【正文】 信，與已經(jīng)出現(xiàn)的研究成果向比較，在實現(xiàn)方法和對象上有很大區(qū)別。單片機(jī)并沒有超脫馮廠家在一個芯片上制成了CPU和一定容量的程序存儲器和數(shù)據(jù)存儲器以及一定數(shù)量的輸入/輸出接口，在一個大規(guī)模集成電路芯片上構(gòu)造了完整的計算機(jī)結(jié)構(gòu)，故稱之為單片機(jī)。從CPU、存儲器到輸入輸出端口，一應(yīng)俱全。一般微處理器和有關(guān)元器件分軍用和民用兩極，民用產(chǎn)品主要用于辦公室及機(jī)房環(huán)境，工作溫度在0~70℃，軍用產(chǎn)品要求在惡劣環(huán)境條件下穩(wěn)定工作，工作溫度在65~+125℃；工業(yè)機(jī)產(chǎn)品的性能介于以上兩者之間，在40~+85℃溫度環(huán)境中可正常工作。在單片機(jī)應(yīng)用中，可以根據(jù)實際工作環(huán)境，選擇工作級芯片，保證系統(tǒng)可靠。這種機(jī)械和電子技術(shù)、信息技術(shù)緊密結(jié)合的新的學(xué)科領(lǐng)域是先進(jìn)制造技術(shù)研究和普及的結(jié)果。同時追求體積小、價格低，甚至低功耗等。單片機(jī)發(fā)展了20多年，幾乎無處不在因此我選用了單片機(jī)作為該控制系統(tǒng)的核心控制元件。 主要特點及管腳1. 與MCS51單片機(jī)產(chǎn)品兼容2. 8K字節(jié)在系統(tǒng)可編程Flash存儲器3. 1000次擦寫周期4. 全靜態(tài)操作：0Hz~33Hz5. 三級加密程序存儲器6. 31個可編程I/O口線7. 三個16位定時器/計數(shù)器8. 八個中斷源9. 全雙工UART串行通道10. 低功耗空閑和掉電模式11. 掉電后中斷可喚醒12. 看門狗定時器13. 雙數(shù)據(jù)指針14. 掉電標(biāo)識符圖３１ 單片機(jī)管腳AT89S52是一種低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K在系統(tǒng)可編程Flash存儲器。片上Flash允許程序存儲器在系統(tǒng)可編程，亦適用于常規(guī)編程器。P0口：P0口是一個8位漏極開路的雙向I/O口。對P0端口寫“1”時，引腳用作高阻抗輸入。在這種模式下，P0具有內(nèi)部上拉電阻。本系統(tǒng)用P0口作為溫度的輸出，由于P0口的輸出電流不足以點亮所有LED數(shù)碼管顯示，解決驅(qū)動的問題有兩種解決方案：（1）把數(shù)碼管各段分別接到單片機(jī)的I/O口上；（2）把數(shù)碼管各段都接在P0口上，把公共端通過驅(qū)動接在單片機(jī)P2口，用來作為片選。P1口：P1口是一個具有內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口，P1輸出緩沖器能驅(qū)動4個TTL邏輯電平。作為輸入使用時，被外部拉低的引腳由于內(nèi)部電阻的原因，將輸出TTL電流。P2口：P2口是一個具有內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口，P2輸出緩沖器能驅(qū)動4個TTL邏輯電平。作為輸入使用時，被外部拉低的引腳由于內(nèi)部電阻的原因，將輸出電流。在這種應(yīng)用中，P2口試用很強的內(nèi)部上拉發(fā)送1。在Flash編程和校驗時，P2口也接受高8位地址字節(jié)和一些控制信號。P3口：P3口是一個具有內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口，P2輸出緩沖器能驅(qū)動4個TTL邏輯電平。P3口亦作為AT89S52特殊功能（第二功能）使用。 存儲器MCS51器件有單獨的程序存儲器和數(shù)據(jù)存儲器，外部程序存儲器和數(shù)據(jù)存儲器都可以64K尋址。對于89S52，如果EA接VCC，程序讀寫先從內(nèi)部存儲器（地址為0000H1FFFH）開始，接著從外部尋址，尋址地址為：2000H~FFFFH。高128字節(jié)與特殊功能寄存器重疊。當(dāng)一條指令訪問高字節(jié)于7FH的地址時，尋址方式?jīng)Q定CPU訪問高128字節(jié)RAM，還是特殊功能寄存器空間。例如下面的間接尋址方式中，R0內(nèi)容為0A0H，訪問的地址是0A0H寄存器，而不是P2口（它的地址是0A0H）。因此，高128字節(jié)數(shù)據(jù)RAM也可以用于堆?？臻g。每個中斷源都可以用過置位或清除特殊寄存器IE置位EA，它能一次禁止所有中斷。用戶軟件不應(yīng)給這些位寫1。定時器2可以被寄存器T2CON中的TF2和EXF2的或邏輯觸發(fā)。實際上，中斷服務(wù)程序必須判定是否由軟件清零。他們的值一直到下一個周期被電路捕捉下來。 晶振特性AT89S52單片機(jī)有一個用于構(gòu)成內(nèi)部振蕩器的反相放大器，XTAL1和XTAL2分別是放大器的輸入、輸出端。從外部時鐘源驅(qū)動器件的話，XTAL2可以不接，而從XTAL1接入。石英晶振C1,C2=30PF177。10PF。內(nèi)部復(fù)位電路在每個機(jī)器周期對片外信號復(fù)位一次，當(dāng)RST引腳上出現(xiàn)連續(xù)兩個機(jī)器周期的高電平時，單片機(jī)就能完成一次復(fù)位。外部復(fù)位電路就是為內(nèi)部復(fù)位電路提供兩個機(jī)器周期以上的高電平而設(shè)計的。本設(shè)計采用按鍵電平復(fù)位：圖34 復(fù)位電路 GSM短信息通信模塊（Modem）目前，在國內(nèi)已經(jīng)開始使用的GSM模塊有Fal的A2D系列，Wave的WM02系列，西門子的TC35系列模塊，這些模塊的功能、用法差別不大。西門子的TC35i模塊是西門子推出的最新的無線模塊，功能上與TC35兼容，設(shè)計緊湊，大大縮小了用戶產(chǎn)品的體積。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)、語音、短消息和傳真提供快速、可靠、安全的傳輸，方便用戶的應(yīng)用開發(fā)及設(shè)計。單片機(jī)是整個控制系統(tǒng)的核心器件，從經(jīng)濟(jì)實用，時序控制以及運行速度方面考慮系統(tǒng)選用ATMEL公司開發(fā)的AT89S52作為本系統(tǒng)的主控部件。本設(shè)計主要是利用它的數(shù)據(jù)傳輸功能，本系統(tǒng)和用戶之間的通信就和兩個手機(jī)用戶之間的通信一樣。單片機(jī)和GSM的Modem模塊之間通過串行進(jìn)行通信。１．相互通道接口選擇原則相互通道接口設(shè)計與其他通道接口設(shè)計的顯著區(qū)別是：相互通道接口主要是接口標(biāo)準(zhǔn)的選擇、在選擇好標(biāo)準(zhǔn)接口后要解決的問題主要是通信控制芯片的選擇，通信介質(zhì)選擇以及接口信號電平的調(diào)整等。因此在相互通道的各個環(huán)節(jié)上都要保證有高可靠的傳輸。2）通信速度與通信距離通常的標(biāo)準(zhǔn)串行接口的電氣特性都有滿足可靠傳輸時的最大通信速度用傳送距離指標(biāo)。例如：采用RS232C所提供的單項數(shù)據(jù)傳輸時，最大數(shù)據(jù)傳輸速率為20kb/S，最大傳輸距離為15m。3）通道的抗干擾能力通道選擇的標(biāo)準(zhǔn)接口，在保證不超過其適用范圍時都有一定的抗干擾能力，以保證可靠的信號傳輸。例如：長距離傳輸時，使用電流環(huán)技術(shù)，不僅使電流環(huán)路大大降低對噪聲的敏感程度，而且也便于在通信的兩端點處提供電氣距離。2．串行通信電路的設(shè)計RS232標(biāo)準(zhǔn)是EIA廣泛使用的標(biāo)準(zhǔn)。RS232C標(biāo)準(zhǔn)有兩個地。另一個是信號地，對所有其他信號提供一個公共參考點，這個地是必須連接起來的。在工業(yè)測控系統(tǒng)中，MCS51系列單片機(jī)用來在現(xiàn)場采集模擬量、開關(guān)量，而中央控制計算機(jī)在控制室或調(diào)度室用來檢測整個控制現(xiàn)場。在這種情況下一般采用PC機(jī)與單片機(jī)以串行通信方式交換信息，PC機(jī)為主機(jī)，單片機(jī)為從機(jī)。異步通訊接口有三類：1）RS232C（RS232A，RS232B）2）RS449，RS422，RS423，RS4853）20mA電流環(huán)在Windows應(yīng)用程序的開發(fā)中，我們常常需要面臨與外圍數(shù)據(jù)源設(shè)備通信的問題。RS232C在空閑時處于邏輯1狀態(tài)，在開始傳送時，首先產(chǎn)生一個起始位，起始位為一個寬度的邏輯+0，緊隨其后為所要傳送的數(shù)據(jù)，所要傳送的數(shù)據(jù)從低位開始依次送出，并以一個結(jié)束位標(biāo)志該字節(jié)傳送結(jié)束，結(jié)束位為一個寬度的邏輯1狀態(tài)。4．串口電平轉(zhuǎn)換芯片——MAX232整個數(shù)據(jù)采用模塊是作為下位機(jī)的單片機(jī)AT89C51來控制的，上位機(jī)的PC機(jī)之間是通過標(biāo)準(zhǔn)RS232串口連接的。RS232C標(biāo)準(zhǔn)有兩個地。只有在把機(jī)殼地連在一起是安全的場合，兩個設(shè)備的這個地可能連在一起。這個地是必須連接起來的。在RS232C系統(tǒng)中的電壓對地是對稱的，并且邏輯0至少為3V，邏輯1和邏輯0間的電壓擺幅可能是20V或者更大，這是為了避免通信線路上的干擾。因此，這就需要變換電平的器件來轉(zhuǎn)換電平。該接口采用雙極性信號，公共地線和負(fù)邏輯。5V表示邏輯1，+：電壓低于3V表示1，高于+，因此在實際應(yīng)用時，必須把微處理器的信號電平（TTL電平）轉(zhuǎn)換為RS232電平，或者對兩者進(jìn)行逆轉(zhuǎn)換。常用電平轉(zhuǎn)換芯片有MC1488,SN75150和MC1489,SN74154等。15 V的電源，且接受與發(fā)送個又一芯片，設(shè)計不太方便。這些芯片主要是提高集成度，把驅(qū)動接收功能集中在一個芯片上，或者是在1個芯片上，包含幾個線路(TX)和接收器(RX)，有些還帶有監(jiān)控系統(tǒng)。MAX232內(nèi)部有2個線路驅(qū)動器（TX）和2個接收器（RX）。15VDC。1文本)AT+CMGL List SMS message from preferredstore(列出SIM卡中的短消息PDU/text“RECUNREAD”未讀，1/“RECREAD”已讀出，2/“STOUNSENT”待發(fā)，3/“STOSENT”已發(fā)，4/“ALL”全部的)AT+CMGR Read SMS message (讀短消息)AT+CMGS Send SMS message (發(fā)送短消息)AT+CMGW Write SMS message to memory (向SIM內(nèi)存中寫入待發(fā)的短消息)AT+CMSS Send SMS message from storage (從SIM內(nèi)存中發(fā)送短消息)AT+CNMI New SMS message indications(顯示新收到的短信息)AT+CPMS Preferred SMS message storage (選擇短消息內(nèi)存)AT+CSCA SMS service center address (短消息中心地址) AT+CSCB Select cell broadcast message (選擇蜂窩廣播消息)AT+CSMP Set SMS text mode parameters (設(shè)置 短消息文本模式參數(shù))2．對短消息的控制方式共有三種模式：Block Mode基于AT命令的PDU Mode基于AT命令的Text Mode使用Block模式需要手機(jī)生產(chǎn)廠家提供驅(qū)動支持，目前，PDU Mode已取代Block Mode，Text Mode比較簡單。Text模式的短信息發(fā)送和接收比較簡單，如不需要傳送中文則最好采用Text模式發(fā)送和接收短信息。打開超級終端，選擇相應(yīng)的串口，將端口參數(shù)設(shè)置為：速率——9600、奇偶校驗位——無，數(shù)據(jù)位——8，停止位——1，流量控制——硬件。這時就可以測試各類AT命令。該指令的完整語法如下：如果此時TC35i處于PDU Mode（即“AT+CMGF？”返回“0”）AT+CMGS=PDU isgiven^Z/ESC如果短消息發(fā)送成功，則返回“OK”，并顯示信息號：+CMGS :[,]如果短消息發(fā)送失敗，則返回如下信息號：+CMS ERROR：如果此時EC51處于Text Mode（即“AT+CMGF？”返回“1”）AT+CMGS=[，toda]text is entered^Z/ESC如果短消息發(fā)送成功，則返回“OK”，并顯示信息號：+CMGS :[,]如果短消息發(fā)送失敗，則返回如下信息號：+CMS ERROR：另外，由于是用的是TC35i，當(dāng)有新的短消息到來時，需要TC35i產(chǎn)生提示，使用指令“AT+CNMI”。 LED器件分類LED發(fā)光器件一般常用的有兩類：數(shù)碼管和點陣。數(shù)碼管常用的有10根管腳，另外兩根管腳為一個數(shù)碼管的公共端。~。從電路上分，數(shù)碼管又可分為共陰和共陽兩種。1. LED靜態(tài)顯示方式所謂靜態(tài)顯示方式，就是當(dāng)顯示器顯示某一個字符時，相應(yīng)的發(fā)光二極管定地導(dǎo)通或截止。這是由于顯示器的各位相互獨立，而且各位的顯示字符一經(jīng)確定，相應(yīng)鎖存器的輸出將維持不變，直到顯示另一個字符為止。故在為數(shù)較多時往往采用動態(tài)顯示方式。所謂動態(tài)顯示，就是一位一位的輪流點亮各位顯示器（掃描）。自１各位的共陽極或共陰極分別由相應(yīng)的I/O口線控制，實現(xiàn)各位的分時選通。顯示器的亮度既與導(dǎo)通電流有關(guān)，也與點亮?xí)r間和間隔時間的比例有關(guān)。這兩種顯示方式各有利弊：靜態(tài)顯示雖然數(shù)據(jù)顯示穩(wěn)定，占用很少的CPU時間，但每個顯示單元都需要單獨的顯示驅(qū)動電路，實用的電路硬件較多；動態(tài)顯示雖然有閃爍感，占用的CPU時間多，但使用的硬件少，能節(jié)省線路板空間。 LED的驅(qū)動和顯示在單片機(jī)系統(tǒng)中，LED數(shù)碼管顯示是反映系統(tǒng)輸出和操作輸入的有效器件。單片機(jī)對LED數(shù)碼管的驅(qū)動方法可以分為串行和并行兩種，分別適用于不同的使用場合，二者硬件電路電路和程序的差別也很大。2. 并行驅(qū)動在一般情況下，單片機(jī)使用并行驅(qū)動的方式進(jìn)行LED的顯示。 顯示電路的相關(guān)說明。這就需48=32個限流電阻。另外，采用動態(tài)顯示，可以明顯的降低功耗，因為每一時刻只有一個LED發(fā)光，其功耗為靜態(tài)顯示的1/4。圖37 LED顯示，這時按照以上的驅(qū)動方法，在硬件實現(xiàn)上較為復(fù)雜，在這種情況下可以zlg7289A，它是一片具有串行接口的可同時驅(qū)動8位共陰式數(shù)碼管或64只獨立LED的智能顯示驅(qū)動芯片，該芯片同時還可連接多達(dá)64鍵的鍵盤矩陣單片即可完成LED顯示、鍵盤接口的全部功能。實際應(yīng)用中8只下拉電阻和8只鍵盤連接位選線DIGODIG7的8只電阻，位選電阻遵從一定的比例關(guān)系，下拉電阻應(yīng)大于位選電阻的5倍，而小于其50倍，典型值為10倍，下拉電阻的取值范圍是10K~100K，位選電阻的取值范圍是1K~10K，在不影響顯示的前提下，下拉電阻應(yīng)盡可能的取較小的值，這樣可以提高鍵盤部分的抗干擾能力。如使用大型的數(shù)碼管應(yīng)使用適當(dāng)?shù)尿?qū)動電路。如果芯片無法正常工作，首先檢查此振蕩電路在印刷電路板布線時所有元件，尤其是振蕩電路的元件應(yīng)盡量靠近zlg7289A，并盡量使電路連線最短。鍵盤接口，尤其是鍵入信號的軟件處理方法是影響系統(tǒng)使用和操作性能的重要因素。3．計算并確定按鍵的鍵值。行列式鍵盤又稱矩陣式鍵盤。因此，在按鍵數(shù)量較多時，可以節(jié)省I/O口線。列線電平如果為低，則行線電平為低：列線電平如果為高，則行線電平亦為高。矩陣鍵盤中行、列線為多線共用，各按鍵均影響該鍵所在行和列的電平。平時無按鍵動作時，行線處于高電平狀態(tài)，當(dāng)有按鍵按下時，各按鍵將彼此相互發(fā)生影響，所以必須將行、列信號配合起來做適當(dāng)?shù)奶幚?，才能確定閉合鍵的位置。當(dāng)行線通過上拉電阻接++5V時，被定位在高電平狀態(tài)。其方法是：給列線的所有I/O口線均置成低電平，然后將行線電平