【正文】 腳置為高電平時(shí)，系統(tǒng)方可進(jìn)入正常工作。數(shù)據(jù)通信電路以 Maxim公司的 MAX3238芯片為核心，實(shí)現(xiàn)電平轉(zhuǎn)換及串口通信功能；具有低功耗、高數(shù)據(jù)速率、增強(qiáng)型 ESD保護(hù)等特性。15kV IEC 100042氣隙放電、 177。15kV人體放電模式。一種是指示發(fā)射狀態(tài)時(shí)的功率增長(zhǎng)情況，另一種是指示 TC35的工作狀態(tài)。 江漢大學(xué) 2020屆本科生畢業(yè)論文 17 TC35i通過(guò) C8051F020與 PC機(jī)通信，其外圍電路如圖 4所示。通過(guò)向 TC35寫(xiě)入不同的 AT指令，能完成多種功能，如網(wǎng)絡(luò)登錄、讀取 SIM卡上電話(huà)號(hào)碼、發(fā)送 SMS消息、接收 SMS消息等。 其中，初始化的工作包括設(shè)置串口速率、無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)登陸以及設(shè)置短信模式為 PDU。 漢字編碼轉(zhuǎn)換 由于在 GSM標(biāo)準(zhǔn)中，中文編碼采用的是 Unicode編碼，而不是目前國(guó)內(nèi)常用的 GB2312編碼，故還需要進(jìn)行中文編碼的轉(zhuǎn)換，才能顯示漢字字型。因此本設(shè)計(jì)選用 HRH GSM Modem來(lái)進(jìn)行通信。 HRH GSM Modem 的硬件接口 模塊要求 12V/500mA 供電，與計(jì)算機(jī)或單片機(jī)通過(guò)串口通信，波特率 9600bps，通過(guò)SIM 卡座來(lái)安裝 SIM 卡。 b． 幀結(jié)構(gòu)：幀頭（固定為 0AAH）＋指令碼＋數(shù)據(jù) 設(shè)置短信中心號(hào) 江漢大學(xué) 2020屆本科生畢業(yè)論文 18 以北京地區(qū)為例，短信中心號(hào)為： +8613800100500，應(yīng)向 GSM MODEM 下發(fā)數(shù)據(jù)幀： AA 09 2B 38 36 31 33 38 30 30 31 30 30 35 30 30 （ 16 進(jìn)制數(shù)據(jù)） 如果設(shè)置成功， GSM MODEM 應(yīng)答 AA 09 “+8613800100500”， 如果設(shè)置不成功， GSM MODEM 應(yīng)答 AA 09 ?ERROR? 短信中心號(hào)設(shè)置后，保存在 SIM 卡上，只需設(shè)置一次；也可以在手機(jī)上把短 信中心號(hào)設(shè)置好后再裝入 GSM Modem，以后就不用再設(shè)置。 AA 01 ?OK? 短信已從 GSM MODEM 送出，但未送達(dá)短信中心，可能是信號(hào)質(zhì)量差或天線(xiàn)連接不好。 AA 01 ?SUCCESS 13661174602： 0304111023123203041110231532?接收方已經(jīng)收到短信（注意僅當(dāng)接收方手機(jī)已經(jīng)設(shè)置短信自動(dòng)應(yīng)答時(shí)才會(huì)返回； GSM MODEM 已設(shè)置成短信自動(dòng)應(yīng)答）。 一般情況下，由于短信不保證實(shí)時(shí)性，所以從發(fā)送到對(duì)方接收到短信可能有 510秒的延時(shí)，使用中建議設(shè)置短信超時(shí)定時(shí)器長(zhǎng)度在 2030秒左右。 短信發(fā)送失敗的幾種可能返回信息： a. AA 01 ?ERROR? b. AA 01 ?OK? c. AA 01 ?SEND OK?32 后； AA 01 ? FAILURE 13661174602 ： 0304111023123203041110331532? 江漢大學(xué) 2020屆本科生畢業(yè)論文 19 第 3章 鍵 盤(pán) 顯 示 為了實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)發(fā)生警情時(shí)能夠向指定的號(hào)碼發(fā)送短信息的功能，則必須有鍵盤(pán)和 LED顯示，來(lái)對(duì)防盜報(bào)警系統(tǒng)進(jìn)行電話(huà)號(hào)碼的預(yù)設(shè)，本設(shè)計(jì)選用 SK5279A作為鍵盤(pán)顯示驅(qū)動(dòng) 。它內(nèi)部帶有譯碼器，具有多種譯碼方式。 CLK:同步時(shí)鐘端，向芯片發(fā)送及讀取數(shù)據(jù)時(shí)。 CS:片選端，低電平有效。 KEY:按鍵有效輸入端，平時(shí)為低電平，當(dāng)檢測(cè)到有效按鍵時(shí)，此引腳變?yōu)楦唠娖健? DP:小數(shù)點(diǎn)驅(qū)動(dòng)輸出。 SK5279A采用串行方式與微處理器通訊，串行數(shù)據(jù)從 DIO引腳送入芯片，并與 CLK同步。如果 DIO是輸出狀態(tài)，則鍵盤(pán)數(shù)據(jù)從 DIO口讀出。 (3)具有控制譯碼 /不 譯碼、顯示位數(shù)、閃爍屬性等多種控制指令，編程靈活。 SK5279A的控制指令： SK5279A的指令系統(tǒng)可分為兩大類(lèi) :純指令和帶數(shù)據(jù)指令。 純指令為 8個(gè) bit(單字節(jié) )，微處理器需要發(fā)送 8個(gè) CLK脈沖。移位指令為 101000D1D0,D1D0= 0～ 3，分別對(duì)應(yīng)右移、左移、循環(huán)右移和循環(huán)左移?？梢允前l(fā)送的數(shù)據(jù)，可以是返回的鍵盤(pán)數(shù)值。在本次設(shè)計(jì)中根據(jù)設(shè)計(jì)需要選擇了第三種顯示方式。 硬件及軟件設(shè)計(jì) SK5279A與 MCS51單片機(jī)的連接 圖 2為其典型的硬件連接圖， R1取 10 k歐 , R2取 200 f歐 , R3取 100 k歐 , R4取 k歐 , C取 15 ， 8只 R3和 8只 R1都可以省去。在所設(shè)計(jì)的流量顯示積算儀中共用到 14鍵，其鍵值與對(duì)應(yīng)的功能見(jiàn)表 1。 MCS51的晶振頻率取為 6MHz,如果選用不同的時(shí)鐘頻率，則應(yīng)注意后面的延時(shí)時(shí)間的設(shè)定。在設(shè)計(jì)的過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，如果按照這種連接，系統(tǒng)工作不穩(wěn)定，有時(shí)會(huì)出現(xiàn)檢測(cè)不到鍵按的情況。由于這種影響，當(dāng)有鍵按下時(shí) KEY引腳的電壓不是 +5V，而是被拉至門(mén)檻電壓之下。江漢大學(xué) 2020屆本科生畢業(yè)論文 21 軟件設(shè)計(jì)部分 用 Frankl_inC51編寫(xiě) 了鍵盤(pán)及顯示的程序，進(jìn)行仿真。 檢測(cè)是否有鍵按下是通過(guò) KEY是否有高電平信號(hào)，前面已經(jīng)提到，平時(shí) KEY為低電平，當(dāng)有鍵按下后變?yōu)楦唠娖剑⑶乙恢北３值芥I值讀完為止。 在圖 圖 6中，多次用多長(zhǎng)延時(shí)和短延時(shí)，這是個(gè)時(shí)序問(wèn)題。 CLK端 置 0和 1,是為了產(chǎn)生跳變，使數(shù)據(jù)端 DIO有效。最后鍵值存在 VALUE中。在編寫(xiě)顯示程序時(shí)采用了控制獨(dú)立 LED的顯示方式 .因?yàn)樵陲@示各個(gè)測(cè)量結(jié)果的時(shí)候，最高位需要顯示提示符，而且各個(gè)量顯示的位數(shù)也不一樣。 Adds為要發(fā)送的命令或數(shù)據(jù)， 顯示程序的流程圖如圖 6。 同等容量的 EEPROM 相比較， FRAM 具有諸多優(yōu)勢(shì) : 第一個(gè)優(yōu)勢(shì)是 FRAM 能夠以總線(xiàn)速度執(zhí)行寫(xiě)操作，且數(shù)據(jù)開(kāi)始傳輸后沒(méi)有任何寫(xiě)延時(shí)。數(shù)據(jù)傳輸 時(shí)沒(méi)有尺寸限制，無(wú)延時(shí)。 第二個(gè)優(yōu)勢(shì)是寫(xiě)操作耐久性 .寫(xiě)次數(shù)高達(dá) 100 億次。實(shí)際上可以認(rèn)為 FRAM 沒(méi)有寫(xiě)次數(shù)的限制，非常適用于數(shù)據(jù)采集。 FRAM 采用鐵電存儲(chǔ)機(jī)制，可通過(guò)本地 VCC江漢大學(xué) 2020屆本科生畢業(yè)論文 24 支持寫(xiě)操作， EEPROM 則只需一個(gè)電荷泵或升壓電路。 本設(shè)計(jì)選用了 FM31xx 來(lái)作為非易失性數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器， FM31xx 是一種基于 總線(xiàn)并采用鐵電體存儲(chǔ)技術(shù)的多功能存儲(chǔ)芯片。 FM31xx 系列芯片由一個(gè)鐵電存儲(chǔ)器和一個(gè)處理器組成。它可與微處理器通過(guò) I2C 總線(xiàn)進(jìn)行通信。從系統(tǒng)透視圖來(lái)看 ,它們是兩個(gè)分離的器件 ,在串行 I2C 總線(xiàn)上有不同的 ID。某些功能 (如 RTC 和事件計(jì)數(shù)器 )是由后備電源來(lái)保持的 ,因而允許它們?cè)陔娫措妷旱陀谠O(shè)定極限時(shí)繼續(xù)使用電池或后備電容作為電源。 FM31xx 的引腳功能如表 1 所列。進(jìn)行不同功能的操 作時(shí)只要設(shè)置相應(yīng)的雙向開(kāi)關(guān) S S2和S3就可以了。下面分別介紹 FM31xx 各功能的使用方法及實(shí)驗(yàn)結(jié)果。使用的從機(jī)地址是 1010xxxxb。所有系列芯片一致使用兩字節(jié)的存儲(chǔ)器地址 ,最近使用的存儲(chǔ)地址可保存。 FM31xx使用說(shuō)明書(shū)上標(biāo)稱(chēng)的最大總線(xiàn)速度可以達(dá)到 1MHz,實(shí)驗(yàn)測(cè)得的最大速度可達(dá)到 950kHz(1MHz時(shí)會(huì)出現(xiàn)讀寫(xiě)錯(cuò)誤。所不同的只是 ,處理器可使用不同的從機(jī)地址 (1101xxxxb) ,而存儲(chǔ)器只需要一字節(jié)的存儲(chǔ)器地址。它可以由外部后備電源或電容永久供電。使用后備電源時(shí) ,要先給 Vdd 引腳上電 ,然后再斷開(kāi) ,此時(shí)后備電源的工作電流要比直接使用后備電源的電流小很多。給Vdd 上電再斷開(kāi)后再次測(cè)量 ,其后備電源的電流只有 。此外 ,還應(yīng)注意后備電源的電壓最大為 ,故在使用 5V電源時(shí) ,不能直接把 Vbak 引腳接入 5V。事實(shí)上 ,實(shí)時(shí)時(shí)鐘也可支持電容供電。在系統(tǒng)掉電情況下 , 1μF 的電容可使 RTC 大約工作 秒。但根據(jù)實(shí)驗(yàn)測(cè)量結(jié)果看 ,其定時(shí)時(shí)間以 164ms 為單位 ,定時(shí)范圍從164ms 到 4920ms。因?yàn)榭撮T(mén)狗溢出后會(huì)產(chǎn)生 RST 引腳復(fù)位 ,實(shí)驗(yàn)測(cè)得 164ms 后會(huì)再次啟動(dòng)看門(mén)狗。其它芯片的復(fù)位端可以連接到 RST 引腳線(xiàn)或。相反 ,如果低于門(mén)限電壓 , RST 引腳則被拉低 (此時(shí)沒(méi)有考慮看門(mén)狗復(fù)位 ) ,并在 Vdd 低到不能維持芯片工作之前一直保持低電平。圖 3 所示是其復(fù)位操作時(shí)序。 RST 引腳也允許手動(dòng)復(fù)位 ,當(dāng) RST 輸入端檢測(cè)到外部低壓 ,實(shí)驗(yàn)測(cè)得的拉低 RST 引腳時(shí)間為 164ms。 (4)低壓報(bào)警與比較器操作 電 源電壓低于一定值時(shí)會(huì)產(chǎn)生低壓報(bào)警 ,比較器將產(chǎn)生非屏蔽中斷。當(dāng) PFI 引腳電壓低于 時(shí) , CAL/PFO 引腳輸出低電平 。此外 ,此功能也可以做為一般的比較器使用。當(dāng)輸入引腳有邊沿變化時(shí) ,各計(jì)數(shù) 器的相應(yīng)寄存器的值就會(huì)遞增。 (6)序列號(hào) 該寄存器提供有一個(gè) 64 位的可讀可寫(xiě)非易失性序列號(hào)。由于 8 字節(jié)數(shù)據(jù)位 (寄存器地址為 0x110x18)和鎖存位 SNL 都是由處理器配件的器件標(biāo)識(shí)來(lái)訪(fǎng)問(wèn)的 ,因此 ,序列號(hào)與存儲(chǔ)單元是明顯分開(kāi)的。然而 ,當(dāng)其一旦被鎖定 ,序列號(hào)就不可以改變 ,鎖定位 SNL 也不能被撤銷(xiāo)。 使用 FM31xx 時(shí)要特別注意 ,其掉電后 ,有些寄存器的值可能不會(huì)復(fù)位而保持原來(lái)的值。 小結(jié) FM31xx 芯片具有多種功能 ,可和多種微處理器搭配使用 ,因而可減小硬件電路的復(fù)雜性。從而廣泛用于數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、電壓監(jiān)測(cè)、高精度時(shí)鐘等不同的場(chǎng)合。本設(shè)計(jì)選用了實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片 DS12887。 DS12887 芯片具有微功耗、外圍接口簡(jiǎn)單、精度高、工作穩(wěn)定可靠等優(yōu)點(diǎn)，它功能豐富、應(yīng)用廣泛，特別在工業(yè)控制及智能儀器儀表中 有廣泛用途。 DS12887時(shí)鐘芯片的結(jié)構(gòu) DS12887時(shí)鐘芯片內(nèi)部由振蕩電路、分頻電路、周期中斷 /方波選擇電路、 14字節(jié)時(shí)鐘和控制單元、 114字節(jié)用戶(hù)非易失 RAM、 十進(jìn)制 /二進(jìn)制計(jì)數(shù)器、總線(xiàn)接口電路、電源開(kāi)關(guān)寫(xiě)保護(hù)單元和內(nèi)部鋰電池等部分組成， DS12887芯片的內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖如圖所示。 江漢大學(xué) 2020屆本科生畢業(yè)論文 30 DS12887 時(shí)鐘芯片的引腳 功能 DS12887 時(shí)鐘芯片的引腳功能如下： AD0AD7 為地址 /數(shù)據(jù)復(fù)用總線(xiàn)； NC 為空腳； MOT 為總線(xiàn)模式選擇（ Motorola/Intel），當(dāng)此腳接到 Vcc 時(shí)，選用的是 Motorola 總線(xiàn)時(shí)序，當(dāng)它接地或不接時(shí)，選用的是 Intel 總線(xiàn)時(shí)序； CS 為片選端； AS 為地址鎖存允許端； R/W 在 Intel 總線(xiàn)下作為寫(xiě)； DS 在 Intel 總線(xiàn)下作為讀； RESET 為復(fù)位端，復(fù)位端對(duì)時(shí)鐘、日歷、 RAM 無(wú)效，系統(tǒng)上電時(shí)復(fù)位端要保持低電平 200ms 以上 DS12887 才可以正常工作； IRQ 為中斷請(qǐng)求輸出端； SQW 為方波輸出端，當(dāng) Vcc 低于 時(shí)沒(méi)有作用； Vcc 為 +5V 電源； GND 為接地端。 江漢大學(xué) 2020屆本科生畢業(yè)論文 31 DS12887 時(shí)鐘芯片的狀態(tài)控制寄存器 DS12887 芯片內(nèi)部寄存器 A：內(nèi)部地址為 0AH。 DV DV DV0 應(yīng)設(shè)置為 010，表示打開(kāi)晶振，允許計(jì)時(shí)。 DS12887 芯片內(nèi)部寄存器 B：內(nèi)部地址為 0BH。 PIE=1：允許周期中斷； PIE=0：禁止周期中斷。 UIE=1：允許更新結(jié)束中斷； UIE=0： 禁止更新結(jié)束中斷。 SQWE=1：將 RS RS RS RS0 選定的方波輸出。該位不受復(fù)位信號(hào)影響。 DSE 為夏時(shí)制允許位。 DS12887 芯片內(nèi)部寄存器 C：內(nèi)部地址為 0CH 。 PF 為方波周期中斷標(biāo)志。 AF 為鬧鈴中斷標(biāo)志。 UF 為更新周期結(jié)束中斷標(biāo)志。 DS12887 芯片內(nèi)部寄存器 D：內(nèi)部地址為 0DH。 VRT=1：鋰電池正常 ； VRT=0：鋰電池耗盡。時(shí)間可選擇 12 小時(shí)制或24 小時(shí)制，當(dāng)選擇 12 小時(shí)制時(shí)，小時(shí)字節(jié)高位為邏輯 “1”代表 PM。每秒鐘這 10 個(gè) 字節(jié)走時(shí) 1 秒，檢查一次定鬧條件，如在更新時(shí)，讀時(shí)間和日歷可能引起錯(cuò)誤。第一種，當(dāng)定鬧時(shí)間寫(xiě)入相應(yīng)時(shí)、分、秒定鬧單元，在定時(shí)允許、鬧鐘位置高電平的條件下，定鬧中斷每天準(zhǔn)時(shí)起動(dòng)一次。不關(guān)心碼是任意從 C 到 FF 的 16 進(jìn)制數(shù)。 注： DS12887 應(yīng)用程序見(jiàn)附錄 第六章 后備電源 為了防止竊賊在進(jìn)入防區(qū)之前將系統(tǒng)的供電交流電源切斷，系統(tǒng)必須能夠在交流電源被切斷后繼續(xù)正常運(yùn)行一段時(shí)間，本系統(tǒng)采用基于 51 單片機(jī)的鉛酸蓄電池作為后備電源，這就給系統(tǒng)設(shè)計(jì)提出了一個(gè)繼續(xù)解決的問(wèn)題：就是蓄電池的充電電源管理問(wèn)題。鉛酸蓄電池自發(fā)明后以其價(jià)格低廉、原江漢大學(xué) 2020屆本科生畢業(yè)論文 33 材料易于獲得，使用上有充分的可命性，適用于大電流放電及廣泛的環(huán)境溫度范圍等優(yōu)點(diǎn)，在化學(xué)電源中一直占有