)據(jù)長(zhǎng)度時(shí)應(yīng)小心。 在本次設(shè)計(jì)的家用安防系統(tǒng)中，TEXT編碼模式已經(jīng)可以滿足系統(tǒng)的使用需求，所以綜合各方面考慮，決定采用text模式。以發(fā)送中文字符“我愛(ài)你！”到+8615151976037為例，對(duì)PDU編碼方式在系統(tǒng)中的具體應(yīng)用流程進(jìn)行剖析：一、 短消息中心地址處理常州的短信息中心號(hào)碼為+8613800519500，處理過(guò)程如下：1) 去掉加號(hào)，看是否為偶數(shù)個(gè)數(shù)字，否則在號(hào)碼后面加‘F’中心號(hào)變?yōu)椋?613800519500F2) 將中心號(hào)奇偶位對(duì)調(diào)，并在前面加國(guó)際化字符“91”中心號(hào)變?yōu)椋?1683108509105F03) 將中心號(hào)的字節(jié)長(zhǎng)度格式化為十六進(jìn)制數(shù)，置于首位中心號(hào)最終為：0891683108509105F0 二、 地址號(hào)碼處理在本例中的地址號(hào)碼為“+8615151976037”1) 去加號(hào)，看是否為偶數(shù)個(gè)數(shù)字，否則在號(hào)碼后面加‘F’地址號(hào)變?yōu)椋?615151976037F2) 地址號(hào)奇偶位對(duì)調(diào)地址號(hào)最終為：685151916730F7三、 短信息內(nèi)容處理1) 將信息內(nèi)容轉(zhuǎn)換為Unicode（在線查詢）我 6211 愛(ài) 7231 你 4F60 ！FF01 十六進(jìn)制表示短信內(nèi)容為：621172314F60FF013) 將短消息內(nèi)容格式化為十六進(jìn)制，再用兩位十六進(jìn)制數(shù)表示其長(zhǎng)度置首位短消息內(nèi)容編碼后為：08621172314F60FF01四、 組合處理后的信息根據(jù)上面所介紹的PDU編碼格式組合