远程红外报警系统的设计与实现_毕业设计论文(编辑修改稿)

远程红外报警系统的设计与实现_毕业设计论文(编辑修改稿)内容摘要：

端经电阻与 Vcc 电源接通而实现的，其电路如图 38(b)所示；而按键脉冲复位则是利用 RC 微分电路 产生的正脉冲来实现的，其电路如图 38(c)所示。 上述电路图中的电阻、电容参数适用于 12MHz 晶振，能保证复位信号高电平持续时间大于 2 个机器周期。 本设计采用上电复位加按键电平复位方式。 本设计的单片机最小系统电路图如图 39 中所示，单片机 AT89S52 的时钟引脚外接 12M 晶振，作为单片机工作的时钟， EA 端接高电平，表示使用片内程序存储器。 RST 引脚接了上电复位电路，当系统上电时，上电复位电路会产生一个高电平脉冲信号，使系统复位。 当按下按键 S1 时， RST 端将被接入高电平，同样可以使系统手动复位。 Y112MC322PC222PC110uFR110KVCC12345678RST91011121314151617XTAL218XTAL119VSS202122232425262728PSEN29ALE30EA/VPP313233343536373839VCC40U1AT89S52VCCS1RSTVCC 图 39 单片机最小系统电路图 GSM 模块及其外围电路设计 17 目前 ,国内已经开始使用的 GSM 模块有 Fal 的 A2D 系列、 Wavee 的WMO2 系列、西门子的 TC35 系列、爱立信的 DM10/DM20 系列、中兴的ZXGM18 系列等 ,而且这些模块的功能、用法差别不大。 其中西门子的 TC35系列模块性价比很高 ,并且已经有国内的无线电设备入网证。 所以本设计选用的是西门子 TC35 系列的 TC35i。 这是西门子推出的最新的无线模块 ,功能上与TC35 兼容 ,设计紧凑 ,大大缩小了用户产品的体积。 TC35i 与 GSM 2/2+兼容、双频 (GSM900/GSMl800)、 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、短消息和传真提供快速、可靠、安全的传输 ,方便用户的应用开发及设计。 TC35 模块介绍 TC35 是西门子公司推出的新 代无线通信 GSM 模块 [7]。 自带 RS232 通讯接口 ,可以方便地与 PC 机、单片机连机通讯。 可以快速、安全、可靠地实现系统方案中的数据、语音传输、短消息服务 (Short Message Service)和传真。 TC35 模块的工作电压为 — ,可以工作在 900MHz 和 1800MHz 两个频段 ,所在频段功耗分别为 2w(900M)和 1w(1800M)。 模块有 AT 命令集接口 ,支持文本和 PDU 模式的短消息、第三组的二类传真、以及 , 的非透明模式。 此外 ,该模块还具有电话簿功能、多方通话 ,漫游检测功能 ,常用工作模式有省电模式、 IDLE、 TALK 等模式。 通过独特的40 引脚的 ZIF 连接器 ,实现电源连接、指令、数据、语音信号、及控制信号的双向传输。 通过 ZIF 连接器及 50Ω 天线连接器 ,可分别连接 SIM卡支架和天线。 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 内部结构如图 310 所示。 18 图 310 T35 内部结构框图 TC35i 主要特性与技术指标包括以下几点： 频段为双频 GSM900MHz 和 GSMl800MHz (phase 2/2+)。 支持数据、语音、短消息和传真。 高集成度 ( 36mm )。 质量为 9g。 电源电压为单一电压 ~。 可选波特率 300bps~115kbps,动波特率 ~115kbps。 流消耗 —— 休眠状态为 ,空闲状态为 25mA,发射状态为 300mA(平均 ), 峰值。 温度范围 —— 正常操作 20℃ ~+55℃ ,存放 30℃ ~+85℃。 SIM 电压为 3V/。 RS232 电平转换电 路设计 TC35 的数据输入 /输出引脚需要通过 MAX232 进行电平转换后连接到单片机的串行口。 单片机通过串行口对 TC35进行访问和读。 MAX232 是 TTL转 RS232的电平转换电路。 这里使单片机串行口的 TTL 电平能够与 TC35 通信口的RS232 电平能够互相转换，这样才能进行通信。 RS232 是早期为公用电话网络数据通信而制定的标准，其逻辑电平与ITL/CMOS 电乎完全不同。 逻辑 0规定为 +5 +15V 之间，逻辑 1规定为 5～15V 之间。 由于 RS232 发送和接收之间有公共地，传输采用非平衡模式 ，因此共模噪声会耦合到信号系统中，其标准建议的最大通信距离为 15 米。 RS232 19 规定的电平和一般微处理器的逻辑 TTL 电平不一致，必须进行电平转换，实现逻辑电平转换可以采用 MAX232 芯片的转换接口 MAX232芯片是美信公司专门为电脑的 RS232标准串口设计的接口电路 ,使用+5v 单电源供电。 MAX232 的引脚图和内部结构图如下图所示： 图 311 MAX232 的引脚图和内部结构图 MAX232 的 内部结构基本可分三个部分： 第一部分是电荷泵电路。 由 6 脚和 4 只电容构成。 功能是产生 +12v 和 12v 两个电源，提供给 RS232 串口电平的需要。 第二部分是数据转换通道。 由 1 1 1 14 脚构成两个数据通道。 其中 13 脚（ R1IN）、 12 脚（ R1OUT）、 11 脚（ T1IN）、 14 脚（ T1OUT）为第一数据通道。 8 脚（ R2IN）、 9 脚（ R2OUT）、 10 脚（ T2IN）、 7 脚（ T2OUT）为第二数据通道。 TTL/CMOS 数据从 T1IN、 T2IN 输入转换成 RS232 数据从 T1OUT、 T2OUT送到电脑 DP9 插头； DP9 插头的 RS232 数据从 R1IN、 R2IN 输入转换成TTL/CMOS 数据后从 R1OUT、 R2OUT 输出。 第三部分是供电。 15 脚 DNG、 16 脚 VCC（ +5v）。 MAX232 包含两路驱动器和接收器的 RS232 转换芯片。 图 312 为实际电路。 芯片内部有一个电压转换器，可以把输入的 +5v 电压转换为 RS232 接口所需的 177。 1 0V 电压，尤其适用于没有 177。 12V 的单电源系统。 20 图 312 MAX232 实现的 RS232 接口 本设计中单片机与 TC35 的通信接口电路如下图所示， TXD 和 RXD 分别连接到单片机的串行口上，经过 MAX232 进行电平转换送给 TC35， C3 和 C4 两个电容和芯片内部构成电荷泵电路，为电路产生 +12v 和 12v 的电压。 R1 IN13R2 IN8T1 IN11T2 IN10R1 OUT12R2 OUT9T1 OUT14T2 OUT7C1+1C1 3C2+4C2 5U5MAX232C31μFC41μF123P1RXDTXD 图 313 单片 机与 TC35 接口电路 TC35 模块外围电路设计 TC35 的数据输入 / 输出接口实际上是一个串行异步收发器，符合 ITUT RS232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300bps~115kbps 之间可选，硬件握手信号用 RTS0/CTS0。 TC35 模块的电平转换及外围电路如图 311 所示。 TC35 有 40 个引脚通过一个 ZIF(Zero Insertion Force,零阻力插座 )连接器引出 .这 40 个引脚可以划分为 5 类 ,即电源数据输入 / 输出、 SIM 卡音频接口 和控制、第 1~14 脚为电源部分、 1~5 为电源电压输入端 Vbatt+、 6~10 为电源地GND， 1 12 为充电引脚， 13 为对外输出电压 (共外电路使用 )， 14 为ACCUTEMP 接负温度系数的热敏电阻。 24~29 为 SIM 卡引脚分别为 CCIN、CCRST、 CCIO、 CCCLK、 CCVCC、和 CCGND。 33~40 为语音接口，用来接电话手柄。 1 3和 32 脚为控制部分： 15 为点火线 IGT(Ignition)，当TC35i 通电后必须给 IGT 一个大于 100ms 低电平。 模块才启动； 30 为 RTC 21 backup， 31为 Power down， 32 为 SYNC。 16~23为数据输入 / 输出分别为 DSR0、RING0、 RxD0、 TxD0、 CTS0、 RTS0、 DTR0、和 DCD0。 R1 IN13R2 IN8T1 IN11T2 IN10R1 OUT12R2 OUT9T1 OUT14T2 OUT7C1+1C1 3C2+4C2 5U1MAX232C51μFC41μFRXDTXDVbatt+1~5GND6~10POWER11~12VDD13AKKU_TEMP14/IGT15DSR016/RING017RXD018TXD019CTS020RTS021DTR022DCD023CCIN24CCRST25CCIO26CCCLK27CCVCC28CCGND29RTC backup30Power down31SYNC32EPP233EPN234EPP135EPN136MICP137MICN138MICP239MICN240U2TC35CCVCC1CCRST2CCCLK3CCGND4CCIN5CCIO6SIMSIM_CARDQ190141nFC110mHL1DS1LEDR1VCC100nFC21KR2330R51KR310KR4C3100μF至单片机串口CCINCCRSTCCIOCCCLKCCVCCCCGNDTXD0RXD0CCINCCRSTCCIOCCCLKCCVCCCCGNDIGTDSR0RING0CTS0RTS0DTR0DCD0C610uFR610KVCCS1RST1 2U5A40106VCC 图 314 TC35 模块外围电路图 图 314 中， TC35 的 1~5 为电源电压输入端，这里接入 5V 电源； 6~10 为电源地，接入电源负极；模块上电后，为使之正常工作，必须在 15 脚 (IGT)加时长至少为 100ms 的低电平信号，且该信号下降沿时间小于 1ms。 启动后， 15脚的信号应保持高电平。 电路图中采用了类似于单片机上电复位的电路设 计，当系统上电时，由于电容 C6 两侧电压不越变，电容 C6 和电阻 R6 之间的电压为 5V 的高电平，之后随着电容的充电而变为低电平。 TC35 模块需要的复位启动信号为长于 100ms 的低电平信号。 因此电路中设计了 40106 施密特特性的反相器对复位信号进行处理。 40106 不仅将复位信号取反，使复位信号电平符合 TC35 的输入需要。 而且对复位信号进行了整形，保证其下降沿时间小于1ms。 使 TC35 可靠启动。 TC35 的 24~29 脚为 SIM 卡引脚，分别用来连接 SIM 卡相应的引脚， SIM 引脚中的 CCIN 引脚用来检测 SIM 卡支 架中是否插有 SIM 卡。 当插入 SIM 卡，该引脚置为高电平时，系统方可进入正常工作。 这里通过上拉电阻 R1 接入 CCVCC. TC35 的 SYNC 引脚有两种工作模式，一种是指示发射状态时的功率增长情况，另一种是指示 TC35 的工作状态。 本模块使用的是后一种功能，即当 LED 熄灭时 ,表明 TC35 处于关闭或睡眠状态；当 LED。