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基于GSM的家庭安全系统设计毕业论文目录摘要1Abstract2第1章绪论31.1 基于GSM的家庭安全系统简介31.2 基于GSM的家庭安全系统现状与发展趋势3第2章系统功能概述3第3章硬件设计33.1 单片机最小系统设计33.1.1 STC89C52单片机概述33.1.2 单片机最小系统硬件电路设计33.2 GSM模块简介及其接口电路设计33.3 LPH7366液晶显示模块33.4 DS12C887时钟33.4.1 DS12C887引脚定义33.4.2 DS12C887与单片机的连接33.5 红外遥控接收模块33.6 红外火焰传感器33.7 MQ-2烟雾气敏传感器33.8 人体红外传感器3第4章软件设计34.1 GSM模块软件设计34.1.1 AT指令简介34.1.2 单片机串口通信简介及编程34.1.3 单片机控制TC35发送短信的程序设计34.2 时钟模块软件设计34.3 红外遥控解码软件设计34.4 数据存储器软件设计34.5 液晶模块软件设计34.5.1 SPI接口时序写数据/命令34.5.2 LPH7366 液晶的初始化34.5.3 设置LPH7366液晶的坐标34.5.4 显示英文字符34.6 密码撤防软件设计34.7 设置密码及户主电话号码的软件设计34.8 主程序设计3第5章结论与展望3致谢3参考文献3附件A3附件B364第1章 绪论1.1 基于GSM的家庭安全系统简介基于GSM短信模块的家庭安全系统运用了移动通信网络的监控报警技术，彻底解决了普通防盗器、监控器无法解决的远程报警和易于破解的难题。利用通信加密技术，让用户的家居安全无忧，是继单向防盗器、双向防盗器后的新一代防盗产品。GSM智能防盗器，是利用最新材料技术、最新信息技术、最新人工智能设计让防盗器具备智慧灵魂，使人与财产的安全保障突破时空限制。在性能上必须要在各种情况条件下的高可靠性，在功能上必须既要让用户有不可破解的最高安全等级，又要让用户操作方便，甚至系统为用户自动服务。GSM网络智能防盗器符合全能的防盗技术特点：l 及时通知：全球范围l 最高安全：杜绝解码l 操作方便：手动自动l 实用功能：防盗防火GSM家庭安全系统被喻为继第一代机械锁，第二代电子式防盗锁，第三代芯片式数码防盗器，第四代GPS防盗之后的第五代防盗器。本系统充分运用GSM移动通讯网络，结合数字通讯技术，实现对家居进行状态监控、调度、防盗报警、防火报警等功能。GSM网络防盗主要是突破了无距离的限制。无服务费、无月租、房屋遇到入侵，5秒钟通知到户主，户主可以第一时间制止盗窃行为的发生，防止火灾蔓延。1.2 基于GSM的家庭安全系统现状与发展趋势城市规模迅速扩大，外来人口大量涌入，使本来就复杂的城市管理更加复杂。家庭被盗，住户被抢，常有发生。对此，公安部门虽作了大量投入，仍不尽人意。其原因大体是：l 有的家庭被盗，损失数目极少，公安部门没有用常规的方法立案侦察。l 有的住户虽然损失严重，但法律意识浅薄，不能将当时的情况和线索作一个明确的表述，自然增加了破案难度。l 作案人诡计多端，狡猾、飘忽不定，没有固定的着落和去处。l 公安部门时时有很多大案要案要办，使破案周期变长，破案率下降。综上所述，GSM家庭防盗系统是一个尖端科技的安防产品，性能可靠操作简单，具有深远的发展意义。第一章重新修改,结构如下:1. 目的意义2. 现状: 目前已有安防系统的缺点: (如,从功能单一/不能实现远程安防监控两方面进行论述)3. 论文的主要研究内容(参考摘要写法分条来写)第2章 系统功能概述(系统构成及功能模块概述)本系统由数据采集模块、单片机控制、红外有遥控、液晶显示、时钟模块、GSM短信报警六个子模块组成。其系统结构框图如图2-1所示。图21系统结构框图(注意图的摆放位置)数据采集模块主要由人体红外传感器、MQ-2烟雾气敏传感器、红外火焰传感器组成，实现的主要功能是当系统处于布防状态时，人体红外传感器将室内有无人体存在的状态转换为电信号，MQ-2烟雾气敏传感器将厨房有无煤气泄漏的状态转换为电信号，红外火焰传感器将室内有无火源的状态转换为电信号并将电信号交给单片机进行处理。单片机模块为STC89C52单片机，主要实现的功能是对其他各模块的控制，以及对接收数据的处理和逻辑判断，是整个系统的中枢。红外遥控模块由遥控器以及红外接收电路组成，其实现的主要功能是替换传统的矩阵键盘作为用户的数据与控制信息输入的功能，其优点是，硬件设计简单，接口少而且还可以远距离操作。液晶模块由LPH7366液晶显示模块构成，主要功能是实现人机交互，显示时间以及家庭安全状况。时钟模块由DS12C887时钟芯片组成，实现的功能是对发生家庭安全事故时间的记录。GSM模块由西门子公司生产的TC35与MAX232电频转换电路组成，实现的功能是将家庭的安全情况通过短信准时的发送给户主。整个系统所要实现的功能是，当户主离开房间并且加中没有其他家庭人员时，可通过遥控器将系统设置为布防状态，当家庭中出现小偷入侵、煤气泄漏以及火灾隐患等任意安全事故时该系统通过短信的方式通知户主进行报警，当家庭成员回到家中时可通过遥控器撤防，当请求撤防时还需用户输入密码，只有在密码正确的情况下，撤防请求才会生效。当系统处于撤防状态时，用户可以通过遥控器进行户主电话号码、时间、密码的设置。第3章 硬件设计3.1 单片机最小系统设计STC89C52单片机作为普通的51单片机其接口简单、方便实用、功耗低、价格便宜且功能强大，已广泛应用于各类电子产品当中。考虑到功耗与成本问题，因此本系统以AT89C52作为主控芯片。3.1.1 STC89C52单片机概述STC89C52是STC公司生产的一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有 8K 在系统可编程Flash存储器。STC89C52使用经典的MCS-51内核，但做了很多的改进使得芯片具有传统51单片机不具备的功能。在单芯片上，拥有灵巧的8 位CPU 和在系统可编程Flash，使得STC89C52为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案。具有以下标准功能： 8k字节Flash，512字节RAM， 32 位I/O 口线，看门狗定时器，内置4KB EEPROM，MAX810复位电路，3个16 位定时器/计数器，4个外部中断，一个7向量4级中断结构（兼容传统51的5向量2级中断结构），全双工串行口。另外 STC89C52 可降至0Hz 静态逻辑操作，支持2种软件可选择节电模式。空闲模式下，CPU 停止工作，允许RAM、定时器/计数器、串口、中断继续工作。掉电保护方式下，RAM内容被保存，振荡器被冻结，单片机一切工作停止，直到下一个中断或硬件复位为止。最高运作频率35MHz，6T/12T可选。I. 特性8K字节程序存储空间；512字节数据存储空间；内带2K字节EEPROM存储空间;可直接使用串口下载；AT89S52单片机:8K字节程序存储空间；256字节数据存储空间；自带2KB的EEPROM存储空间;II. 参数增强型8051单片机，6 时钟/机器周期和12 时钟/机器周期可以任意选择，指令代码完全兼容传统8051。工作电压：5.5V3.3V（5V单片机）/3.8V2.0V（3V 单片机）工作频率范围：040MHz，相当于普通8051 的080MHz，实际工作频率可达48MHz。用户应用程序空间为8K字节。片上集成512 字节RAM。通用I/O 口（32 个），复位后为：P0/P1/P2/P3 是准双向口/弱上拉， P0 口是漏极开路输出，作为总线扩展用时，不用加上拉电阻，作为 I/O 口用时，需加上拉电阻。ISP（在系统可编程）/IAP（在应用可编程），无需专用编程器，无需专用仿真器，可通过串口（RxD/P3.0,TxD/P3.1）直接下载用户程序，数秒即可完成一片。具有EEPROM 功能。共3 个16 位定时器/计数器。即定时器T0、T1、T2。外部中断4 路，下降沿中断或低电平触发电路，Power Down 模式可由外部中断低电平触发中断方式唤醒。通用异步串行口（UART），还可用定时器软件实现多个UART。工作温度范围：-40+85（工业级）/075（商业级）。DIP封装、其引脚图如图3-1所示。(这样摆放太乱,能不能以列表的形式给出)图31STC89C52引脚图3.1.2 单片机最小系统硬件电路设计51单片机要能正常工作需包括晶振、复位电路以及电源，其中P0口还需接上拉电阻。以下是单片机最小系统的硬件电路设计图。其硬件电路入图2-2所示。图32 51最小系统3.2 GSM模块简介及其接口电路设计(是不是把GSM概述移到2章)GSM(Global System for Mobile Communicatiom)系统是目前基于时分多址技术的移动通信体制中，比较成熟完善，且应用最为广泛的系统。目前已建成的覆盖全国的GSM数字蜂窝移动通信网，是我国公众移动通信的主要方式。基于GSM的短信息服务，是一种在移动网络上传输简短信息的无线应用，是一种信息在移动网络上存储和转寄的过程。由于公众GSM网络在全球范围内实现了联网和漫游，建立上述系统不需要再组建专用通信网络，所以具有实时传输数据功能的短消息应用得到快速发展。本系统便借用现有的GSM网络实现对家庭安全情况的实时监控与信息的远程传输。TC35是Siemens公司推出的新一代无线通信GSM模块，该模块集射频电路与和基带于一体，向用户提供标准的AT命令接口，为数据、语音、短信和传真提供快速、可靠、安全的传输，方便用户的应用开发及设计。TC35模块主要由GSM基带处理器、GSM射频模块、供电模块(ASIC)、闪存、ZIF连接器、天线接口六部分组成。作为TC35的核心,基带处理器主要处理GSM终端内的语音、数据信号,并涵盖了蜂窝射频设备中的所有的模拟和数字功能。在不需要额外硬件电路的前提下,可支持FR、HR和EFR语音信道编码。TC35的串行接口电平为03.3V，而本设计使用的单片机STC89C52的串行口的接口电平为05V，因此TC35与单片机不能直接相连，但TC35自带有RS232通讯接口，所以只需设计一个TTL电平转RS232电平电路与TC35的RS232通讯接口相连即可。其电平转换电路如图4-2所示。图33电平转换电路3.3 LPH7366液晶显示模块LPH7366 是NOKIA 公司生产的可用于其5110、6150，6100 等系列移动电话的液晶显示模块，国内厂家也生产有类似的兼容产品。该产品除应用于移动电话外，也可广泛应用于各类便携式设备的显示系统。与其它类型的产品相比，该模块具有以下特点：84x48 的点阵LCD，可以显示4 行汉字，采用串行接口与主处理器进行通信，接口信号线数量大幅度减少，包括电源和地在内的信号线仅有9 条。支持多种串行通信协议（如AVR 单片机的I、MCS51 的串口模式等），传输速率高达4Mbps，可全速写入显示数据，无等待时间。可通过导电胶连接模块与印制版，而不用连接电缆，用模块上的金属钩可将模块固定到印制板上，因而非常便于安装和更换。LCD 控制器驱动器芯片已绑定到LCD 晶片上，模块的体积很小。采用低电压供电，正常显示时的工作电流在200A 以下，且具有掉电模式。LPH7366 的这些特点非常适合于电池供电的便携式通信设备和测试设备中，本系统充分考虑到其接口少、体积小、以及功耗小的优点点，所以选择它作为本系统的人机交互界面。其硬件连接电路如下图所示。图34LPH7366连接图3.4 DS12C887时钟3.4.1 DS12C887引脚定义图35DS12C8871 (MOT) 总线操作时序选择端。它有两种总线工作模式，即Motorola和Intel模式。MOT接Vcc时，选用Motorola模式；当MOT接GND或悬空时，选用Intel模式。本设计选用的是Intel模式，将MOT引脚直接接地。47（AD0AD7）复用地址数据总线。该总线采用时分复用技术，在总线周期前部分，出现在AD0AD7上的是地址信息，可以选通DS12C887内部RAM，总线周期后半部分出现在AD0AD7上的是数据信息。12, 24（GND,Vcc）系统电源接入端。其中Vcc接+5V输入，GND接地，当Vcc输入为+5V时，用户可以访问DS12C887内的RAM中的数据，并可以对其进行读/写操作；当Vcc输入小于+4.25V时，进展用户对内部进行读/写操作，此时用户不能正确获取芯片内的时间信息；当Vcc的输入小于+3V时，DS12C887会自动将电源换到内部的锂电池上，保证内部的电路正常工作。13（CS）芯片片选端。低电平有效。14 （AS）地址选通输入端。在进行读/写操作时，AS的上升沿将AD0AD7上出现的地址信息锁存存到DS12C887上，而下一个下降沿清除AD0AD7上的地址信息，不论CS是否有效，DS12C887都将执行该操作。15（R/W）读/写输入端。该引脚也有两种工作模式，当MOT接Vcc时，R/W工作在Motorola模式。此时，该引脚的作用是区分读操作还是写操作，R/W高电平时为读操作，R/W低电平时为写操作；当MOT接GND时，该引脚工作在Intel模式，此时引脚作为写允许输入，即write enable，此时的上升沿锁存数据。17 （DS）数据选择或读输入引脚。该引脚有两种工作模式，当MOT接VCC时选用Motorola工作模式，此时，每个总线周期的后一部分的DS为高电平，称为数据选通。在读操作中，DS的上升沿使DS12C887将内部数据送往总线AD0AD7上，以供外部读取。在写操作中，DS的下降沿将数据总线AD0AD7上的数据锁存在DS12C887中。当MOT接GND时，选用Intel工作模式，此时该引脚是读允许输入引脚，即read enable。18 （RESET）芯片复位引脚。低电平有效，通常该引脚接Vcc即可。19 （IRQ） 中断请求输出。低电平有效，用作处理器的中断申请输入。只要引起中断的状态位置位，并且相应中断使能位也置位，IRQ将一直保持低电平，处理器程序通常读取C寄存器来清除IRQ引脚输出，RESET引脚也会清除未处理的中断。没有中断发生时，IRQ为髙阻态，可将多个中断器件接到一条IRQ总线上，只要它们均为漏极开路输出即可。IRQ引脚为漏极开路输出，需要一个外接上拉电阻与VCC相连。23 （SQW）方波输出引脚。当供电电压VCC大于4.25V时，SWQ引脚输出方波此时，可以通过对控制寄存器编程来得到13种方波的输出。3.4.2 DS12C887与单片机的连接DS12C887与单片机连接实现计时功能需要占用单片机的12个I/O端口，分别是4个控制端口与8个数据端口，其硬件电路如下：图36 DS12C887硬件连接图3.5 红外遥控接收模块通用遥控系统由发射和接收两大部分组成，应用编码和解码两大集成芯片来进行控制操作。如图3-7所示，发射部分包括键盘矩阵、编码调制和LED红外发射器；接收部分包括光电转换放大电路、解调解码电路。图37红外线遥控系统框图本系统的发射部分采用市场上现有的车载红外小型遥控器，如图3-8所示图38车载红外小型遥控器本设计使用的接收电路是一种集红外线接收和放大于一体的一体化红外线接收器，不需要任何外接元件，就能完成从红外线接收到输出与TTL电平信号兼容的所有工作，而体积和普通的塑封三极管大小一样，它适合于各种红外线遥控和红外线数据传输。 接收器对外只有3个引脚：Out、GND、Vcc与单片机接口非常方便，如图6-7所示。图39红外接收头1. 脉冲信号输出接，直接接单片机的IO 口；2. GND接系统的地线（0V）；3. Vcc接系统的电源正极（+5V）；硬件电路设计如图3-10。图310红外接收头硬件连接3.6 红外火焰传感器由于各种燃烧生成物、中间物、高温气体、碳氢物质以及无机物质为主体的高温固体微粒构成的。火焰的热辐射具有离散光谱的气体辐射和连续光谱的固体辐射。不同燃烧物的火焰辐射强度、波长分布有所差异，但总体来说，其对应火焰温度的近红外波长域及紫外光域具有很大的辐射强度,根据这种特性可制成火焰传感器，根据检测光谱的不同火焰传感器可分为，远红外火焰传感器和紫外火焰传感器。本设计使用的是远红外火焰传感器。红外火焰传感器能够探测到波长在700纳米1000纳米范围内的红外光，探测角度为60，其中红外光波长在880纳米附近时，其灵敏度达到最大。远红外火焰探头将外界红外光的强弱变化转化为电流的变化，通过A/D转换器反映为0255范围内数值的变化。外界红外光越强，数值越小；红外光越弱，数值越大，也可通过电压比较器直接转转为数字量输出。本设计使用的红外火焰传感器模块的硬件电路入图3-11所示。图311火焰传感器电路原理图该模块有两个输出端一个是模拟输出端AC，另一个是数字输出端OUT。数字输出端的输出特性为：模块在环境火焰光谱或者光源达不到设定阈值时，OUT 口输出高电平，当外界环境火焰光谱或者光源超过设定阈值时，模块OUT输出低电平。本设计直接使用该模块的数字输出端与单片机的P3.6相连。3.7 MQ-2烟雾气敏传感器MQ- 2气体传感器所使用的气敏材料是在清洁空气中电导率较低的二氧化锡(SnO2)。当传感器所处环境中存在可燃气体时，传感器的电导率随空气中可燃气体浓度的增加而增大。使用简单的电路即可将电导率的变化转换为与该气体浓度相对应的输出信号。 MQ-2气体传感器对液化气、丙烷、氢气的灵敏度高，对天然气和其它可燃蒸汽的检测也很理想。这种传感器可检测多种可燃性气体，是一款适合多种应用的低成本传感器。其硬件电路如3-12所示。图312 MQ-2硬件电路图该传感器有两个输出端，一个模拟输出端，一个数字输出端，数字输出端的敏感度可以通过一个电位器RP来调节。本设计直接使用其数字输出端，数字输出短的输出特性为，当气体的浓度达到一定限度时数字输出端输出低电平，否则输出高电平。让其与单片机的P3.5直接相连。3.8 人体红外传感器人体都有恒定的体温，一般在37度，所以会发出特定波长10UM左右的红外线，被动式红外探头就是靠探测人体发射的10UM左右的红外线而进行工作的。人体发射的10UM左右的红外线通过菲泥尔滤光片增强后聚集到红外感应源上。红外感应源通常采用热释电元件，这种元件在接收到人体红外辐射温度发生变化时就会失去电荷平衡，向外释放电荷，后续电路经检测处理后就能产生报警信号。当一些晶体受热时，在晶体两端将会产生数量相等而符号相反的电荷。这种由于热变化而产生的电极化现象称为热释电效应。菲涅耳透镜是根据菲涅耳原理制成，菲涅耳透镜分为折射式和反射式两种形式，其作用一是聚焦作用，将热释的红外信号折射（反射）在PIR上；二是将检测区内分为若干个明区和暗区，使进入检测区的移动物体能以温度变化的形式在PIR上产生变化热释红外信号，这样PIR就能产生变化电信号。使热释电人体红外传感器(PIR)灵敏度大大增加。本设计采用的是市场上比较流行的HC-SR501人体红外感应模块，其硬件电路入图3-13所示。图313 HC-SR501人体红外感应模块硬件电路当有人进入其感应范围则输出高电平，人离开感应范围则自动延时关闭高电平，输出低电平。所以只需将该传感器的输出脚直接与单片机的某一IO口相连便可实现对其的使用，本设计与单片机的P3.7相连。模块参数： 1.工作电压：DC5V至20V 2.静态功耗：65微安 3.电平输出：高3.3V，低0V 4.延时时间：可调(0.3秒18秒) 5.封锁时间：0.2秒 6.触发方式：L不可重复，H可重复，默认值为H(跳帽选择) 7.感应范围：小于120度锥角，7米以内 8.工作温度：-15+70度模块特性： 1、这种探头是以探测人体辐射为目标的。所以热释电元件对波长为10UM左右的红外辐射必须非常敏感。 2、为了仅仅对人体的红外辐射敏感，在它的辐射照面通常覆盖有特殊的菲泥尔滤光片，使环境的干扰受到明显的控制作用。 3、被动红外探头，其传感器包含两个互相串联或并联的热释电元。而且制成的两个电极化方向正好相反，环境背景辐射对两个热释元件几乎具有相同的作用，使其产生释电效应相互抵消，于是探测器无信号输出。 4、一旦人侵入探测区域内，人体红外辐射通过部分镜面聚焦，并被热释电元接收，但是两片热释电元接收到的热量不同，热释电也不同，不能抵消，经信号处理而报警。 5、菲泥尔滤光片根据性能要求不同，具有不同的焦距(感应距离)，从而产生不同的监控视场，视场越多，控制越严密。第4章 软件设计4.1 GSM模块软件设计TC35的数据输入/输出接口实际上是一个串行异步收发器，它有固定的参数：8位数据位和1位停止位，无校验位，波特率在300bit/s-115bit/s之间可选。GSM引擎提供的命令接口符合GSM07.05和GSM07.07规范。GSM07.07中定义的AT命令接口，提供了一种移动平台与数据终端设备之间的通用接口；GSM07.05对短信的控制做了详细的规定。对短信的控制有两种模式：基于AT命令的Text模式以及PDU(Protocol Data Unit）模式。Text模式比较简单，但不支持中文短信，PDU模式可以提供更为强大的功能，但其编码较Text模式更为复杂。无论选择哪种模式，都可以通过AT指令控制手机模块实现短信得发送、接受、删除等管理。4.1.1 AT指令简介本设计中TC35主要实现的功能包括信息的发送与接受，对TC35的控制都是通过AT指令进行控制的。l 常用AT指令及功能的简介。AT 测试连接是否正确,正确返回OATE0 关闭回显。程序初始化AT部分首先关闭回显。 ATE1 打开回显。使用超级终端测试命令时打开。AT+CGMI 得到厂商信息AT+CGMR 得到版本号AT+CGSN 得到序列号(IMEI)AT+CSQ 获得当前信号，TC35回复：+CSQ: 30,99此处30表示当前的信号。可能的数值和对应的信号强度如下：0 -113dBm及以下1 -111dBm2.30-109.-53dBm31 -51dBm及以上99 错误AT+COPS 网络营运商 AT+CSCA 短信中心号码 AT+CMGD 删除指定的短信 AT+CMGF 短信格式。分为Text模式和PDU模式 AT+IPR? 显示串口波特率 AT+IPR=19200更改串口波特率为19200 ATD打电话 ATA接电话 ATH挂电话 t+cnmi=2,1,0,0,0 /短信存入SIM卡at+cnmi=2,2,0,0,0 /短信直接串口输出，不存SIM卡AT+CREG? 查询网络注册情况，TC35回复：CREG: 0,1OK1表示已经注册网络，其它可能的情况如下：0 没有注册1 注册本地网络2 没有注册，但正在搜索3 网络注册失败，限制服务4 未知5 已注册，漫游AT&W 保存设置l 短信的发送方法（1） 发送英文文短信1 AT+CMGF=1 2 AT+CMGS车(目的地址) TC35回应： AT+CMGS输入短信息的内容(只能是英文)：Test 回车（二）发送中文短信1 AT+CMGF=02 AT+CMGS=203 发送中文短信内容的PDU编码如：您好 PDU编码为0891683110100305F011000B818126328046F90008A70660A8597D000A发送成功后显示+CMGS: 11OKl 短信读取方法AT+CMGR=X回车无短信息,TC35回应：AT+CMGR=3+CMGR：0,0短信的删除方法AT+CMGD=1回车4.1.2 单片机串口通信简介及编程串行通信是指计算机主机与外设之间以及主机系统与主机系统之间数据的串行传送。使用一条数据线，将数据一位一位地依次传输，每一位数据占据一个固定的时间长度。其只需要少数几条线就可以在系统间交换信息，特别适用于计算机与计算机、计算机与外设之间的远距离通信。串口通信时，发送和接收到的每一个字符实际上都是一次一位的传送的，每一位为1或者为0。串口通信可分为同步串口通信与异步串口通信。51单片机的串行口主要有两个数据缓冲器SBUF、一个数据寄存器（9位）、一个串行控制寄存器SCON和一个波特率发生器TI等组成。特殊功能寄存器SCON用来存放串口的控制和状态信息。定时器/计数器T1作为串口的波特率发生器，其波特率是否增倍有特殊功能寄存器PCON的最高位决定。串行口数据缓冲器SBUF是可以直接寻址的专用寄存器。在物理上，一个作为发送器，一个作为接收器，两个缓冲器共用一个地址99H，有读写信号区分。l SBUF 寄存器它是两个在物理上独立的接收、发送缓冲器，可同时发送、接收数据，可通过指令对SBUF 的读写来区别是对接收缓冲器的操作还是对发送缓冲器的操作。从而控制外部两条独立的收发信号线RXD（P3.0）、TXD（P3.1），同时发送、接收数据，实现全双工。l 串行控制寄存器SCON表格41 SCON寄存器SM0SM1SM2RENTB8RB8TIRI表中各位（从左至右为从高位到低位）含义如下。SM0 和SM1 ：串行口工作方式控制位，其定义如表4.2 所示。表格42 串口工作方式SM0SM1工作方式功能波特率00方式0同步移位寄存器输出方式fosc/1201方式110位异步通信方式可变取，决定时器110方式211位异步通信方式fosc/32或fosc/6411方式311位异步通信方式可变取，决定时器1其中，fOSC 为单片机的时钟频率；波特率指串行口每秒钟发送（或接收）的位数。SM2 ：多机通信控制位。该仅用于方式2 和方式3 的多机通信。其中发送机SM2 1（需要程序控制设置）。接收机的串行口工作于方式2 或3，SM2=1 时，只有当接收到第9 位数据（RB8）为1 时，才把接收到的前8 位数据送入SBUF，且置位RI 发出中断申请引发串行接收中断，否则会将接受到的数据放弃。当SM2=0 时，就不管第位数据是0 还是1，都将数据送入SBUF，并置位RI 发出中断申请。工作于方式0 时，SM2 必须为0。REN ：串行接收允许位：REN =0 时，禁止接收；REN =1 时，允许接收。TB8 ：在方式2、3 中，TB8 是发送机要发送的第9 位数据。在多机通信中它代表传输的地址或数据，TB8=0 为数据，TB8=1 时为地址。RB8 ：在方式2、3 中，RB8 是接收机接收到的第9 位数据，该数据正好来自发送机的TB8，从而识别接收到的数据特征。TI ：串行口发送中断请求标志。当CPU 发送完一串行数据后，此时SBUF 寄存器为空，硬件使TI 置1，请求中断。CPU 响应中断后，由软件对TI 清零。RI ：串行口接收中断请求标志。当串行口接收完一帧串行数据时，此时SBUF 寄存器为满，硬件使RI 置1，请求中断。CPU 响应中断后，用软件对RI 清零。l 电源控制寄存器PCON（见表格4.3）。表格41 PCON寄存器SMOD-GF1GF0PDIDL表中各位（从左至右为从高位到低位）含义如下。SMOD ：波特率加倍位。SMOD=1，当串行口工作于方式1、2、3 时，波特率加倍。SMOD=0，波特率不变。GF1、GF0 ：通用标志位。PD（PCON.1）：掉电方式位。当PD=1 时，进入掉电方式。IDL（PCON.0）：待机方式位。当IDL=1 时，进入待机方式。另外与串行口相关的寄存器有前面文章叙述的定时器相关寄存器和中断寄存器。定时器寄存器用来设定波特率。中断允许寄存器IE 中的ES 位也用来作为串行I/O 中断允许位。当ES1，允许串行I/O 中断；当ES0，禁止串行I/O 中断。中断优先级寄存器IP的PS 位则用作串行I/O 中断优先级控制位。当PS=1，设定为高优先级；当PS =0，设定为低优先级。l 串口初始化在实现串口通信之前需对与串口通信的相关寄存器进行设置即串口的初始化，串口初始化包括串口通信方式选择、波特率设置、串口中断的开启等设置。本系统选择方式2,波特率设置为9600bps,初始化程序如下。void Serial_port_init() SCON = 0x50 ; /UART为模式1，8位数据，允许接收 TMOD |= 0x22 ;/定时器1为模式2,8位自动重装 PCON |= 0x80 ; /SMOD=1; TH1 = 0xFA ; /Baud:19200 fosc=11.0592MHz TL1=0xFA;TH0=0X00;TL0=0X00; IE |= 0x93 ; /Enable Serial Interrupt TR1 = 1 ; / timer 1 runTR0=1; TI=1;IT0 = 1; ES=1;l 接收数据过程当CPU接收（即SCON的REN位置“1”）且接收中断标志位RI复位时，就启动一次接收过程。接收数据时，外界数据通过引脚RXD（P3.0）串行输入，数据最低位首先进入移位寄存器，一帧数据接收完毕后再并行送入缓冲器SBUF中，同时将中断标志RI置“1”。当用软件将输入的数据读走并将RI复位后，才能开始下一帧数据的输入过程。这个过程重复进行直至所有数据接收完毕。本设计的串口接收数据操作都在串口中断程序中执行，具体程序如下：void ser() interrupt 4 if(RI=1) aaj=SBUF;/命令存到命令数组 RI=0; /软件清除接收中断 j+; l 发送数据过程当发送标志位TI置位后，CPU执行任何一条写SBUF指令，就启动一次发送过程。CPU在执行写SBUF指令的同时启动发送控制器开始发送数据，被发送的数据由TXD引脚串行输出，首先输出最低位。当一帧数据发送完即发送缓冲器空时，CPU自动将发送中断标志位TI置“1”。当软件将TI复位，同时又将下一帧数据写入数据缓冲器SBUF后，CPU再次重复上述过程直到所有数据发送完毕。void Print_Char(unsigned char ch)/发送单个字符 SBUF=ch; /送入缓冲区 while(TI!=1); /等待发送完毕 TI=0; /软件清零4.1.3 单片机控制TC35发送短信的程序设计单片机能控制TC35发送短信需要满足两个条件：单片机与TC35通信正常与TC35与GSM网络连接正常。单片机如何与TC35通信前面已经论述过了，下面简单介绍一下如何判断TC35连接网络是否正常。程序流图如图4-2：图41判断TC35工作状态流程图程序设计如下： unsigned char idata aaMAXCHAR; unsigned char sms_j; code unsigned char ATE0=ATE0rn; /关闭回显。程序初始化AT部分首先关闭回显。 code unsigned char CREG_CMD=AT+CREG?rn;/查询网络注册情况 code unsigned char ATCN=AT+CNMI=2,1rn;/短信存入SIM卡 code unsigned char CMGF0=AT+CMGF=0rn;/发送英文文短信 void AT() clearBuff(); Print_Str(ATE0); delay_m(50); while(strstr(aa,OK)=NULL) led(0x80);delay_m(50); clearBuff(); Print_Str(ATE0); clearBuff(); Print_Str(ATCN); delay_m(100);clearBuff(); while(1) Print_Str(CREG_CMD); delay_m(100); if(aa9=0)&(aa11=1)|(aa9=0)&(aa11=5)/判断网络注册情况 clearBuff();delay_m(100); led(0x40); break; else clearBuff(); 其中数组aa记录的是TC35向单片机发送的数据，清空aa数组的程序如下：void clearBuff() for(sms_j=0;sms_j”，然后传递你想发送的英文短信给TC35，最后传递0X1A给TC35。所有命令都通关过串口由单片机发出。程序流图如图4-3所示。图42发送英文短信流程图发送英文短信的子程序如下：void send_sms(unsigned char *inf,unsigned char *SMS) Print_Str(CMGF1); delay_m(100);while(Hand()=0); led(0x80);clearBuff(); Print_Str(SMS); /发送ying wen 短信while(strstr(aa,)=NULL); delay_m(50); led(0x40); Print_Str(inf); /发短信内容delay_m(10); Print_Char(0x1A); /发送结束符号 delay_m(50); led(0x20); 4.2 时钟模块软件设计DS12C887采用CMOS技术制成，把时钟芯片所需的晶振和外部锂电池相关电路集于芯片内部。采用DS12C887芯片设计的时钟电路勿需任何外围电路并具有良好的微机接口。DS12C887芯片具有微轼耗、外围接口简单、精度高、工作稳定可靠等优点，可广泛用于各种需要较高精度的实时时钟场合中。其主要功能如下：1 内含一个锂电池，断电情况运行十年以上不丢失数据。2 计秒、分、时、天、星期、日、月、年，并有闰年补偿功能。3二进制数码或BCD码表示时间、日历和定闹。412小时或24小时制，12小时时钟模式带有PWM和AM指导，有夏令时功能。5MOTOROLA5和INATAEL总线时序选择。6有128个RAM单元与软件音响器，其中14个作为字节时钟和控制寄存器，114字节为通用RAM，所有ARAM单元数据都具有掉电保护功能。7可编程方波信号输出。8中断信号输出(IRQ)和总线兼容，定闹中断、周期性中断、时钟更新周期结束中断可分别由软件屏蔽，也可分别进行测试。时间和日历信息通过读相应的内存字节来获取，时间、日历和定时闹钟通过写相应的内存字节设置或初始化，其字节内容可以是十进制或BCD形式。时间可选择12小时制或24小时制，当选择12小时制时，小时字节高位为逻辑“1”代表PM。时间、日历和定闹字节是双缓冲的，总是可访问的。每秒钟这10个字节走时1秒，检查一次定闹条件，如在更新时，读时间和日历可能引起错误。三个字节的定闹字节有两种使用方法。第一种，当定闹时间写入相应时、分、秒定闹单元，在定时允许、闹钟位置高电平的条件下，定闹中断每天准时起动一次。第二种，在三个定闹字节中插入一个或多个不关心码。不关心码是任意从C到FF的16进制数。当小时字节的不关心码位置位时，定闹为小时发生一次由于相线小时和分钟定闹字节置不关心位时，每分钟定闹一次；当三个字节都置不关心位时，每秒中断一次。本设计操作DS12C887使用的是Intel总线操作时序，下面具体介绍Intel时序操作方法：图4-3Intel模式写时序图图4-4 Intel模式读时序图DS12C887与单片机的接线方式为CS与P2.0相连、AS与P2.1相连、R/W与P2.2相连、DS与P2.3相连。根据Intel模式可分别写出向DS21C887写数据和读数据的程序如下。向DS21C887写数据程序：void write_ds(unsigned char add,unsigned char date)T_AS=1;T_DS=1;T_RW=1;T_CS=0;P0=add;T_AS=0;T_RW=0;P0=date;T_RW=1;T_AS=1;T_CS=1;向DS12C887读数据的程序如下：unsigned char read_ds(unsigned char add)unsigned char ds_date;T_CS=0;T_AS=1;T_DS=1;T_RW=1;P0=add;T_AS=0;T_DS=0;P0=0XFF;ds_date=P0;T_DS=1;T_AS=1;T_CS=1;return ds_date;当首次使用DS12C887时需对DS12C887进行初始化设置和激励，以下是激励程序：void time_init()write_ds(0x0A,0x20);write_ds(0x0b,0x06);set_timein();4.3 红外遥控解码软件设计遥控发射专用集成芯片很多，根据编码格式可以分为两大类，本系统采用了应用最为广泛，解码比较容易的一类，现以日本NEC的uPD6121G组成发射电路为例说明编码原理（一般家庭用的DVD、VCD、音响都使用这种编码方式）。当发射器按键按下后，即有遥控码发出，所按的键不同遥控编码也不同。这种遥控码具有以下特征：采用脉宽调制的串行码，以脉宽为0.565ms、间隔0.56ms、周期为1.125ms的组合表示二进制的“0”；以脉宽为0.565ms、间隔1.685ms、周期为2.25ms的组合表示二进制的“1”，其波形如图6-2所示。图4-5遥控码的“0”和“1”上述“0”和“1”组成的32位二进制码经38kHz的载频进行二次调制以提高发射效率，达到降低电源功耗的目的。然后再通过红外发射二极管产生红外线向空间发射，如图6-3所示图4-6遥控信号编码波形图UPD6121G产生的遥控编码是连续的32位二进制码组，其中前16位为用户识别码，能区别不同的电器设备，防止不同机种遥