【正文】 同時(shí)亮，蜂鳴器響，直到溫度降到警戒值。 相關(guān)知識(shí)介紹－數(shù)字移動(dòng)通信系統(tǒng)移動(dòng)通信模塊采用的是基于GSM數(shù)字移動(dòng)通信系統(tǒng)的通信模塊。隨著社會(huì)的發(fā)展，人們對(duì)通信的要求越來越高，希望無論何時(shí)何地都能及時(shí)可靠地實(shí)現(xiàn)與任何人之間的通信。移動(dòng)通信就是指通信的雙方，至少有一方是在移動(dòng)中進(jìn)行的通信。要使通信的一方或雙方在移動(dòng)中實(shí)現(xiàn)通信，就必須采用無線方式。GSM數(shù)字移動(dòng)通信系統(tǒng)是由歐洲主要電信運(yùn)營者和制造廠家組成的標(biāo)準(zhǔn)化委員會(huì)設(shè)計(jì)出來，并在蜂窩系統(tǒng)的基礎(chǔ)上發(fā)展而成。同時(shí)，為維護(hù)GSM網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營者、設(shè)備制造商和用戶的共同利益，各國的運(yùn)營者和制造商共同發(fā)起并成立了GSM MOU(Memorandum of Understanding，諒解備忘錄)組織。從此移動(dòng)通信跨入了第二代數(shù)字移動(dòng)通信系統(tǒng)。該系統(tǒng)與GSM900具有同樣的基本功能特性，它只占GSM協(xié)議的很小一部分，僅將GSM900和DCSI800之間的差別加以描述，二者絕大部分是通用的，均可通稱為GSM系統(tǒng)。到1994年5月已有50個(gè)GSM網(wǎng)在世界上運(yùn)營，10月總客戶數(shù)已超過400萬，國際漫游客戶每月呼叫次數(shù)超過500萬，客戶平均增長超過50%。到1994年已有6個(gè)運(yùn)營者采用了該系統(tǒng)。這樣做的目的是盡可能減少對(duì)設(shè)計(jì)者的限制，并使各運(yùn)營者有可能購買不同廠家的設(shè)備。目前，我國GSM用戶數(shù)量已超過7億，成為世界上GSM手機(jī)量最多的國家。(2)具有靈活和方便的組網(wǎng)結(jié)構(gòu)，頻率重復(fù)利用率高，容量加大。(4)提供開放性接口，可與各種公用通信網(wǎng)互連互通，任何廠家提供的GSM系統(tǒng)都能互連。(6)在SIM（Subscriber Identity Module,客戶識(shí)別模塊）卡基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)自動(dòng)漫游功能，全部GSM移動(dòng)用戶都進(jìn)入GSM系統(tǒng)而與國別無關(guān)。采用高級(jí)語言工具C51來進(jìn)行軟件設(shè)計(jì)。利用該工具編寫的代碼簡單高效、結(jié)構(gòu)清晰，尤其是后來不同類型的微處理器及其更新產(chǎn)品的開發(fā)工具基本上都支持C語言，因此用C語言編寫的程序容易移植和維護(hù)。兩個(gè)版本都支持ANSI(American National Standards Institute，美國國家標(biāo)準(zhǔn)學(xué)會(huì))標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)為滿足MCS51單片機(jī)的特殊需要又?jǐn)U展了一些關(guān)鍵字，如 bit，code，data，idata，sfr，reentrant等。該編譯器對(duì)局部變量及傳遞參數(shù)使用RAM（Random Access Memory，隨機(jī)存儲(chǔ)器）覆蓋技術(shù)，使其內(nèi)部RAM的利用效率提高，因此C51完全可以和匯編語言相比擬。 FranklinC51 ：(1) 存儲(chǔ)模式上FranklinC51支持SMALL，COMPACT，LARGE模式。(2) 存儲(chǔ)類型FranklinC51支持89C51微處理器及結(jié)構(gòu)，可完全訪問硬件系統(tǒng)的所有部分，每個(gè)變量可準(zhǔn)確地賦予不同的存儲(chǔ)類型，如表21所示。FranklinC51支持的數(shù)據(jù)類型為bit，signed char，unsigned char， signed int，unsigned int，long，unsigned long，float指針等。另外，F(xiàn)ranklinC51還有兩個(gè)特殊的數(shù)據(jù)類型sbit和sfr，用來簡化對(duì)89C51微處理器的特殊功能寄存器(SFR)的訪問，如表22所示。FranklinC51支持一般三字節(jié)指針和基于存儲(chǔ)器的指針，其中基于存儲(chǔ)器的指針由C源代碼中存儲(chǔ)類型決定并在編譯時(shí)確定，用這種指針可以高效訪問對(duì)象并且只需一至二字節(jié)。 表23 C51的指針類型指針說明 長度 指向 float*p3 3字節(jié) 所有89C51存儲(chǔ)空間“float” chardata*dp 1字節(jié) “data”存儲(chǔ)區(qū)中的“char”longpdata*pp 1字節(jié) “pdata”存儲(chǔ)區(qū)中的“l(fā)ong”charxdata*xp 2字節(jié) “xdata”存儲(chǔ)區(qū)中的“char”(5)中斷和重入。使用C源程序直接開發(fā)中斷過程的函數(shù)語法如下：返回值 函數(shù)名 ([參數(shù)]) [模式] [再入] ；Interrupt vector [using bank] interrupt后的數(shù)值vector為89C51控制器的多中斷。表24 C51的中斷向量表中斷類型 中斷向量0：外部中斷0003H1：定時(shí)器/計(jì)數(shù)器0中斷000BH2：外部中斷1 0013H3：定時(shí)器/計(jì)數(shù)器1中斷001BH4：串行端口中斷0023H 單片機(jī)的硬件開發(fā)工具本設(shè)計(jì)硬件設(shè)計(jì)采用Altium Designer進(jìn)行電路圖設(shè)計(jì)。Altium Designer是原Protel軟件開發(fā)商Altium公司推出的一體化的電子產(chǎn)品開發(fā)系統(tǒng)，主要運(yùn)行在Windows XP操作系統(tǒng)。Altium Designer全面繼承包括Protel 99SE、Protel DXP在內(nèi)的一系列版本的功能和優(yōu)點(diǎn)，還增加了許多改進(jìn)和很多高端功能。Protues軟件是英國Labcenter Electronics公司出版的EDA工具軟件。它是目前最好的仿真單片機(jī)及外圍器件的工具。Proteus是世界上著名的EDA工具(仿真軟件)，從原理圖布圖、代碼調(diào)試到單片機(jī)與外圍電路協(xié)同仿真，一鍵切換到PCB設(shè)計(jì)，真正實(shí)現(xiàn)了從概念到產(chǎn)品的完整設(shè)計(jì)。在編譯方面，它也支持IAR、Keil和MATLAB等多種編譯。主模塊包括主機(jī)、溫度采集電路、LCD1602顯示電路、時(shí)鐘電路、GSM短信報(bào)警電路、按鍵電路和聲光報(bào)警驅(qū)動(dòng)電路。根據(jù)硬件連接和模塊的功能要求，提出軟件的設(shè)計(jì)方法并編程。單片機(jī)是將中央處理器(Central Processing Unit, CPU)、隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)、只讀存儲(chǔ)器(ReadOnly Memory, ROM)、定時(shí)/計(jì)數(shù)器及輸入/輸出接口電路等計(jì)算機(jī)主要部件集成在一塊集成電路芯片上的微型計(jì)算機(jī)。 單片機(jī)芯片介紹本設(shè)計(jì)選用AT89C52RC單片機(jī)芯片，AT89C52RC是一個(gè)低電壓，高性能CMOS 8位單片機(jī)，片內(nèi)含8k bytes的可反復(fù)擦寫的Flash只讀程序存儲(chǔ)器和256 bytes的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（RAM），器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存儲(chǔ)技術(shù)生產(chǎn)，兼容標(biāo)準(zhǔn)MCS51指令系統(tǒng)，片內(nèi)置通用8位中央處理器和Flash存儲(chǔ)單元，AT89C52RC單片機(jī)在電子行業(yè)中有著廣泛的應(yīng)用。作為輸出口用時(shí)，每位能吸收電流的方式驅(qū)動(dòng)8個(gè)TTL邏輯門電路，對(duì)端口P0 寫“1”時(shí)，可作為高阻抗輸入端用。在Flash編程時(shí)，P0口接收指令字節(jié)，而在程序校驗(yàn)時(shí)，輸出指令字節(jié)，校驗(yàn)時(shí)，要求外接上拉電阻。對(duì)端口寫“1”，通過內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電平，此時(shí)可作輸入口。(3) P2口是一個(gè)內(nèi)部帶有上拉電阻的8位雙向I/O口，P2的輸出緩沖級(jí)可驅(qū)動(dòng)（吸收或輸出電流）4 個(gè)TTL邏輯門電路。在訪問外部程序存儲(chǔ)器或16位地址的外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（例如執(zhí)行MOVX DPTR指令）時(shí)，P2口送出高8位地址數(shù)據(jù)。Flash編程或校驗(yàn)時(shí)，P2亦接收高位地址和一些控制信號(hào)。P3口輸出緩沖級(jí)可驅(qū)動(dòng)（吸收或輸出電流）4個(gè)TTL 邏輯門電路。此時(shí)，被外部拉低的P3口將用上拉電阻輸出電流（IIL）。P3口還接收一些用于Flash閃速存儲(chǔ)器編程和程序校驗(yàn)的控制信號(hào)。圖32 單片機(jī)最小系統(tǒng)電路 熱釋電傳感器紅外探測器作為整個(gè)報(bào)警系統(tǒng)的最前端，完成觸發(fā)報(bào)警信號(hào)的工作。 熱釋電紅外線傳感器簡介普通熱釋電人體紅外線傳感器的外形如圖33所示，D腳和S腳分別為內(nèi)部場效應(yīng)管的漏極和源極的引出端，G腳為內(nèi)部敏感元件的接地引出端。為了增強(qiáng)抗干擾能力，在此電阻上應(yīng)并一個(gè)電容C。圖33 熱釋電紅外線傳感器外形 敏感單元敏感單元的等效電路如圖34所示，內(nèi)部敏感材料做成很薄的薄片，每一薄片相對(duì)的兩面各引出一根電極，在電極兩端則形成一個(gè)等效的小電容，因?yàn)檫@兩個(gè)小電容是做在同一硅晶片上的，且形成的等效小電容能自身產(chǎn)生極化，在電容的兩端產(chǎn)生極性相反的正、負(fù)電荷。這正是傳感器的獨(dú)特設(shè)計(jì)之處，因而使得它具有獨(dú)特的抗干擾性。當(dāng)傳感器沒有檢測到人體輻射出的紅外線信號(hào)時(shí)，由于CC2自身產(chǎn)生極化，在電容的兩端產(chǎn)生極性相反、電量相等的正、負(fù)電荷，而這兩個(gè)電容的極性是相反串聯(lián)的，所以，正、負(fù)電荷相互抵消，回路中不產(chǎn)生電流，傳感器無輸出。傳感器仍然沒有信號(hào)輸出。所以，這種傳感器只對(duì)人體的移動(dòng)或運(yùn)動(dòng)敏感，對(duì)靜止或移動(dòng)很緩慢的人體不敏感，且對(duì)可見光和大部分紅外線具有良好的抗干擾能力。例如，SCA021對(duì) ~14μm波長的紅外線的穿透量為70%，%，%，有效地保證了對(duì)人體紅外線的選擇性。人體的正常體溫為 36~℃，即309~，其最強(qiáng)紅外線的波長為λm=2989/（309~）=~。所以，濾光窗能有效地讓人體輻射的紅外線通過，而最大限度地阻止陽光、燈光等可見光中的紅外線通過，以免引起干擾。配上菲涅爾透鏡時(shí)傳感器的探測半徑可達(dá)到10米。其外形為半球，平面圖形如圖35所示。最上面部分的每一等份為一個(gè)透鏡單元，它們由一個(gè)個(gè)同心圓構(gòu)成，同心圓圓心在透鏡單元內(nèi)。當(dāng)光線通過這些透鏡單元后，就會(huì)形成明暗相間的可見區(qū)和盲區(qū)。任何兩個(gè)相鄰?fù)哥R單元之間均以一個(gè)盲區(qū)和可見區(qū)相間隔，它們斷續(xù)而不重疊和交叉，如圖35所示。也可以這樣理解，人體在檢測區(qū)內(nèi)活動(dòng)時(shí)，一離開一個(gè)透鏡單元的視場，又會(huì)立即進(jìn)入另一個(gè)透鏡單元的視場，（因?yàn)橄噜復(fù)哥R單元之間相隔很近），傳感器上就出現(xiàn)隨人體移動(dòng)的盲區(qū)和可見區(qū)，導(dǎo)致傳感器的溫度變化，而輸出電信號(hào)。BISS0001是一款具有較高性能的傳感信號(hào)處理集成電路，它內(nèi)含運(yùn)算放大器、電壓比較器、狀態(tài)控制器、延時(shí)定時(shí)器及參考電源。上電后，芯片需要1分鐘左右的時(shí)間初始化，期間會(huì)有03次高電平出現(xiàn)。下次感應(yīng)到熱源時(shí)，再次出現(xiàn)高電平，可重復(fù)觸發(fā)。 溫度傳感器DS18B20數(shù)字溫度傳感器接線方便，封裝成后可應(yīng)用于多種場合，如管道式，螺紋式，磁鐵吸附式，不銹鋼封裝式，型號(hào)多種多樣，有LTM8877，LTM8874等等。封裝后的DS18B20可用于電纜溝測溫，高爐水循環(huán)測溫，鍋爐測溫，機(jī)房測溫，農(nóng)業(yè)大棚測溫，潔凈室測溫，彈藥庫測溫等各種非極限溫度場合。 溫度傳感器簡介DSl8B20數(shù)字溫度計(jì)提供9位（二進(jìn)制）溫度讀數(shù)，指示器件的溫度。DSl8B20的電源可以由數(shù)據(jù)線本身提供而不需要外部電源。這允許在許多不同的地方放置溫度敏感器件。C到+125176。C，可在l s(典型值)內(nèi)把溫度變換成數(shù)字。開始8位是產(chǎn)品類型編碼（DS18B20編碼均為10H）。最后8位是前面56位的CRC（循環(huán)冗余校驗(yàn)）碼。1號(hào)存貯器存放溫度值的符號(hào)，如果溫度為負(fù)(176。0號(hào)存貯器用于存放溫度值的補(bǔ)碼，LSB(最低位)176。將存貯器中的二進(jìn)制數(shù)求補(bǔ)再轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制數(shù)并除以2就得到被測溫度值(55176。C)。采取數(shù)據(jù)總線供電方式可以節(jié)省一根導(dǎo)線，但完成溫度測量的時(shí)間較長：采取外部供電方式則多用一根導(dǎo)線，但測量速度較快。DS18B20的外形及管腳排列如圖36所示。 溫度傳感器工作原理DS18B20的讀寫時(shí)序和測溫原理與DS1820相同，只是得到的溫度值的位數(shù)因分辨率不同而不同，且溫度轉(zhuǎn)換時(shí)的延時(shí)時(shí)間由2s減為750ms。高溫度系數(shù)晶振 隨溫度變化其振蕩率明顯改變，所產(chǎn)生的信號(hào)作為計(jì)數(shù)器2的脈沖輸入。計(jì)數(shù)器1對(duì)低溫度系數(shù)晶振產(chǎn)生的脈沖信號(hào)進(jìn)行減法計(jì)數(shù)，當(dāng)計(jì)數(shù)器1的預(yù)置值減到0時(shí)，溫度寄存器的值將加1，計(jì)數(shù)器1的預(yù)置將重新被裝入，計(jì)數(shù)器1重新開始對(duì)低溫度系數(shù)晶振產(chǎn)生的脈沖信號(hào)進(jìn)行計(jì)數(shù)，如此循環(huán)直到計(jì)數(shù)器2計(jì)數(shù)到0時(shí)，停止溫度寄存器值的累加，此時(shí)溫度寄存器中的數(shù)值即為所測溫度。 圖37 18B20內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖DS18B20有4個(gè)主要的數(shù)據(jù)部件：(1)光刻ROM中的64位序列號(hào)是出廠前被光刻好的，它可以看作是該DS18B20的地址序列碼。光刻ROM的作用 是使每一個(gè)DS18B20都各不相同，這樣就可以實(shí)現(xiàn)一根總線上掛接多個(gè)DS18B20的目的。圖38 DS18B20溫度值格式圖這是12位轉(zhuǎn)化后得到的12位數(shù)據(jù)，存儲(chǔ)在18B20的兩個(gè)8比特的RAM中，二進(jìn)制中的前面5位是符號(hào)位，如果測得的溫度大于0， 這5位為0，；如果溫度小于0，這5位為1， 溫度。表32 溫度對(duì)應(yīng)表 溫度 二進(jìn)制代碼 輸出 +125℃ 0000 0111 1101 0000 07D0h +85℃ 0000 0101 0101 0000 0550h +℃ 0000 0001 1001 0001 0191h +℃ 0000 0000 1010 0010 00A2h +℃ 0000 0000 0000 1000 0008h 0℃ 0000 0000 0000 0000 0000h ℃ 1111 1111 1111 1000 FFF8h ℃ 1111 1111 0101 1110 FF5Eh ℃ 1111 1110 0110 1111 FE6Fh 55℃ 1111 1100 1001 0000 FC90h (3)DS18B20溫度傳感器的存儲(chǔ)器 DS18B20溫度傳感器的內(nèi)部存儲(chǔ)器包括一個(gè)高速暫存RAM和一個(gè)非易失性的可電擦除的EEPRAM,后者存放高溫度和低溫度觸發(fā)器TH、TL和結(jié)構(gòu)寄存器