【正文】 裝置 17 據(jù)的傳送控制比并行通信復(fù)雜。 串行通信分為異步與同步通信，異步通信是指通信的發(fā)送與接收設(shè)備使 用各自的時(shí)鐘控制數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收過程。為使雙方的收發(fā)協(xié)調(diào)，要求發(fā)送和接收設(shè)備的時(shí)鐘盡可能一致。異步通信的特點(diǎn)：不要求收發(fā)雙方時(shí)鐘的嚴(yán)格一致，實(shí)現(xiàn)容易，設(shè)備開銷較小，但每個(gè)字符要附加 2～ 3 位用于起止位，各幀之間還有間隔，因此傳輸效率不高。同步通信時(shí)要建立發(fā)送方時(shí)鐘對(duì)接收方時(shí)鐘的直接控制，使雙方達(dá)到完全同步。此時(shí)，傳輸數(shù)據(jù)的位之間的距離均為“位間隔”的整數(shù)倍，同時(shí)傳送的字符間不留間隙，即保持位同步關(guān)系，也保持字符同步關(guān)系。發(fā)送方對(duì)接收方的同步可以通過兩種方法實(shí)現(xiàn)。 串行通信之中重要的是傳輸速率的匹配，因此就 有了比特率這一概念，比特率是每秒鐘傳輸二進(jìn)制代碼的位數(shù)，單位是：位／秒（ bps）。如每秒鐘傳送 240 個(gè)字符，而每個(gè)字符格式包含 10 位 (1 個(gè)起始位、 1 個(gè)停止位、 8個(gè)數(shù)據(jù)位 )，這時(shí)的比特率為：10位 240 個(gè) /秒 = 2400 bps，波特率的設(shè)置如下：串行口的四種工作方式對(duì)應(yīng)三種波特率。由于輸入的移位時(shí)鐘的來源不同，所以，各種方式的波特率計(jì)算公式也不相同。 方式 0的波特率 = fosc/12 方式 2的波特率 =（ 2SMOD/64） fosc 方式 1的波特率 =（ 2SMOD /32）（ T1 溢出率） 方式 3的波特率 =（ 2SMOD/32）（ T1 溢出率） 在本設(shè)計(jì)中因?yàn)?GSM 模塊的串行口的波特率為 9600bps，故單片機(jī)的串口傳輸?shù)牟ㄌ芈室惨O(shè)置成 9600bps。單片機(jī)串口工作在方式 1下， T1 溢出率 = fosc /{12 [256 －（ TH1） ]}。 連接示意電路圖： 圖 12 單片機(jī)與 TC35連接示意圖 單片機(jī) TC35 TXD RXD RXD TXD 重慶理工大學(xué)畢業(yè)論文 基于 GSM 的高速公路超速警示裝置 18 本章小結(jié) 本設(shè)計(jì)的的硬件主要由外圍電路與控制電路組成，正如上面介紹的一樣，要想使用此電路，需要了解電芯片的應(yīng)用電路，模塊要了解它的控制方法，只有了解了 控制方法，才能用通過軟件對(duì)其準(zhǔn)確無誤的控制。正如 ISD1820 需要使用電平觸發(fā)還是跳變沿觸發(fā)。總之硬件的設(shè)計(jì)上要注意，各外圍電路應(yīng)用電路的正確，原理圖的正確，pcb電路板制作的正確。 重慶理工大學(xué)畢業(yè)論文 基于 GSM 的高速公路超速警示裝置 19 4 軟件的設(shè)計(jì) 由于本設(shè)計(jì)運(yùn)用到了定時(shí)與計(jì)數(shù)，串口通信，外部中斷等中斷系統(tǒng)，故程序的編寫分為主程序和中斷服務(wù)程序兩部分。主程序主要是對(duì)液晶，串口，定時(shí)器 0，定時(shí)器 1，外部中斷的初始化，顯示液晶的固定信息，根據(jù)中斷程序中特定變量值的變化，更新速度與酒駕信息，負(fù)責(zé)發(fā)送信息。外部 中斷程序，主要負(fù)責(zé)對(duì)紅外對(duì)管輸出的脈沖計(jì)數(shù)。定時(shí)器 0負(fù)責(zé)對(duì)外部中斷計(jì)數(shù)定時(shí)，和外部中斷聯(lián)合使用，計(jì)算出速度。定時(shí)器 1主要用于串口通信的波特率設(shè)置。 程序流程圖 程序主要由主程序和各子程序、各中斷子程序組成。主程序主要功能是實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的初始化，超速信息的顯示， GSM 信息的發(fā)送；酒精測(cè)量程序主是 AD 轉(zhuǎn)換程序 。GSM發(fā)送信息子程序由數(shù)據(jù)的判斷與串口發(fā)送子程序組成。外部中斷子程序主要功能是對(duì)外部的脈沖計(jì)數(shù)； T0 定時(shí)器主要是在特定的時(shí)間內(nèi)對(duì)脈沖個(gè)數(shù)的計(jì)數(shù)，實(shí)現(xiàn)測(cè)速功能。 重慶理工大學(xué)畢業(yè)論文 基于 GSM 的高速公路超速警示裝置 20 圖 13 程序流程圖 重慶理工大學(xué)畢業(yè)論文 基于 GSM 的高速公路超速警示裝置 21 主要部分設(shè) 計(jì) 定時(shí)器的運(yùn)用 51系列單片機(jī)具有兩個(gè)定時(shí) /計(jì)數(shù)器，實(shí)質(zhì)是加 1計(jì)數(shù)器（ 16 位），由高 8 位和低 8 位兩個(gè)寄存器組成。 TMOD 是定時(shí) /計(jì)數(shù)器的工作方式寄存器，確定工作方式和功能； TCON 是控制寄存器，控制 T0、 T1 的啟動(dòng)和停止及設(shè)置溢出標(biāo)志。 TMOD=0x01（定時(shí)器 0 工作方式 2）， TH0=(6553650000)/256。 TL0=(6553650000)%256。 裝入初值， ET0=1（允許定時(shí)器 0中斷）， TR0=1（開啟定時(shí)器 0），在使用定時(shí)器之前還要打開總中斷 EA=1。 外 部中斷的運(yùn)用 AT89S52 單片機(jī)有兩個(gè)外部中斷，分別對(duì)就單片機(jī)的 P32 與 P33 口，在程序中可以設(shè)置中斷的有效信號(hào)，一種是低電平有效，另一種是負(fù)跳變有效。外部中斷控制方式簡單，要使單片機(jī)中斷，需要以下幾個(gè)條件：中斷源有中斷請(qǐng)求； 此中斷源的中斷允許位為 1； CPU 開中斷（即 EA=1）。 在本計(jì)中將紅外對(duì)管輸出的高低電平脈沖口接至單片機(jī)的 P32 口，外部中斷方式設(shè)置成負(fù)跳變方式，在中斷服務(wù)程序中對(duì) P32 口的脈沖計(jì)數(shù)，從而得到脈沖個(gè)數(shù)，為后面速度提取提供數(shù)據(jù)源。 EX0=1。允許外部中斷 0中斷， IT0=1。設(shè)置中斷 口負(fù)跳變時(shí)有效。 1602 液晶的控制 1602 液晶有讀操作與寫操作兩種，由于本設(shè)計(jì)只用于顯示，故只使用液晶的寫操作。 表 3 1602液晶常用控制指令 指令碼 功能 00001DCB D=1 開顯示 D=0 關(guān)顯示 C=1 顯示光標(biāo) C=0 不顯示光標(biāo) B=1 光標(biāo)閃爍 B=0 光標(biāo)不顯示 000001NS N=1 當(dāng)讀或?qū)懸粋€(gè)字符后地址指針加一，且光標(biāo)加一 N=0 當(dāng)讀或?qū)懸粋€(gè)字符后地址指針減一，且光標(biāo)減一 重慶理工大學(xué)畢業(yè)論文 基于 GSM 的高速公路超速警示裝置 22 S=1 當(dāng)寫一個(gè)字符，整屏顯示左移（ N=1）或右移（ N=0），以得到光標(biāo)不移動(dòng)而屏 幕移動(dòng)的效果 S=0 當(dāng)寫一個(gè)字符，整屏顯示不移動(dòng) 80H+地址碼（ 027H， 40H67H） 設(shè)置數(shù)據(jù)地址指針 01H 顯示清屏： 02H 顯示回車：數(shù)據(jù)指針清零 初始化程序過程如下： 延時(shí) 15ms—— 寫指令 38H（不檢測(cè)忙信號(hào)） —— 延時(shí) 5ms—— 寫指令 38H（不檢測(cè)忙信號(hào)） —— 延時(shí) 5 延時(shí) 5ms—— 寫指令 38H（不檢測(cè)忙信號(hào)） —— 延時(shí) 5 延時(shí) 5ms—— 寫指令 38H（不檢測(cè)忙信號(hào)） —— 以后每次寫指令、寫數(shù)據(jù)操作之前均需檢測(cè)忙信號(hào) —— 寫指令 38H； 顯示模式設(shè)置 —— 寫指令 08H；顯示關(guān)閉 —— 寫指令 01H；顯示清屏 —— 寫指令 06H；顯示光標(biāo)移動(dòng)設(shè)置 —— 寫指令 0CH；顯示開及光標(biāo)設(shè)置 如果需要更改應(yīng)按照上表進(jìn)行指令寫入， 1602 寫操作的時(shí)序如下： 圖 14 液晶控制時(shí)序圖 串口的控制 串行口工作之前，應(yīng)對(duì)其進(jìn)行初始化，主要是設(shè)置產(chǎn)生波特率的定時(shí)器 串行口控制和中斷控制。具體步驟如下： 確定 T1的工作方式（編程 TMOD 寄存器）； 計(jì)算 T1的初值，裝載 TH TL1； 啟動(dòng) T1（編程 TCON 中的 TR1 位）； 重慶理工大學(xué)畢業(yè)論文 基于 GSM 的高速公路超速警示裝置 23 確定串行口控制（編程 SCON 寄存器） ； 串行口在中斷方式工作時(shí)，要進(jìn)行中斷設(shè)置（編程 IE、 IP寄存器）。 AT 指令 AT 命令有兩種解釋一種是調(diào)制解調(diào)器命令語言，另一種是 Windows 中的計(jì)劃任務(wù)命令行。 AT 即 Attention， AT 指令集是從終端設(shè)備 (Terminal Equipment， TE)或數(shù)據(jù)終端設(shè)備 (Data Terminal Equipment， DTE)向終端適配器 (Terminal Adapter， TA)或數(shù)據(jù)電路終端設(shè)備 (Data Circuit Terminal Equipment， DCE)發(fā)送的。通過 TA， TE發(fā)送 AT指令來控制移動(dòng)臺(tái) (Mobile Station， MS)的功能，與 GSM 網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)進(jìn)行交互。用戶可以通過 AT指令進(jìn)行呼叫、短信、電話本、數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)、傳真等方面的控制 本設(shè)計(jì)中用到的 AT 指令為： 表 4 TC35發(fā)送英文短信的 AT指令 指令 功能 AT+CMGF=1 設(shè)置發(fā)送短信為 txt格式 AT+CMGS=目的號(hào)碼 發(fā)送信息目的號(hào)碼 十六進(jìn)制的 0x1a 發(fā)送控制 本章小結(jié) 軟件設(shè)計(jì)首先要根據(jù)所設(shè)計(jì)的硬件來編寫，保證在程序中控制端口與硬件相吻合，程序中應(yīng)用了多種中斷，要處理好中斷 的優(yōu)先順序，在用軟件延時(shí)時(shí)要注意長短，如果不能很好處理，程序或許會(huì)進(jìn)入死循環(huán)。觸發(fā)串口發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，要考慮到 TC35返回值的反應(yīng)時(shí)間，最好軟件延時(shí)一會(huì)，這樣會(huì)確保每條指令準(zhǔn)確發(fā)到。 重慶理工大學(xué)畢業(yè)論文 基于 GSM 的高速公路超速警示裝置 24 5 總結(jié) 本文主要是在 GSM短信息技術(shù)的基礎(chǔ)之上，結(jié)合汽車測(cè)速技術(shù)設(shè)計(jì)而成的。該設(shè)計(jì)的主要功能是，通過紅外對(duì)管傳感器將電機(jī)（發(fā)動(dòng)機(jī)）轉(zhuǎn)速測(cè)出，然后輸入單片機(jī)，判斷是否超過限定速度，如果超過，則觸發(fā) GSM 發(fā)送相應(yīng)的短信至交通部門。輔助功能是測(cè)量駕駛員是否酒駕，如果酒駕也發(fā)送短信，并通過語音報(bào)警提醒駕駛員。 現(xiàn)今測(cè)速方法 有很多，各有各的優(yōu)點(diǎn)與缺點(diǎn)。本設(shè)計(jì)選擇紅外對(duì)管傳感器，主要是由于此傳感器價(jià)格便宜，簡單易操作，體積小，應(yīng)用電路簡單。但是精度低，易受外部環(huán)境影響，不能應(yīng)用于精度要求高的環(huán)境。 酒精傳感器，本設(shè)計(jì)采用 MQ3 傳感器，此傳感器對(duì)酒精濃度的檢測(cè)相當(dāng)靈敏，應(yīng)用電路也比較簡單，可以滿足日常所需的酒精濃度的測(cè)量，需注意的是用此傳感器測(cè)量前要對(duì)它進(jìn)行一段時(shí)間的加熱，使它可以在規(guī)定的溫度下工作，提高精確度。 GSM 模塊，選擇的是 TC35，此模塊可以使用 AT 指令編程，可以使用短信發(fā)送數(shù)據(jù)，也可以用 GPRS 數(shù)據(jù)傳輸數(shù)據(jù)。這一個(gè)部 分是整個(gè)設(shè)計(jì)的主要部分，在使用此模塊時(shí)就注意的是，確保模塊已正確連入網(wǎng)絡(luò)中，否則將不會(huì)發(fā)送出數(shù)據(jù)。采用 TXT文本格式的短信只能是英文，使用 PDU 格式才能發(fā)送中文短信。 在硬件制作過程中，就注意原理圖的正確性，只有原理圖正確了才能保證整個(gè)電路是暢通的。在制作電路板時(shí)，熨燙進(jìn)程應(yīng)適度，不然油紙會(huì)燒焦，整個(gè)電路板報(bào)廢，腐蝕前應(yīng)檢查每一根線路是否完好，如果有斷的應(yīng)用油筆畫好，確保在腐蝕時(shí)不破壞電路板。 軟件編寫的時(shí)候，注意與硬件的管腳對(duì)應(yīng)，由于本系統(tǒng)使用的中斷比較多，有兩個(gè)定時(shí)器中斷，一個(gè)外部中斷，一個(gè)串口中斷，故 在設(shè)計(jì)程序時(shí)首先保證系統(tǒng)功能的完善，其次要考慮程序的運(yùn)行順序，不至于程序出現(xiàn)死循環(huán)。 整個(gè)系統(tǒng)是基于無線傳輸技術(shù)設(shè)計(jì)的，所以具有安全，價(jià)格便宜，同時(shí)也可避免雷電對(duì)裝置影響，方便安裝，檢修與維護(hù)且易于擴(kuò)展等優(yōu)點(diǎn)。 重慶理工大學(xué)畢業(yè)論文 基于 GSM 的高速公路超速警示裝置 25 致謝 在畢業(yè)論文將要完成時(shí)，回想大學(xué)的四年，讓我學(xué)會(huì)了很多很多。學(xué)會(huì)了獨(dú)立自主的學(xué)習(xí)，培養(yǎng)高效的自學(xué)能力。即將過完大學(xué)的最后一點(diǎn)光陰，大學(xué)里的種種依舊歷歷在目，這也將伴隨我以后的生活與工作。 首先得感謝涂巧 玲 老師，在她孜孜不倦的指導(dǎo)下，我的畢業(yè)論文才能順利完成。每當(dāng)畢業(yè)設(shè)計(jì)上遇到的困難，老師 的建議總是那么的到位。她讓我看見了老師對(duì)學(xué)生關(guān)愛的真誠，再次感謝涂老師。 其次感謝大學(xué)四年來傳授知識(shí)與我的所有老師和幫助過我的所有同學(xué)，由于有你們幫助，讓我的大學(xué)時(shí)光是充實(shí)、歡樂，積極向上的，感謝你們！ 通過本設(shè)計(jì)，我明白了自己沒接觸過的，想要完成，其實(shí)并不可怕，只要一步一步來，最終還是會(huì)實(shí)現(xiàn)的。 GSM 的控制，在選擇此題目前，我完全是不知道怎么操作的，但此時(shí)，也不過如此。在設(shè)計(jì)時(shí)，首先得要了解整個(gè)系統(tǒng)的框架，其次是作相應(yīng)的規(guī)劃，最后一步一步達(dá)到目的。在設(shè)計(jì)中應(yīng)用到了許多的元器件，這使得我的模電與數(shù)電的理論知 識(shí)得到了實(shí)踐，也鞏固了這些理論知識(shí)，對(duì)我以后的工作是相當(dāng)有幫助的。 當(dāng)然，由于時(shí)間的緊促，我所設(shè)計(jì)完成的設(shè)計(jì)也不能盡善盡美，還有待進(jìn)一步的完善與優(yōu)化。最后，再次真誠地感謝所有幫助過我的老師，同學(xué)。 重慶理工大學(xué)畢業(yè)論文 基于 GSM 的高