【正文】 引入操作系統(tǒng)之后的多種模式，相對來說比較簡單，執(zhí)行在程序的設計中編寫一個無限循環(huán)的主程序來不斷查詢，檢測是否有事件發(fā)生，從而去執(zhí)行 相應的指令 ,系統(tǒng)總的流程圖如圖 所示。在此設計的系統(tǒng)中，我們選擇單片機雙機四種通信方式中的 TTL 電平通信，該通信方式是指直接將發(fā)送方的單片機 TXD 端北京理工大學珠海學院 2021屆本科生畢業(yè)設計 11 與接收方的 RXD 端相連接，發(fā)送方的 RXD與接收方的 TXD 直接相連接，并且它們的地端需要共連，這種連接 方式比較方便。 GSM 模塊與單片機雙機通信時，根據(jù)雙機的通信距離可分為短距離通信和長距離通信，短距離通信是指 1 米之內(nèi)，長距離通信是指 1000 米左右。發(fā)送方和接收方都是通過逐幀的進行發(fā)送與接收的，一幀中各位的時間間隔應該要相同，所以必須保證通信的雙機之間有相同的傳輸波特率，否則時間間隔就會不同，若其誤差超過百分之五時，雙機之間也就不能夠進行通信了。可以有半位。如果檢驗結(jié)果相符（校驗后 P=0，而傳送過來的檢驗位也等于 0；或者檢驗后 P=1，而傳送過來的檢驗位也等于 1），那么就可以認為接收到的數(shù)據(jù)是正 確的，但是反之，則代表傳輸?shù)臄?shù)據(jù)時錯誤的。譬如說偶校驗，如果 A 中“ 1”的個數(shù)為偶數(shù)，則 P=0；如果累加器A中的“ 1”的個數(shù)為奇數(shù)，則 P=1。在通信的雙方，需要事先約定好到底是采用奇校驗還是偶校驗（本系統(tǒng)設 置的串行口工作方式是方式 1，所以沒有奇偶校驗位）。傳送時首先是低位，然后才傳輸高位。通信線上若沒有數(shù)據(jù)傳輸時，該位為高電平，接收端就不斷檢測通信線的狀態(tài)，當連續(xù)若干個“ 1”之后出現(xiàn)一個“ 0”時，就知道發(fā)送方發(fā)送了一個新的字符，接收方就準備接收了。各個位的作用如下所述。異步通信時，發(fā)送方先發(fā)送 1 位起始位“ 0”，接著就發(fā)送 8 位數(shù)據(jù)，并且規(guī)定比較低的位在前面，較高的位在后面，其后是奇偶校驗位，北京理工大學珠海學院 2021屆本科生畢業(yè)設計 10 但是此位是可有可無的，最后是停止位“ 1”。但是，為了使 雙方的數(shù)據(jù)接收與發(fā)送相協(xié)調(diào)，一般要求發(fā)送與接收方的設備時鐘保持一樣，異步通信只需要一條通信線路就可以實現(xiàn)從一方到另一方的傳輸，但是兩條數(shù)據(jù)線的話就可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)的雙向傳輸了，本設計的系統(tǒng)之間的連接方式就是通過兩條數(shù)據(jù)線進行數(shù)據(jù)傳輸?shù)摹? SIM300模塊的優(yōu)良的性能使它能夠應用于許多控制方面的系統(tǒng)，最基本的特點是為三頻 GSM/GPRS 900/1800/1900MH 或者四頻 850/900/1800/1900MHz. 并且 GSM300集成了比較完整的射頻電路和 GSM的基帶處理器，是一款主流的 GPRS 芯片 [7]。 圖 單片機控制繼電器回路 從 I/O口獲取電平 NPN 型三極管工作 電磁式繼電器工作 北京理工大學珠海學院 2021屆本科生畢業(yè)設計 9 GSM 模塊 SIM300介紹 圖 GSM模塊 SIM300實物圖 SIM300 的實物圖如上圖 所示， GSM 模塊 SIM300 內(nèi)部集成了 TCP/IP 協(xié)議，而且還對 TCP/IP AT 指令進行了擴展，所以設計該系統(tǒng)時用該模塊將會使設計變得十分方便與簡單，除了本設計需要利用到該模塊的 SMS功能外，此模塊還可以實現(xiàn)語音、數(shù)據(jù)以及高速傳輸?shù)膫髡嫘畔⒌慕邮张c發(fā)送。 當主線圈回路通以一定的電壓時，線圈中將會流過一定的電流，此電流會產(chǎn)生電磁感應效應，從而將副回路的觸點彈簧吸引過來，導致副回路的交流電導通。其工作原理是當線圈通電時，由于磁場的作用，使開關觸點閉合或者打開，接通或斷開執(zhí)行機構(gòu)，完成控制功能。 (2)設計的框圖 (3)電磁式繼電器 繼電器是電器控制中最常用的一種控制元器件。但是，三極管具有電流放大作用，不僅若此，還可以當做開關的通與斷來控制繼電器。設計的電路圖如圖 所示。 圖 單片機的晶振電路 工作指示燈電路設計 當按下六角自鎖開關后， S0 將會從 3 轉(zhuǎn)向 1處，若 此時單片機接上 +5v 的電源，則工作指示燈發(fā)光二極管 LED0 會亮。由于本系統(tǒng)需要與 GSM 模塊通信，故應該選擇 的晶振 Y0，這樣便于將波特率設定為標稱值 9600bps。如圖 所示。當 STC89C52RC 的 RST 引腳加高電平復位信號（保持 2 個以上機器周期）時，單片機內(nèi)部就執(zhí)行復位操作，而復位信號變?yōu)榈碗娖綍r，單片機就開始執(zhí)行程序。 單片機控制的外圍系統(tǒng) 復位電路的設計 單片機的復位是使單片機或系統(tǒng)中的其他部件處于某種確定的初始狀態(tài)。 在發(fā)送數(shù)據(jù)的時候，串行的數(shù)據(jù)通過單片機的 引腳 TXD 輸出，因為 CPU 是主動的，所以無論怎樣都不會產(chǎn)生像接收那樣會產(chǎn)生重疊的問題，故不需要雙緩沖器結(jié)構(gòu)。 在進行串行通信的過程中，外面的設備的數(shù)據(jù)通過單片機的 引腳 RXD 輸入，輸入的數(shù)據(jù)首先是逐位的進入到輸入移位寄存器中，然后將此數(shù)據(jù)由串行的 轉(zhuǎn)換為并行的，最后才送入接收緩沖寄存器 SBUF 中。 圖 單片機串行口結(jié)構(gòu)圖 51/52 單片機串行口結(jié)構(gòu)框圖如圖 所示，其組成部分有：發(fā)送 /接收緩沖寄存器SBUF、輸入移位寄存器、發(fā)送控制器、接收控制器和串行口控制寄存器等。在程序設計時可以設計為通用異步接收和發(fā)送器，也可以設置為同步移位寄存器，并且還能夠?qū)崿F(xiàn)多機的通信。具體的分配如下表。 (3)I/O 口和其他功能單元 包括 4個并行 I/O 口、 3 個 16位定時計數(shù)器 /計數(shù)器，即： T0和 T1以及 T2； 2 個通用異步串行口（ UART），還可用定時器軟件實現(xiàn)多個 UART； 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 [4]。 (2)存儲器系統(tǒng) 該系統(tǒng)包含 8K 字節(jié)的程序存儲器（ ROM/EPROM/Flash）和 512字節(jié)數(shù)據(jù)存儲器（ RAM）以及特殊功能寄存器 SFR。 (1)CPU 系統(tǒng) CPU 系統(tǒng)包括 8 位的 CPU、時鐘電路和總線控制，其中 CPU 含布爾處理器。 圖 單片機的組成 89C52 單片機的組成如上圖 所示。 （ 1）家用遠程控制系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)框圖如下圖 圖 家電 控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖 （ 2） 家用遠程控制系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)示意圖如下圖 所示 圖 家電控制 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖 GSM 模塊 SIM300 增強型單片機 STC89C52RC 電磁式繼電器 SONGLE05VDCSH 電飯煲 臺燈 開臺燈 耶！下班后回家有飯吃羅，爽！ 北京理工大學珠海學院 2021屆本科生畢業(yè)設計 4 STC89C52RC 芯片介紹 單片機是微機的一種，是將單片機的 CPU、存儲器、 I/O 接口和總線制作在一塊芯片上的大規(guī)模集成電路。 北京理工大學珠海學院 2021屆本科生畢業(yè)設計 3 2 GSM 智能家電 系 統(tǒng)硬件設計 本次所設計的遠程控制家電的智能系統(tǒng)的硬件部分主要有 :GSM 模塊 SIM300 和單 片機模塊兩部分，這兩個模塊基于串口通信的原理，通過分別連接 GSM模塊的 GRX、 GTX、GND與單片機的 TXD、 RXD、 GND 三個引腳，就可以實現(xiàn)課題。電話遙控器雖然在一些發(fā)達城市中的智能小區(qū)已經(jīng)得到了普及，但是固定電話的控制終端會受到物理位置固定性的影響，不能滿足隨時隨地進行遠程控制家電的目的。從另一方面來說，每個想要實現(xiàn)遠程家電控制的家庭都需要配備一個 inter 接口，都需 要分配給家電一個獨立的 ip 地址，基于目前網(wǎng)絡覆蓋范圍，顯然要實現(xiàn)該系統(tǒng)的普及也是有相當大的困難的。 。此種方式主要是利用 pc 機的串口來與單片機進行通信，從而達到遠程控制家電的功能，人機界面也非常友好。作為最簡單靈活、成本不算很高的手機等移動通信設備來進行家電遠程控制，從而實現(xiàn)與家庭中的 GSM 模塊進行實時通信，是可以實現(xiàn)本次方案的選擇之一，但是其通信信號及其穩(wěn)定性相對來說是比較差的。 方案的選擇 目前，遠程控制家電的方法有很多，主要有固話線路、藍牙和 GSM 網(wǎng)絡以及互聯(lián)網(wǎng)等方式。 本次畢業(yè)設計中所采用的 SIM300 硬件設備為現(xiàn)成的模塊，通過與所設計的芯片部分連接好就可以了。它的功能簡單，價格便宜，比較實用，目前比較容易讓人們接受 [2]。在外觀與產(chǎn)品質(zhì)量上，總體與國外還有差距，但有些家庭的智能終端產(chǎn)品已經(jīng)做得很成熟，不但美觀漂 亮，而且功能也很多，與國外的品牌比非常具有競爭。 智能家電的控制在發(fā)達國家，特別是美國、日本、韓國這些電子產(chǎn)品先進的國家應用都比較普遍，并且非常受歡迎。歐洲國家普遍采用的系統(tǒng)除了 GSM900 和GSM1800 之外還加入了 GSM1900，也就是我們普通老百姓平常所說的三頻手機。 本設計在國內(nèi)外的發(fā)展概況及存在的問題 GSM 900 和 GSM 1800 是目前兩種主要的 GSM 系統(tǒng)，因為使用不同的頻率，所以它適用于移動的電話是不一樣的。在不久的將來，智能家電控制系統(tǒng)將逐步 進入中低端市場，從東部市場走向西部市場。 建立一套基于 GSM 與 STC89C52RC 單片機的智能家電控制系統(tǒng)尤其有意義。它要實現(xiàn)的功能是通過網(wǎng)絡等信息通信技術(shù)手段遠程控制家電，使得控制者不受時間、地域的限制，特別是電信的 GSM 網(wǎng)絡覆蓋范圍之廣闊化、無縫化、以及手機的日益的普及為基于此的遠程智能 家電控制系統(tǒng)提供了巨大的市場發(fā)展空間 [1]。The remote control 北京理工大學珠海學院 2021屆本科生畢業(yè)設計 目錄 1前言 ........................................................................................................................................... 1 本 設計的目的、意義及應達到的技術(shù)要求 ....................................................................... 1 本設計在國內(nèi)外的發(fā)展概況及存在的問題 ....................................................................... 1 解決的主要問題 .............................................................................................................. 2 方案的選擇 ..................................................................................................................... 2 2 GSM智能家電 系 統(tǒng)硬件設計 ........................................................................................................ 3 ................................................................................................. 3 STC89C52RC芯片介紹 ...................................................................................................... 4 52單片機串行口結(jié)構(gòu) ...................................................................................................... 5 單片機控制的外圍系統(tǒng) ............................................................................................