【正文】 eA n t e n n aI n t e r f a c eP o w e rI n t e r f a c eG P I OI n t e r f a c e 圖 33 SIM900A 功能框圖 P W R K E Y1P W R K E Y O U T2D T R3R I4D C D5D S R6C T S7R T S8T X D _ O9R X D _ I1 0D I S P _ C L K1 1D I S P _ D A T A1 2D I S P _ D / C1D I S P _ C S1 4V D D E X T1 5N R E S E T1 6G N D1 7GND18MICP19MICN20SPP21SPN22LINE_R23LINE_L24ADC25VRTC26DBG_TXD27DBG_RXD28GND29SIM_VDD30SIM_DATA31SIM_CLK32SIM_RST33SIM_PRES34P W M 13 5P W M 23 6S D A3 7S C L3 8G N D3 9G P I O 1 / K B R 44 0G P I O 2 / K B R 34 1G P I O 3 / K B R 24 2G P I O 4 / K B R 14 3G P I O 5 / K B R 04 4G N D4 5G N D4 6G P I O 6 / K B C 44 7G P I O 7 / K B C 34 8G P I O 8 / K B C 24 9G P I O 9 / K B C 25 0G P I O 1 0 / K B C 15 1netLED52GND53GND54VBAT55VBAT56VBAT57GND58GND59RF60GND61GND62GND63GND64GND65STATUS66GPIO1167GPIO1268C 3 1S I M 9 0 0 A 圖 34 SIM900A 引腳圖 其主要引腳功能如下： VBAT： 模塊提供 3 個(gè) VBAT 引腳專用于供電。該模塊與用戶移動(dòng)應(yīng)用的物理接口為 68個(gè)貼片焊盤，提供了模塊和客戶電路板的所有硬件接口：鍵盤和 SPI 顯示接口；主串口和調(diào)試串口；一路音頻接口，包含一個(gè)麥克風(fēng)輸入和一個(gè)揚(yáng)聲器輸出；可編程通用輸入 輸出接口。此外，該模塊內(nèi)嵌 TCP/IP 協(xié)議，擴(kuò)展的 TCP/IP 命令讓用戶能夠很容易使用 TCP/IP 協(xié)議，這些在用戶做數(shù)據(jù)傳輸方面的應(yīng)用時(shí)非常有用。 SIM900A 支持 GPRS multislot class 10/class 8(可選 )和GPRS 編碼格式 CS1， CS2， CS3 和 CS4。因?yàn)橐粋€(gè)機(jī)器周期含有 6 個(gè)狀 態(tài)周期，而每個(gè)狀態(tài)周期為 2 個(gè)振蕩周期，所以一個(gè)機(jī)器周期共有 12 個(gè)振蕩周期，如果外接石英晶體振蕩器的振蕩頻率為 12MHZ，一個(gè)振蕩周期為 1/12us。 XTAL1 和 XTAL2 分別為反向放大器的輸入和輸出 ， 該反向放大器可以配置為片內(nèi)振蕩器。 時(shí)鐘電路好比單片機(jī)的心臟，它控制著單片機(jī)的工作節(jié)奏。 一般有上電自動(dòng)復(fù)位和外部按鍵手動(dòng)復(fù)位，單片機(jī)在時(shí)鐘電路工作以后，在 RESET 端持續(xù)給出 2 個(gè)機(jī)器周期的高電平時(shí)就可以完成復(fù)位操作。單片機(jī)接通電源時(shí)產(chǎn)生復(fù)位信號(hào)，完成單片機(jī)啟動(dòng) ， 確定單片機(jī)起始工作狀態(tài)。連接方式為單片機(jī)中的 40 腳 VCC 接正極 5V，而 20 腳 VSS接電源地端。 P101P112P123P134P145P156P167P178RST9P30/RXD10P31/TXD11P32/INT012P33/INT113P34/T014P35/T115P36/WR16P37/RD17XTAL218XTAL119GND20P2021P2122P2223P2324P2425P2526P2627P2728PSEN29ALE/PROG30EA31P07/AD732P06/AD633P05/AD534P04/AD435P03/AD336P02/AD237P01/AD138P00/AD039VCC40U1STC89C52 DIP4012Y122pFC1222pFC1310uFC11SW1+5V10KR13+5V 圖 32 單片機(jī)最小系統(tǒng) 單片機(jī)最小系統(tǒng)包括單片機(jī) 、 復(fù)位電路 、 時(shí)鐘電路構(gòu)成。 XTAL2（ 18 引腳）：振蕩器反相放大器的輸入端。 在 Flash 編程期間， A 也接收 12 伏 VPP 電壓。注意加密方式 1 時(shí)， A將內(nèi)部鎖定位 RESET。A/VPP （ 31 引腳） ： 訪問外部程序存儲(chǔ)器控制信號(hào) 。 PSEN(29 引腳 )：外部程序存儲(chǔ)器選通信號(hào) ， （ PSEN）是外部程序存儲(chǔ)器選 通信號(hào) 引腳 。 ALE/ ROG（ 30 引腳） ： 地址鎖存控制信號(hào)（ ALE）是訪問外部程序存儲(chǔ)器時(shí)，鎖存低 8 位地址的輸出脈沖。特殊寄存器 AUXR（地址 8EH）上的 DISRTO 位可以使此功能無效。當(dāng)輸入連續(xù)兩個(gè)機(jī)器周期以上高電平時(shí)為有效，用來完成單片機(jī)的復(fù)位初始化操作。 P3 做輸入口使用時(shí)，因?yàn)橛袃?nèi)部的上拉電阻，那些被外部信號(hào)拉低的引腳會(huì)輸入一個(gè)電流。 P3 的輸出緩沖器可驅(qū)動(dòng)（吸收或輸出電流方式） 4 個(gè) TTL 輸入。 P2 作為輸入口使用時(shí)，因?yàn)橛袃?nèi)部的上拉 電阻，那些被外部信號(hào)拉低的引腳會(huì)輸出一個(gè)電流。 P2 的輸出緩沖器可以驅(qū)動(dòng)（吸收或輸出電流方式）4 個(gè) TTL 輸入。 P1 口作輸入口使用時(shí)，因?yàn)橛袃?nèi)部上拉電阻，那些被外部拉低的引腳會(huì)輸出一個(gè)電流。 P1 的輸出緩沖器可驅(qū)動(dòng)（吸收或者輸出電流方式） 4 個(gè) TTL 輸入。驗(yàn)證時(shí) ， 要求外接上拉電阻。此時(shí)， P0 口內(nèi)部上拉電阻有效。作為輸出端口，每個(gè)引腳能驅(qū)動(dòng) 8 個(gè) TTL 負(fù)載，對(duì)端口 P0 寫入 每個(gè)引腳能驅(qū)動(dòng) 寫入 “1” 時(shí)，可以作為高阻抗輸入。 VSS（ 20 引腳）：接地 。 掉電模式可由外部中斷喚醒，適用于水表、氣表等電池供電系統(tǒng)及便攜設(shè)備 。 空閑模式：典型功耗 2mA 典型功耗 。 （ 13） PDIP 封裝 。 （ 11） 外部中斷 4 路，下降沿中斷或低電平觸發(fā)電路， Power Down 模式可由外部中斷低電平觸發(fā)中斷方式喚醒 。 （ 10） 共 3 個(gè) 16 位定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器。 （ 8） 具有 EEPROM 功能 。 （ 6） 通用 I/O 口（ 32 個(gè)）， P1/P2/P3/P4 是準(zhǔn)雙向口 /弱上拉， P0 口是漏極開路輸出，作為總線擴(kuò)展用時(shí)，不用加上拉電阻，作為 I/O 口用時(shí)，需加上拉電阻。 （ 4） 用戶應(yīng)用程序空間為 8K 字節(jié) 。 （ 2） 工作 電壓： ～ （ 5V 單片機(jī)） /～ （ 3V 單片機(jī)） 。 其封裝圖如圖 31 所示。 通過 四位數(shù)碼管 將實(shí)際值顯示出來。當(dāng)有人入侵時(shí)，就會(huì)遮擋住紅外的收發(fā)，紅外接收管接收 不到發(fā)射管發(fā)射出來的 紅外線，就會(huì)引起輸出電平的變化，單片機(jī)檢測(cè)到這一電平的高低變化就進(jìn)行聲光報(bào)警，并通過 GSM 模塊將警情信息發(fā)送到用戶手機(jī)上。 （ 9） 本設(shè)計(jì)自己 設(shè)計(jì)制作 電路圖 ，并焊制了實(shí)物電路。然后，將采集電平送入電壓比較器 LM393 的 負(fù)相 輸入端，與基準(zhǔn)電壓進(jìn)行比較， 使其成為數(shù)字量的高低電平，以便于單片機(jī)的識(shí)別 ，單片機(jī)檢測(cè)到這個(gè)電平的變化時(shí)，進(jìn)行洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 6 報(bào)警。 （ 5） 采用 MQ5 可燃?xì)鈾z測(cè)傳感器，通過 TLC1543 模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片將 采集到的模擬量轉(zhuǎn)換成十位數(shù)字量送入單片機(jī)，通過四位數(shù)碼管 顯示采集到的數(shù)字量， 當(dāng)空氣中的可燃?xì)鉂舛瘸^設(shè)定值時(shí)，單片機(jī)控制報(bào)警 。 （ 3） 使用了 USB 下載線使單片機(jī)和電腦之間程序的方便下載。 設(shè)計(jì)目標(biāo) 本設(shè)計(jì)是基于 GSM 短信模塊的家庭報(bào)警系統(tǒng)， 主要完成以下主要任務(wù)： （ 1） 選擇 STC89C52 單片機(jī)，了解其基本特性和功能，使用 STC89C52實(shí)現(xiàn)對(duì)各個(gè)功能模塊的控制。 （ 5） 用戶能夠方便地控制系統(tǒng)的開機(jī)工作與關(guān)機(jī)。 （ 2） 能夠?qū)τ脩艏抑械目扇細(xì)庑孤┻M(jìn)行檢測(cè)，當(dāng)濃度 超過 危險(xiǎn)警戒值時(shí)，進(jìn)行報(bào)警。 第六章中 對(duì)本文進(jìn)行 了總結(jié)，并對(duì)將來的系統(tǒng)進(jìn)行了展望。 第四章系統(tǒng)軟件介紹，對(duì) GSM 短信 模塊 ， TLC1543 模數(shù)轉(zhuǎn)換，外部中斷洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 4 及整機(jī) 的軟件流程圖的分析。 第二章系統(tǒng)總 體框架，首先對(duì) GSM 家庭報(bào)警系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求做了闡述，其次 根據(jù) 要求， 提出了本課程設(shè)計(jì)要達(dá)到的目標(biāo) ，最后 給出了總的設(shè)計(jì)方案，并闡明了設(shè)計(jì)系統(tǒng)的工作流程。聲光報(bào)警模塊采用一個(gè)蜂鳴器和一個(gè)發(fā)光二極管模擬，當(dāng)有警情發(fā)生時(shí)，一方面單片機(jī)輸出 低電平，點(diǎn)亮發(fā)光二極管 ，另一方面，單片機(jī)驅(qū)動(dòng)蜂鳴器發(fā)聲，以 對(duì)竊賊 起到警示作用。 GSM 無線模塊采用 市場(chǎng)上常見的 SIM900A， SIM900A 模塊是一個(gè)支持中文短信息的工業(yè)級(jí) GSM 模塊 ， 工作在 EGSM900 和 GSM1800 雙頻段 ， 通過 RXD 和TXD 引腳與單片機(jī) 硬件連接，利用 AT 指令 進(jìn)行串行通信。電導(dǎo)率的變化被轉(zhuǎn)換為與該氣體濃度相對(duì)應(yīng)的模擬輸出信號(hào)， 連續(xù)變化的模擬信號(hào)經(jīng)過 A/D 轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)化 為 離散的數(shù)字信號(hào)。 MQ5 可燃?xì)?泄漏 檢測(cè)模塊所 采用的 氣敏材料是在清潔空氣中電導(dǎo)率較低的二氧化錫。 主動(dòng)式紅外 紅外線檢測(cè) 模塊主要 由 一對(duì)紅外對(duì)管組成， 一個(gè) 紅外線 發(fā)射二極管 ，一個(gè) 紅外線 接收 二極管 。而本設(shè)計(jì)中所使用的紅外線是不可見光，有很強(qiáng)的隱蔽性和保密性，因此在防盜、警戒等安保裝置 中得到了廣泛的應(yīng)用。（ 3）遮光式觸發(fā)防盜報(bào)警器在受到太陽光照射就會(huì)引起誤報(bào)，同時(shí)如果由于風(fēng)吹窗簾的擺動(dòng)等遮住了光也會(huì)引起誤報(bào)，所以這種報(bào)警器的可靠性也不高。 國內(nèi)外研究動(dòng)態(tài) 目前市面上裝備主要有壓力觸發(fā)式防盜報(bào)警器、開關(guān)電子防盜報(bào)警器和壓力遮光觸發(fā)式防盜報(bào)警器等各種報(bào)警器，但這幾種比較常見的報(bào)警器都存在一些缺點(diǎn)：（ 1）壓力觸發(fā)式防盜報(bào)警器由于壓 力板式安裝在墊子內(nèi)，當(dāng)主機(jī)停止工作，主人在家走動(dòng)時(shí)，都很容易失報(bào)和誤報(bào)，其可靠性低。但是現(xiàn)在市場(chǎng)上的家用報(bào)警器都有明顯的不足之處，所以在現(xiàn)行產(chǎn)品的基礎(chǔ)之上研制一種新型的家用防盜報(bào)警器，進(jìn)一步完善報(bào)警器的功能，提高它的可靠性，具有實(shí)際意義。 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 2 第 1 章 緒論 選題的 背景 和意義 隨著超大規(guī)模集成電路、通信技術(shù)、單片機(jī)技術(shù)的迅猛發(fā)展和人們保安意識(shí)的日漸增強(qiáng)，利用單片機(jī)及其它外圍芯片實(shí)現(xiàn)自動(dòng)報(bào)警已成為可能，且是一種發(fā)展趨勢(shì)。并配備燃?xì)庑孤﹤鞲衅鳎?同時(shí) 實(shí)現(xiàn) 防燃?xì)庑孤┑淖饔?。它不再依賴有線電話執(zhí)行報(bào)警，而是借助最可靠、最成熟的 GSM 移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)，以最直觀的 短消息或電話形式，直接把報(bào)警地點(diǎn)的情況反映到您的手機(jī)屏幕上。 針對(duì)以上通信方式的優(yōu)、缺點(diǎn)，我設(shè)計(jì)了基于 GSM 短信模塊的家庭無線防盜報(bào)警系統(tǒng)。 （ 2） 以太網(wǎng)同樣面臨著線路被切斷的隱患，且不易普及。目前市場(chǎng)上常見的防盜報(bào)警系統(tǒng)的通信方式有固定電話撥號(hào)、以太網(wǎng)、集群系統(tǒng)等等。 隨著 信息 技術(shù)的 高 速發(fā)展， 安防 系統(tǒng)已從 最初 的 局部化 、 簡(jiǎn)單化 逐步 向集成化 、 智能化 演變 。s security awareness increasing, using single chip puter and other peripheral chips to realize automatic alarm has bee possible, and is a development tren