基于热释电传感器和gsm模块的报警器设计毕业论文

毕业设计说明书基于热释电传感器和GSM模块的报警器设计学生姓名学号学院系专业指导教师2011年6月基于热释电传感器和GSM模块的报警器设计摘要随着科技的发展以及人民生活水平的提高，人们对家庭的安防系统有了更高的要求。本文利用热释电红外传感器LHI778及GSM模块设计了一种智能报警。在查阅相关资料的基础上，设计了红外信号采集电路、信号调理电路、数模转换电路、单片机控制电路、声光报警电路。本设计中选用西门子公司的TC35模块来实现远程报警；信号处理采用放大器LM324来构成放大滤波电路；模数转换电路由电压比较电路实现；单片机控制电路完成对输入信号的处理并经过串口与GSM模块通信，TC35给用户发送短信实现智能报警，同时进行声光报警。声光报警电路由发光二极管、三极管以及蜂鸣器组成。电路调试及结果表明，设计的电路能够实现红外源（人体）的报警。关键词热释电传感器LHI778，GSM模块TC35，单片机ADESIGNOFALARMBASEDONDUALELEMENTDETECTORANDGSMABSTRACTWITHTHEDEVELOPMENTOFTECHNOLOGYANDTHEIMPROVEMENTOFOURLIVES,PEOPLESREQUESTOFDEFENDINGISMUCHHIGHERTHENBEFORETHERESEARCHOFTHISTEXTISTOCARRYOUTTHEAUTOMATICALARMBASEDONDUALELEMENTDETECTORANDGSMONTHEBASISOFREADINGRELEVANTINFORMATION,DESIGNSTHEINFRAREDSIGNALACQUISITIONCIRCUIT,SIGNALREGULATECIRCUIT,ANALOGTODIGITALCIRCUITANDSINGLECHIPMICROCOMPUTERCONTROLCIRCUIT,SOUNDANDLIGHTALARMCIRCUITWECHOSESIEMENSTC35MODULETOIMPROVELONGDISTANCEALARM,ANDUSETHEUNIVERSALAMPLIFIERLM324TOFORMAMPLIFICATIONFILTERCIRCUITTOSIGNALPROCESSINGINTHISDESIGNANALOGTODIGITALCIRCUITISBASEDONVOLTAGECOMPARATIVECIRCUITTHEMCUOPERATEDTHESIGNALANDCOMMUNICATEWITHGSMTC35MODULETHROUGHSERIAL,THENTHEGSMMODULESENDANOTETOTHEUSERTOIMPROVEAPTITUDEALARM,ATTHESAMETIMETHESOUNDANDLIGHTALARMCIRCUITISOPERATEDTHESOUNDANDLIGHTALARMSYSTEMMAKESUPOFLED,DYNATRONANDBUZZERANDTHERESULTSSHOWTHATTHECIRCUITDESIGNOFTHECIRCUITWILLBEABLETOREALIZETHEINFRAREDSOURCEHUMANALARMKEYWORDSDUALELEMENTDETECTORLHI778,GSMTC35MODULE,MCU目录1引言111课题研究背景及意义112本课题主要研究内容1121设计内容1122设计方法213本章小结22报警电路设计321信号采集与处理电路3211热释电传感器3212热释电红外信号采集及调理电路422GSM模块TC35概述523声光报警电路724单片机控制电路设计824189C52单片机概述8242单片机引脚说明9243单片机外围电路10244GSM模块与单片机通信电路设计1125本章小结133软件总体设计1431单片机串行通信14311串行通信概述14312定时器寄存器16313RS232串口介绍18314串行通信初始化1932单片机与GSM模块TC35通信20321串口发送短消息工作原理20322AT指令介绍20323短消息格式介绍21324短消息的控制方式22325短消息编码22326UNICODE编码22327利用UNICODE字符的PDU编码及短信发送2333程序流程图244报警电路调试2741信号调理电路及声光报警电路调试27411信号调理电路调试27412声光报警电路调试2842GSM模块TC35调试30421GSM模块与上位机PC之间的通信调试30422GSM模块TC35与单片机之间的通信调试335结论34附录A系统原理图35附录B系统PCB版图36附录C系统相关程序37参考文献40致谢421引言11课题研究背景及意义随着经济的不断发展，人们的生活水平得到了显著提高，尤其是物质生活水平的提高，安全方面的问题越来越引起人们的重视。为了保障自家的财产安全，许多楼房住户都在自家地下室和住房的门、窗上安装了防盗门和防护栏等。然而，这些设备在防盗的同时，也带来了许多弊端，如若防盗门钥匙丢失，会给户主带来很大的麻烦；家中遇到紧急情况，这些防盗设备也会给逃生及消防救援带来诸多不便。随着科学技术的不断进步，尖端科学技术应用的普及，许多智能化的报警系统也应运而生，它们将更便捷、更可靠地保障住户的财产安全。利用当今广泛使用的移动通信网络GSM网络，设计基于GSM网络短消息的报警系统，可以将报警信号以发送短消息的方式传输到任何GSM网络可以覆盖的地方，具有成本低、报警范围大、系统灵活性和可靠性高的特点。GSM是目前发展较成熟的一种数字移动通信系统，其中短消息是利用最广泛的通信方案，把需要发的信息加上目的地址发送到短消息服务中心，由服务中心转发给目的地址，具有实现简单、通信成本低、频谱利用率高和保密性好等特点。因此，基于GSM的报警系统，充分利用了GSM无线移动通信网络平台，不仅实时、自动、可靠及方便地实现了远程通信报警的监控，而且打破了防盗报警地域的限制。12本课题主要研究内容121设计内容本设计利用热释电红外传感器感应外界信号，由于热释电传感器输出的探测信号十分微弱（通常仅有1MV左右）而且是一个变化的信号，所以需要和放大电路相配合，将信号放大70分贝以上，这样就可以测出1020米范围内人的行动。当有人接近时，通过蜂鸣器、LED报警，或者通过单片机控制GSM模块向手机发送报警短信。要求（1）能够感应到1020米范围内人的行动；（2）编写单片机C程序代码，实现RS232串口与GSM模块通信，控制GSM模块发出报警信号；（3）对电路和程序进行调试，最终实现短信报警功能。122设计方法该系统利用热释电红外传感器感应外界信号，单片机是整个系统的核心控制部件，传感器触发的报警信号经过信号处理电路后输入到单片机，单片机对信号加以判断，然后发出命令，通过执行机构使系统按照一定的顺序进行工作。这里包括当传感器发现有人时，一方面采用现场声、光报警；另一方面引入先进的GSM通讯技术，利用GSM无线通讯网络，将来人这个信息传递给户主，户主在得到信息后，可以采取相应的措施。本课题可以分为单片机基本电路模块、信号检测与处理模块、声光报警模块、GSM通信模块、单片机控制模块五个模块单片机基本电路模块主要包括电源电路、复位电路、时序产生电路，即构成单片机最小系统的基本电路；信号检测与处理模块主要包括信号检测电路、信号处理电路（信号放大滤波等）；声光报警模块主要是基于发光二极管以及扬声器的驱动电路；GSM通信模块是基于西门子公司TC35模块和单片机之间的通信；单片机控制模块主要是通过单片机控制GSM模块发出短信以及声光报警。13本章小结本节主要介绍了课题研究的背景和意义，以及研究内容和要求，同时对课题的研究方法进行了简单介绍。2报警电路设计系统硬件设计主要包括信号采集与处理电路、单片机基本电路、声光报警电路、GSM模块与单片机连接电路，总体框图如图21所示。89C52单片机外围电路信号采集与处理电路声光报警电路GSM通信模块图21报警电路总体框图21信号采集与处理电路211热释电传感器热释电红外传感器（PYROELECTRICINFRAREDDETECTOR,PIR）就是利用热释电效应的原理，将红外辐射转换为电能的一种元件，是一种温度敏感传感器。它由陶瓷氧化物或压电晶体元件组成，元件两个表面做成电极而构成响应元。它通常由两个极性相反的传感元件串联连接，并于一个高阻和一个场效应晶体管组装在一起。其内部结构如图22所示。当传感器监测范围内温度有变化时，因热释电效应会在两个电极上产生电荷，即在两电极之间产生一微弱电压。由于它的输出阻抗极高，所以传感器中有一个场效应管进行阻抗变换。热释电效应所产生的电荷会跟空气中的离子结合而消失，当环境温度稳定不变时，传感器无输出。与所有热传感器一样，热释电传感器的工作原理可以用3个过程来描述由辐射转化为热的吸收过程由热转化为温度的加热过程由温度转化电的测温过程。SDG图22热释电红外传感器内部结构图23热释电传感器LHI778外形红外辐射在自然界中无处不在，任何高于绝对零度（273）的物体都会有红外线向周围空间辐射，其本质是热辐射。物体温度越高，则辐射的红外线越多，红外辐射能量就越强。而人体都有恒定的体温，一般在37度，根据维恩位移定律T28978UMK,所以会发出波长约10UM左右的红外线，被动M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。根据热释电效应，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，而红外感应源采用热释电元件，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。近年来热释电红外传感器除了用于遥感、制导、夜视、主动雷达、热成像、气体分析、辐射计、测温等军事和工业场合外，它在消费电子电器产品中的应用正迅速增长。目前应用最多的是检测人的传感器，比如用于防盗报警系统。212热释电红外信号采集及调理电路本设计选用PERKINELMER公司的LHI778热释电红外传感器，它是双元传感器，由硅窗、敏感材料、高值电阻RG、场效应管以及为增强抗干扰能力而并的一个电容组成。其外形结构如图23所示。D脚和S脚分别为内部场效应管的漏极和源极的引出端，G脚为内部敏感元接地引出端。因S和G之间悬空，故使用时在这两个引脚之间应接入一个输出电阻RO，才能输出传感信号。热释电红外传感器是一种高阻抗的器件，容易引入噪声，所以与它相连的第一级前置放大电路必须采用高输入阻抗、低噪声的场效应晶体管，并把它封装在热释电探测器管壳内。这样可以有效地降低干扰、防止外界干扰及机械振动的影响。高值电阻RG的作用是释放栅极电荷，使场效应管安全正常工作。热释电红外传感器输出的信号很微弱，容易受到噪声的干扰，甚至有效信号被淹没在噪声中。研究发现传感器上输出信号的干扰源主要来自传感器的热噪声、固有噪声、放大器的电压和电流噪声等。热噪声是由探测器材料中的电荷载流子的随机热运动而产生的。要减小热噪声带来的影响，应尽量缩短热释电传感器和前置放大电路之间的距离，减少外界热干扰，并在前置放大电路中串入低通滤波电路，限制噪声带宽。传感器的固有噪声电压峰峰值约为50UV，室外热空气流动能够产生接近250UV的噪声，在室内也接近180UV。其他可能存在的干扰，如空间电磁波干扰和机械振动等，噪声幅值接近100UV，三种噪声叠加最大幅值接近300UV。所以需要对其进行放大处理，同时还要滤波以去除干扰和噪声。因此，本设计采用的信号调理电路包括两级增益放大、带通滤波、比较电路组成，其电路如图24所示。图33中传感器D端和5V电源之间串联一个10K的电阻，用于降低射频干扰。G端接地，S端接47K的负载电阻。传感器输出直接耦合至低噪声运放（LM324）构成的带通滤波和第一级放大电路的反向输入端，然后再经过电阻R7、电容C4耦合至第二级放大电路进行进一步滤波放大。图24热释电红外传感器信号调理电路根据滤波器的特点，其截止频率公式为（式RCF2131）可得在本设计带通滤波电路中，上限截止频率为159HZ，下限截止频率为007HZ；在放大电路中第一级放大增益为100，第二级放大增益大约为20，因此经过两级放大后电路总增益可达到66DB。双限电压比较器由四运放LM324的另两个放大器构成。由于噪声源最大幅值接近300UV，经两级放大电路后，最大噪声幅值达到600MV。第二级放大电路偏置在VCC2，即25V，因此，双限电压比较器的高低阈值应设置为31V和19V时才能有效抗噪声干扰，即当放大器输出信号电平大于31V或者小于19V时，比较器输出高电平，表示探测到移动人体。22GSM模块TC35概述TC35模块是SIELNENS公司推出的新一代GSM无线通信模块，它可以快速可靠的实现数据、语音传输、短消息服务SMSSHORTMESSAGESERVICE和传真。模块工作电压为3355V（典型值为42V），可工作在900MHZ和180OMHZ两个频段，它提供RS232数据口，符合GSMO7O7和GSMO7O5标准，模块采用ATCOMMAND接口，支持文本和PDU模式的短消息。通过40引脚的ZIF连接器，实现指令、数据、语音信号及控制信号的双向传输。TC35模块主要由GSM基带处理器、GSM射频模块、供电模块ASIC、FLASH存储器、40芯ZIF插座、天线接口等六部分组成。GSM基带处理器是整个模块的核心，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模拟和数字功能。射频天线部分主要实现信号的调制与解调，实现外部射频信号与内部基带处理器之间的信号转换，供电模块为处理器以及射频部分提供所需的电源，40芯的ZIF插座为用户提供包括电源、数据输入输出、SIM卡接口、音频接口和控制等的接口。其结构框图如图25所示。TC35带有RS232数据口，符合ETSI标准GSM0707和GSM0705,且易于升级为GPRS模块。该模块集射频电路和基带于一体,向用户提供标准的AT命令接口,为数据、语音和短消息提供快速、可靠、安全的传输,方便用户的应用开发及设计。本设计就是利用该模块中串口实现与单片机的通信。图25TC35结构框图TC35模块共有40引脚，通过一个ZIF（ZEROINSERTIONFORCE零阻力）连接器引出。这40个引脚主要包括电源、数据输入/输出、SIM卡、语音接口和控制引脚。其引脚分布如图26所示。图26TC35引脚分布图各管脚功能如下114引脚为电源部分，其中L5引脚为电源电压输入端VBATT；610引脚为电源地GND，1112引脚为充电端，13引脚为对外输出电压供外部电路使用，14引脚ACCUTEMP接负温度系数的热敏电阻；2429引脚为SIM卡连接端分别为CCIN、CCRST、CCIO、CCCLK、CCVCC和CCGND；15、30、31和32引脚为控制部分，15引脚为启动线IGTIGNITION。当TC35通电后必须给IGT一个大于100MV的低电平，模块才能启动。30引脚为RTCBACKUP（后备电池）；31引脚为掉电控制POWERDOWN；32引脚为SYNC，1623引脚为数据输入/输出端分别为DSR0、RING0、RXD0、TXD0、CTS0、RTS0、DTR0和DCD0。3340引脚为语音接口用来接电话手柄。TC35的数据输入/输出接口实际上是一个串行异步收发器，它符合ITUTRS232接口标准，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300BPS115KBPS之间可选，硬件握手信号用RTS0/CTS0，软件流量控制用XON/XOFF,CMOS电平，支持标准的AT命令集。通过这一接口可以用AT命令切换操作模式，可以使它处于语音、数据、短消息或传真模式。23声光报警电路本设计中声光报警电路是利用三极管、发光二极管以及扬声器进行设计其设计电路如图27所示。D1LE02RQPNVCSPEAKRG图27声光报警电路该电路工作原理为当有人经过时，传感器输出信号经过信号处理电路和电压比较电路后，给单片机输入一个高电平信号，进而单片机作出响应将P11口置低，从而该电路开始工作，即发出声光报警。24单片机控制电路设计24189C52单片机概述本设计选用STC89C52单片机，它是一种带8K字节闪烁可编程可檫除只读存储器（FPEROMFLASHPROGRAMABLEANDERASABLEREADONLYMEMORY）的低电压，高性能COMOS8的微处理器。该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS51指令集和输出管脚相兼容。其内部结构如图28所示。时钟电路程序计数器PC4KB程序存储器数据存储器定时/计数器T0/T1CPU总线控制中断系统5中断源、2优先级4个可编程并行I/O口串行口全双工1个图2889C52单片机内部结构242单片机引脚说明本设计选用STC89C52单片机采用DIP40封装，共有40个引脚，包括电源引脚、外接晶体引脚、并行I/O引脚、控制引脚。其引脚分布如图29所示。图2951单片机管脚分布图VCC供电电压5V。GND接地。P0口P0口为一个8位三态I/O口，每脚可吸收8个TTL门电流。当P1口的管脚第一次写1时，被定义为高阻输入。P0能够用于外部程序数据存储器，它可以被定义为数据/地址的低八位。在作为驱动时，P0外部必须被拉高。P1口P1口是一个内部提供上拉电阻的8位双向I/O口，P1口缓冲器能接收输出4个TTL门电流。P1口管脚写入1后，被内部上拉为高，可用作输入，P1口被外部下拉为低电平时，将输出电流，这是由于内部上拉的缘故。P2口P2口为一个内部上拉电阻的8位双向I/O口，当作为I/O口使用时，可直接连接外部I/O设备。它是地址总线的高8位复用，可驱动4个TTL负载。一般作为扩展地址总线的高8位使用。P3口P3口管脚是8个带内部上拉电阻的双向I/O口，是双功能复用口。P3口也可作为AT89S51的一些特殊功能口，各位定义如下P33/INT1（外部中断1）P34T0（记时器0外部输入）P35T1（记时器1外部输入）P36/WR（外部数据存储器写脉冲）P37/RD（外部数据存储器读脉冲）RST复位输入。当振荡器运行时，要保持RST脚两个机器周期的高电平时间，复位后应使此引脚电平为小于或等于05V的低电平。ALE/当访问外部存储器时，地址锁存允许的输出电平用于锁存地PROG址的低8位。平时，ALE端以不变的频率周期输出正脉冲信号，其频率为振荡器频率的1/6。然而要注意的是每当用作外部数据存储器时，将跳过一个ALE脉冲。外部程序存储器的读选通信号。在由外部程序存储器取指期间，PSEN每个机器周期两次有效。但在访问外部数据存储器时，这两次有效的S信号将不出现。/VPP当/EA保持低电平时，只访问外部程序存储器（0000HFFFFH），EA不管是否有内部程序存储器。XTAL1反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入。XTAL2来自反向振荡器的输出。243单片机外围电路单片机基本电路主要包括时钟电路、复位电路以及一些基本设置。STC89C52内部有一个用于构成振荡器的高增益反相放大器，引脚XTAL1和XTAL2分别是此放大器的输入端和输出端。时钟可以由内部方式产生或外部方式产生，本设计采用内部方式产生时钟。内部方式的时钟电路如图210所示，在XTAL1和XTAL2引脚上外接定时元件，内部振荡器就产生自激振荡。定时元件通常采用石英晶体和电容组成的并联谐振回路。晶体振荡频率可以在1212MHZ之间选择，电容值在530PF之间选择，电容值的大小可对频率起微调的作用。图210时钟电路复位是单片机的初始化操作。其主要功能是把PC初始化为0000H，使单片机从0000H单元开始执行程序。除了进入系统的正常初始化之外，当由于程序运行出错或操作错误使系统处于死锁状态时，为摆脱困境，也需按复位键重新启动。在STC89C52中RST引脚是复位信号的输入端。复位信号是高电平有效，其有效时间应持续24个振荡周期即二个机器周期以上。整个复位电路包括芯片内、外两部分。外部电路产生的复位信号RST送至施密特触发器，再由片内复位电路在每个机器周期的S5P2时刻对施密特触发器的输出进行采样，然后才得到内部复位操作所需要的信号。复位操作有上电自动复位和按键手动复位两种方式。上电自动复位是通过外部复位电路的电容充电来实现的，其电路如图211所示。这样，只要电源VCC的上升时间不超过1MS，就可以实现自动上电复位，即接通电源就成了系统的复位初始化。图211单片机复位电路244GSM模块与单片机通信电路设计本模块电路设计主要是基于单片机串口与TC35连接进行通讯。在TC35外围电路设计中主要有启动电路、指示电路、数据通信电路、SIM卡电路等。对于TC35控制，IGT信号非常重要，只有正确的IGT信号才一可以使TC35正常运行。系统加电后，为使TC35进入工作状态，必须给IGT引脚加一个延时大于100MS的低脉冲，电平下降持续时间不可超过LMS。驱动IGT时，TC35供电电压不能低于33V，否则TC35不能激活。基带处理器集成了一个SIM接口。为了适合外部的SIM接口，该接口连接到主接口ZIF连接器。TC35使用外接式SIM卡，ZIF连接器上有6个引脚做为SIM卡的接口，SIM卡上也有6个引脚分别与它相对应，SIM卡同TC35是这样连接的SIM上的CCRST、CCIO、CCCLK、CCVCC和CCGND通过SIM卡阅读器与TC35同名端直接相连。TC35在ZIF连接器上为SIM卡接口预留了6个引脚，所添加的CCIN脚用来检测SIM卡支架中是否插有SIM卡。当插入SIM卡，该引脚置为高电平，系统方可进入正常工作状态。本系统采用的是短消息报警方式，所以语音接口引脚3340将悬空不用，电源采用直接供电，所以1114引脚也将悬空不用。其余的引脚按功能可分为5个部分（1）电源部分，（2）启动关机部分，（3）串口部分，（4）SIM卡座部分，（5）其他部分。其总体框图如图212所示。40PINZIF电源部分启动关机部分单片机电路SIM卡座部分其他串口部分TC35图212GSM模块外围电路总体框图TC35模块与单片机通过串口连接进行通讯，TC35的串行接口电平是033V，然而我们常用的微处理器接口电平为05V，因此必须做电平转换。进行电平转换常用的接法有两种，一种是利用MAX232进行电平转换，一种是TTL接法，即在单片机与TC35模块之间串联一个电阻。本设计采用后一种TTL接法。所以单片机与TC35模块电路设计如图213、214所示。图213单片机与TC35模块连接图图214TC35外围接口25本章小结本节主要介绍了硬件电路原理图的设计以及相关理论知识。在这一节中主要是单片机的基本电路设计、信号处理电路设计、TC35外围电路设计以及单片机与TC35模块通过串口的的连接电路设计。通过本节对各电路工作原理以及各模块设计有了清楚的认识，为以后的设计利用打下了良好的基础。3软件总体设计本系统的工作原理是通过热释电传感器感应人的移动输出一个微弱电压，经过信号处理后给单片机输入一个信号，单片机通过对信号的判断，进而控制声光报警和GSM模块发送短信。因此，本系统软件设计主要是单片机通过串口与GSM模块之间的通信设计。31单片机串行通信311串行通信概述MCS51单片机内部有一个全双工的串行口，这个口既可以用于网络通信，也可以实现串行异步通信，进行数据的收发，还可以作为同步移位寄存器来使用。该接口有4种工作方式，其字符格式有8位、10位、11位，可用不同的波特率工作。单片机串行口的控制寄存器有两个特殊功能寄存器SCON和PCON下面分别说明各个控制字的定义和用法串行控制寄存器SCON可用于确定串行通信的工作方式并控制串行通信的某些功能，监视、控制串行口的工作状态，也可用于存放要发送和接收的第九个数据TB8、RB8，并设有接收和发送中断标志RI和TI。SCON的格式如表31所示表31串行控制寄存器SCON的格式SCOND7D6D5D4D3D2D1D0位名称SM0SM1SM2RENTB8RB8TIRI位地址9FH9EH9DH9CH9BH9AH99H98H功能工作方式选择多机通信控制接收允许发送第9位接收第9位发送中断接收中断各位功能如下SM0SM1串行口工作方式选择位。表32列出了其状态组合所对应的工作方式。表32串行方式的定义SM0SM1工作方式功能说明波特率0008位同步移位寄存器输入/输出波特率固定为FOSC/1201110位UART波特率可变T1溢出率/N，N32或1610211位UART波特率固定为FOSC/N，N64或3211311位UART波特率可变T1溢出率/N，N32或16SM2多机通信控制位。主要用于方式2和方式3中数据位为9位。在方式2和方式3处于接收状态时，若SM21，REN1，且接收到的第9位数据RB80，则RI不会被置1。只有当RB81时，RI才会置位产生中断请求。若SM20，无论接收到的第9位数据RB8为0还是1，RI都会被置位，将前8位数据装入SBUF中并产生中断请求。在方式1中，若SM21，只有在接收到有效停止位时RI才会被置1。在方式0中，SM2必须为0。REN允许接收控制位。REN0，禁止接收；REN1，允许接收，启动串行口的RXD接收数据。该位由软件置1或清0。TB8方式2和方式3中要发送的第9位数据。在方式2和方式3时，TB8是要发送的第9个数据位，一般是程控位。由软件进行置1或清0。在多机通信中，用于表示主机发送的是地址帧还是数据帧TB80表示数据；TB81表示地址。此外，还可以用于奇偶校验位。在方式0中，此位不用。RB8方式2和方式3中要接收的第9位数据。在方式2和方式3时，RB8存放接收的第9位数据。在方式1中，若SM20，RB8接收到的是停止位。在方式0中，此位不用。TI发送中断标志位。在方式0中，当发送完第8位数据时，由硬件置1。在其他方式中，遇发送停止位时，由硬件置1。TI1时，表示帧发送结束，可申请中断，CPU响应中断后，发送下一帧数据。TI位必须由软件清0。RI接收中断标志位。在方式0中，接收完第8位数据时，由硬件置1。在其他方式中，接收到停止位时，由硬件置位。RI1时，表示帧接收结束，可申请中断，要求CPU取走数据。RI位也必须由软件清0。在方式1中，SM21时，若未接收到有效的停止位，不会对RI置位。电源控制寄存器PCON主要是为CHMOS型单片机的电源控制而设置的专用寄存器。在CHMOS的MSC51单片机中，除了最高位SMOD位外，其他位都是虚设的。PCON寄存器格式如表33所示。表33电源控制寄存器PCON寄存器格式PCOND7D6D5D4D3D2D1D0位名称SMODGF1GF0PDIDLSMOD位是串行口波特率的倍增位，当SMOD1时方式1、方式2、方式3的串行口波特率加倍方式0的波特率固定。SMOD0时，各工作方式的波特率不增加。PCON寄存器无地址控制功能，不能进行位寻址。系统复位后，寄存器各状态位均为0，按键复位后保持不变。312定时器寄存器在本设计中设置串口在方式1下工作，在这种方式下波特率是可变的，所以对定时器的工作方式需要介绍一下。在应用中，定时方法有软件定时、硬件定时、可编程定时器三种方式。它们的特点如下所述。软件定时靠执行一个循环程序以进行时间延迟。时间精确，不需外加硬件电路；要占用CPU，定时时间不宜太长。硬件定时定时功能全部由硬件电路完成，不占用CPU时间；但通过改变电路中元件参数来调节定时时间使用不方便。可编程定时器定时通过对系统的时钟脉冲的记数来实现。使用灵活方便；用计数方法实现定时，因此还可以对外部脉冲进行计数，实现计数功能。综合考虑三种方式，在本设计中应用可编程定时器定时这种简便并且容易控制的方式。在这种方式中需要对定时器控制寄存器（TCON）和定时器方式寄存器（TMOD）进行初始化，其基本格式如表34和35所示。表34定时器控制寄存器TCON寄存器格式TCOND7D6D5D4D3D2D1D0位名称TF1TR1TF0TR0IE1IT1IE0IT0TCON的高4位存放定时器的运行控制位和溢出标志位。低4位存放外部中断的触发方式控制位和锁存外部中断请求源，与中断有关。（1）TFX定时器TX溢出标志。定时器的核心为加法计数器，当定时器TX发生计数溢出时，由硬件将此位置“1”。TFX可以由程序查询，也是定时中断的请求源，当CPU响应中断、进入中断服务程序后，由单片机内部硬件自动将TFX清“0”。（2）TRX定时器TX运行控制位，通过软件置“1”或清“0”。TRX为“1”启动“计数器”计数，为“0”停止“计数器”计数。表35定时器方式寄存器TMOD寄存器格式TMODD7D6D5D4D3D2D1D0GATEC/TM1M0GATEC/TM1M0功能T1T0TMOD寄存器中主要用于对2个定时器T0、T1的工作方式进行设定，TMOD不能位寻址，只能用字节指令设置定时器工作方式。各位功能如下GATE门控制位GATE0，允许软件控制位TR0或TR1启动定时器；GATE1，允许外中断引脚INT0或INT1为高电平，且软件使TR0（或TR1）置1时，才能启动定时器工作。在一般情况下，取GATE0。C/定时/计数功能选择位TC/0，对单片机内部机器周期进行计数，作定时器用；C/1，对单片机外部从T0P34、T1P35引脚输入的外部脉冲信号进行计数，作计数器用。M1M0工作方式选择位M1M0工作方式方式特点00方式013位计数器，最大值计数值819201方式116位计数器，最大值计数值6553610方式2初值自动重装8位计数器，最大值计数值25611方式32个8位计数器，仅适用于T0313RS232串口介绍在上面的介绍中了解到TC35模块的串口符合RS232接口标准，其引脚分布分别如表36，表37所示。TC35的串口引脚为DSR0、RING0、RXD0、TXD0、CTS0、RTS0、DTR0和DCD0。通信时将同名端与RS232各引脚连接。RXD0，TXD0是数据发送与接收，在这里连接时RXD0与RXD连接，TXD0与TXD连接，对于一般的非CPU类设备连接都使用这种规则。表369针串口引脚定义编号符号功能说明1DCD载波检测2RXD接收数据3TXD发送数据4DTR数据终端准备好5GND信号地6DSR数据准备好7RTS发送请求8CTS发送清除9RING振铃指示表37TC35与数据终端设备串口连接编号TC35数据终端设备引脚功能数据传输方向引脚功能数据传输方向3TXD0输入TXD输出2RXD0输出RXD输入7RTS0输入RTS输出8CTS0输出CTS输入4DTR0输入DTR输出6DSR0输出DSR输入1DCD0输出DCD输入9RING0输出RING输入数据在两个串口之间传输时，常常会出现数据丢失的现象，如计算机与单片机之间的通讯，接收端数据缓冲区已满，则此时继续发送来的数据就会丢失。可以用流控制解决这个问题，当接收端数据处理饱和时，就发出“不再接收”的信号。发送端就停止发送，直到收到“允许发送”的信号后再发送数据。在本设计中，由于短消息数据量不大的特点以及单片机引脚少的特点，这里只用到RXD0、TXD0分别与单片机的RXD和TXD连接。由于89C52串口电压的输出高电平为35V，而TC35串口电压的高电平范围为195345V，因此单片机与TC35串口连接时在它们之间应分别串联一个电阻，以达到电平转换的目的。314串行通信初始化在利用单片机串口进行通信时都需要先对其进行初始化，即定义其工作方式以及波特率的设置。本设计中设置串口使其工作在方式1，因此本设计串口初始化程序为VOIDUART_INTVOIDSCON0X50；/UART方式18位UART；REN1允许接收PCON0X00；/SMOD0波特率不加倍TMOD0X20；/T1方式2，用于UART波特率TH10XFC；TL10XFC；/UART波特率设置9600时钟频率为16MHZTR11；32单片机与GSM模块TC35通信321串口发送短消息工作原理单片机与TC35模块一般采用串行异步通信接口，通常具有红外和通信电缆两种连接方式，通信速度可设定，通常为9600BPS。采用红外接口的优点是单片机系统与TC35模块电气隔离，相互不干扰，接口各自独立，使用方便；缺点是通信距离较短，红外传播的方向性对接口相对位置有要求。采用电缆连接时，数据传输的可靠性较好；其主要缺点是设计不当时会对TC35模块的通信质量产生影响。本设计采用电缆连接。GSM的短信息SMS业务利用信令信道传输，这是GSM通信网所特有的。它不用拨号建立连接，把要发的信息加上目的地址发送到短信息服务中心，经短消息服务中心完成存储后再发送给最终的信宿。所以当目的GSM终端没开机时信息不会丢失。每个短消息的信息量限制为160字节。现在市场上大多数手机均支持GSM0705规定的AT指令集。该指令集是ETSI发布的，其中包含了对SMS的控制。利用GSM手机的串行接口，单片机向手机收发一系列的AT命令，就能达到控制手机收发SMS的目的。322AT指令介绍AT即ATTENTION，AT指令集是从终端设备TERMINALEQUIPMENT，TE或数据终端设备DATATERMINALEQUIPMENT，DTE向终端适配器TERMINALADAPTER，TA或数据电路终端设备DATACIREUITTERMINALEQUIPMENT，DCE发送的。