【正文】 ， SM2=1 時(shí)，若未接收到有效的停止位，不會(huì)對(duì) RI置位。 RI=1時(shí)，表示幀接收結(jié)束，可申請(qǐng)中斷，要求 CPU取走數(shù)據(jù)。 在方式 0中，接收完第 8位數(shù)據(jù)時(shí)，由硬件置 1。 TI位必須由軟件清 0。在其他方式中，遇發(fā)送停止位時(shí)，由硬件置 1。 中北大學(xué)信息商務(wù)學(xué)院 2021 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 第 18 頁(yè) 共 II 頁(yè) ⑥ TI —— 發(fā)送中斷標(biāo)志位。 在方式 1中，若 SM2=0， RB8接收到的是停止位。 ⑤ RB8 —— 方式 2和方式 3中要接收的第 9 位數(shù)據(jù)。此外，還可以用于奇偶校驗(yàn)位。由軟件進(jìn)行置 1或清 0。 ④ TB8 —— 方式 2和方式 3中要發(fā)送的第 9 位數(shù)據(jù)。 REN=0，禁止接收； REN=1，允許接收，啟動(dòng)串行口的 RXD接收數(shù)據(jù)。 在方式 0中， SM2必須為 0。若SM2=0，無(wú)論接收到的第 9位數(shù)據(jù) RB8為 0還是 1， RI 都會(huì)被置位，將前 8位數(shù)據(jù)裝入 SBUF中并產(chǎn)生中斷請(qǐng)求。 在方式 2和方式 3處于接收狀態(tài)時(shí)，若 SM2=1， REN=1，且接收到的第 9位數(shù)據(jù) RB8=0，則 RI不會(huì)被置 1。 中北大學(xué)信息商務(wù)學(xué)院 2021 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 第 17 頁(yè) 共 II 頁(yè) 表 串行方式的定義 SM0 SM1 工作方式 功能說(shuō)明 波特率 0 0 0 8位同步移位寄存器輸入 /輸出 波特率固定為 fosc /12 0 1 1 10位 UART 波特率可變 (T1溢出率 /n，n=32或 16) 1 0 2 11位 UART 波特率固定為 fosc /n， (n=64 或 32) 1 1 3 11位 UART 波特率可變 (T1溢出率 /n，n=32或 16) ② SM2 —— 多機(jī)通信控制位。 SCON 的格式如表 所示 表 串行控制寄存器 SCON 的格式 SCON D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 位名稱 SM0 SM1 SM2 REN TB8 RB8 TI RI 位地址 9FH 9EH 9DH 9CH 9BH 9AH 99H 98H 功能 工作方式選擇 多機(jī)通信控制 接收 允許 發(fā)送 第 9 位 接收 第 9位 發(fā)送 中斷 接收 中斷 各位功能如下： ① SM0 SM1 —— 串行口工作 方式選擇位。該接口有 4 種工作方式，其字符格式有 8 位、 10 位、 11 位，可用不同的波特率工作。因此，本系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)主要是單片機(jī)通過(guò)串口與GSM 模塊之 間的通信設(shè)計(jì)。通過(guò)本節(jié)對(duì)各電路工作原理以及各模塊設(shè)計(jì)有了清楚的認(rèn)識(shí)，為以后的設(shè)計(jì)利用打下了良好的基礎(chǔ)。 圖 單片機(jī)與 TC35 模塊連接圖 40PIN ZIF 電源部分 啟動(dòng)關(guān)機(jī)部分 單片機(jī)電路 SIM 卡座部分 其他 串口部分 TC35 中北大學(xué)信息商務(wù)學(xué)院 2021 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 第 15 頁(yè) 共 II 頁(yè) 圖 TC35 外圍接口 本章小結(jié) 本節(jié)主要介紹了硬 件電路原理圖的設(shè)計(jì)以及相關(guān)理論知識(shí)。本設(shè)計(jì)采用后一種 TTL接法。 圖 GSM 模塊外圍電路總體框圖 TC35模塊與單片機(jī)通過(guò)串口連接進(jìn)行通訊， TC35的串行接口電平是 ，然而我們常用的微處理器接口電平為 05V，因此必須做電平轉(zhuǎn)換。其余的引腳按功能可分為5 個(gè)部分：（ 1）電源部分，（ 2）啟動(dòng)關(guān)機(jī)部分，（ 3）串口部分，（ 4） SIM 卡座部分，（ 5）其他部分。當(dāng)插入 SIM中北大學(xué)信息商務(wù)學(xué)院 2021 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 第 14 頁(yè) 共 II 頁(yè) 卡，該引腳置為高電平，系統(tǒng)方可進(jìn)入正常工作狀態(tài)。 TC35 使用外接式 SIM 卡， ZIF 連接器上有 6 個(gè)引腳做為SIM 卡的接口， SIM 卡上也有 6 個(gè)引腳分別與它相對(duì)應(yīng)， SIM 卡同 TC35 是這樣連接的 :SIM 上的 CCRST、 CCIO、 CCCLK、 CCVCC 和 CCGND 通過(guò) SIM 卡閱讀器與 TC35 同名端直接相連。 基帶處理器集成了一個(gè) SIM 接口。系統(tǒng)加電后，為使 TC35 進(jìn)入 工作狀態(tài)，必須給 IGT 引腳加一個(gè)延時(shí)大于 100ms 的低脈沖，電平下降持續(xù)時(shí)間不可超過(guò) lms。 在 TC35 外圍電路設(shè)計(jì)中主要有啟動(dòng)電路、指示電路、數(shù)據(jù)通信電路、 SIM卡電路等。這樣，只要電源 VCC的上升時(shí)間不超過(guò) 1ms，就可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)上電復(fù)位，即接通電源就成了系統(tǒng)的復(fù)位初始化。 復(fù)位操作有上電自動(dòng)復(fù)位和按鍵手動(dòng)復(fù)位兩種方式。整個(gè)復(fù)位電路包括芯片內(nèi)、外兩部分。 在 STC89C52 中 RST 引腳是復(fù)位信號(hào)的輸入端。其主要功能是把 PC 初始化為 0000H，使單片機(jī)從 0000H 單元開(kāi)始執(zhí)行程序。晶體振蕩頻率可以在 ～12MHz 之間選擇，電容值在 5～ 30pF 之間選擇，電容值的大小可對(duì)頻率起微調(diào)的作用。內(nèi)部方式的時(shí)鐘電路如圖 所示，在 XTAL1 和 XTAL2 引腳上外接定時(shí)元件，內(nèi)部振蕩器就產(chǎn)生自激振蕩。 STC89C52 內(nèi)部有一個(gè)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。 XTAL2：來(lái)自反向振蕩器的輸出。 EA /VPP：當(dāng) /EA 保持低電平時(shí)，只訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器（ 0000HFFFFH），不管是否有內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。在由外部程序存儲(chǔ)器取指期間，每個(gè)機(jī)器周期兩次 PSEN 有效。然而要注意的是：每當(dāng)用作外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，將跳過(guò)一個(gè) ALE脈沖。 中北大學(xué)信息商務(wù)學(xué)院 2021 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 第 12 頁(yè) 共 II 頁(yè) ALE/ PROG ：當(dāng)訪問(wèn)外部存儲(chǔ)器時(shí)，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的低 8 位。 P3口也可作為 AT89S51的一些特殊功能口，各位定義如下： /INT1（外部中斷 1） T0（記時(shí)器 0 外部輸入） T1（記時(shí)器 1 外部輸入） /WR（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫(xiě)脈沖） /RD（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀脈沖） RST：復(fù)位輸入。一般作為擴(kuò)展地址總線的高 8位使用。 P2口： P2口為一個(gè)內(nèi) 部上拉電阻的 8位雙向 I/O 口，當(dāng)作為 I/O口使用時(shí)，可直接連接外部 I/O設(shè)備。 P1口： P1口是一個(gè)內(nèi)部提供上拉電阻的 8位雙向 I/O 口， P1口緩沖器能接收輸出 4個(gè) TTL門(mén)電流。 P0 能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，它可以被定義為數(shù)據(jù) /地址的低八位。 P0 口： P0 口為一個(gè) 8 位三態(tài) I/O 口，每腳可吸收 8 個(gè) TTL 門(mén)電流。 圖 51 單片機(jī)管腳分布圖 VCC：供電電壓 +5V。 圖 89C52 單片機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu) 單片機(jī) 引 腳說(shuō)明 時(shí)鐘電路 程序計(jì)數(shù)器 PC 4KB 程序存儲(chǔ)器 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器 定時(shí) /計(jì)數(shù)器 T0/T1 CPU 總線控制 中斷系統(tǒng) 5 中斷源、 2 優(yōu)先級(jí) 4 個(gè)可編程 并行 I/O 口 串行口 全雙工 1 個(gè) 中北大學(xué)信息商務(wù)學(xué)院 2021 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 第 11 頁(yè) 共 II 頁(yè) 本設(shè)計(jì)選用 STC89C52 單片機(jī)采用 DIP40 封裝，共有 40 個(gè)引腳，包括電源引腳、外接晶體引腳、并行 I/O 引腳、控制引腳。該器件采用 ATMEL 高密度非易失存儲(chǔ)器制造技術(shù)制造，與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的 MCS51 指令集和輸出管腳相兼容。 中北大學(xué)信息商務(wù)學(xué)院 2021 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 第 10 頁(yè) 共 II 頁(yè) D1LED0200R1Q1PNP100R2VCCLS1SpeakerGNDP11 圖 聲光報(bào)警電路 該電路工作原理為當(dāng)有人經(jīng)過(guò)時(shí)， 傳感器輸出 信號(hào) 經(jīng)過(guò)信號(hào)處理電路和電壓比較電路后， 給單片機(jī) 輸入 一個(gè) 高電平 信號(hào)，進(jìn)而單片機(jī) 作出響應(yīng) 將 口置低，從而該電路開(kāi)始工作 ，即發(fā)出聲光報(bào)警 。通過(guò)這一接口可以用 AT 命令切換操作模式，可以使它處于語(yǔ)音、數(shù)據(jù)、短消息或傳真模式。 33～ 40 引腳為語(yǔ)音接口用來(lái)接電話手柄。當(dāng) TC35通電后必須給 IGT 一個(gè)大于 100 mV 的低電平，模塊才能啟動(dòng)。其引腳分布如圖 所示。 圖 TC35 結(jié)構(gòu)框圖 TC35 模塊共有 40 引腳，通過(guò)一個(gè) ZIF（ Zero Insertion Force 零阻力）連接器引出。該模塊集射頻電路和基帶于一體 ,向用戶提供標(biāo)準(zhǔn)的 AT 命令接口 ,為數(shù)據(jù)、語(yǔ)音和短消息提供快速、可靠、安全的傳輸 ,方便用戶的應(yīng)用開(kāi)發(fā)及設(shè)計(jì)。其結(jié)構(gòu)框圖如圖 。 GSM基帶處理器是整個(gè)模塊的核心，主要處理 GSM終端內(nèi)的語(yǔ)音、數(shù)據(jù)信號(hào)，并涵蓋了蜂窩射頻設(shè)備中的所有模擬和數(shù)字功能。通過(guò) 40 引腳的 ZIF 連接器，實(shí)現(xiàn)指令、數(shù)據(jù)、語(yǔ)音信號(hào)及控制信號(hào)的雙向傳輸。 GSM 模塊 TC35 概述 TC35 模塊是 Sielnens 公司推出的新一代 GSM 無(wú)線通信模塊，它可以快速可靠的實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)、語(yǔ)音傳輸、短消息服務(wù) SMS(Short Message Service)和傳真。由于 噪聲源最大幅值接近 300uV，經(jīng)兩級(jí)放大電 路后，最大噪聲幅值達(dá)到 600 mV。 圖 熱釋電紅外傳感器信 號(hào)調(diào)理電路 根據(jù)濾波器的特點(diǎn)，其截止頻率公式為： RCf ?2 1? （ 式） 可得在本設(shè)計(jì)帶通濾波電路中 ，上限截止頻率為 ，下限截止頻率為；在放大電路中第一級(jí)放大增益為 100，第二級(jí)放大增益大約為 20，因此經(jīng)過(guò)兩級(jí)放大后電路總增益可達(dá)到 66dB。G 端接地， S 端接 47K 的負(fù)載電阻。因此，本設(shè)計(jì)采用的信號(hào)調(diào)理電路包括兩級(jí)增益放大、帶通濾波、比較電路組成，其電路如圖 所示。其他可能存在的干擾，如空間電磁波干擾和機(jī)械振動(dòng)等 ，噪聲幅值接近 100uV，三種噪聲疊加最大幅值接近 300uV。要減小熱噪聲帶來(lái)的影響，應(yīng)盡量縮短熱釋電傳感器和前置放大電路之間的距離，減少外界熱干擾，并在前置放大電路中串入低通濾波電路，限制噪聲帶寬。研究發(fā)現(xiàn)傳感器上輸出信號(hào)的干擾源主要來(lái)自傳感器的熱噪聲、固有噪聲、放大器的電壓和電流噪聲等。高值電阻 Rg 的作用是釋放柵極電荷，使場(chǎng)效應(yīng)管安全正常工作。 熱釋電紅外傳感器是一種高阻抗的器件，容易引入噪聲，所以與它相連的第一級(jí)前置放大電路必須采用高輸入阻抗、低噪聲的場(chǎng)效應(yīng)晶體管，并把它封裝在熱釋電探測(cè)器管殼內(nèi)。 D 腳和 S 腳分別為內(nèi)部場(chǎng)效應(yīng)管的漏極和源極的引出端， G 腳為內(nèi)部敏感元接地引出端。 熱釋電紅外 信號(hào)采集及調(diào)理電路 本設(shè)計(jì)選用 PerkinElmer 公司的 LHI778 熱釋電紅外傳感器，它是雙元傳感器，由硅窗、敏感材料、高值電阻 Rg、場(chǎng)效應(yīng)管 以及 為增強(qiáng)抗干擾能力 而并的一個(gè)電容組成。 近年來(lái)熱釋電紅外傳感器除了用于遙感、制導(dǎo)、夜視、主動(dòng)雷達(dá)、熱成像、氣體分析、輻射計(jì)、測(cè)溫等軍事和工業(yè)場(chǎng)合外，它在消費(fèi)電子電器產(chǎn)品中的應(yīng)用正迅速增長(zhǎng)。人體發(fā)射的10um 左右的紅外線通過(guò)菲泥爾濾光片增強(qiáng)后聚集到紅外感應(yīng)源上。T = 物體溫度越高，則輻射的紅外線越多，紅外輻射能量就越強(qiáng)。與所有熱傳感器一樣，熱釋電傳感器的工作原理可以用 3 個(gè)過(guò)程來(lái)描述：由輻射轉(zhuǎn)化為熱的吸收過(guò)程：由熱轉(zhuǎn)化為溫度的加熱過(guò)程：由溫度轉(zhuǎn)化電的測(cè)溫過(guò)程。由于它的輸出阻抗極高，所以傳感器中有一個(gè)場(chǎng)效應(yīng)管進(jìn)行阻抗變換。其內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖 。它由陶瓷氧化物或壓電晶體元件組成，元件兩個(gè)表面做成電極而構(gòu)成響應(yīng)元。 2 報(bào)警電路 設(shè)計(jì) 中北大學(xué)信息商務(wù)學(xué)院 20