基于gsm的家庭防盗报警系统的设计与实现_毕业设计(编辑修改稿)

基于gsm的家庭防盗报警系统的设计与实现_毕业设计(编辑修改稿)内容摘要：

位准双向 I/O 口，具有内部上拉电阻。 P1 口可以驱动4 个 LS 型 TTL 负载。 当管脚写入 “1”时，被内部上拉为高电平，可用作为输入口，因为 内部 含有 上拉 电阻， 当被外部下拉为低电平时，将输出电流。 在 FLASH 编程和校验时， P1 口可作为第八位地址的接收。 P2 口： P2 口 的管脚 是 带 内部上拉电阻的 8 位准双向 I/O 口， P2 口可接收 数据 ，输出为 4 个 TTL 的门电流，当 P2 口被写入 “1”时，其管脚 电压 被内部上拉电阻拉高，可以 作输入 端口。 并 且 作为输入 端口 时， P2 口的管脚 电压 被外部拉低，将输出电流。 P2 口当用于外部 ROM 进行存取时， P2 口输出 的是外部 地址 的 高八位。 在给出地址 “1”时，利用内部 含有 上拉 电阻的 优势，当对外部 高 八位地址数据存储器进行读写 操作 时， P2 口输出 的是 其特殊功能寄存器的内容。 P3口： P3口 的 管脚是带内部上拉电阻的 8个双向 I/O口，可 以 接收输出 的 4个 TTL门电流。 当 P3口 被 写入 “1”后，它们被内部上拉 电阻上拉 为高电平，并用作 为 输入端口。 作为输入 端口时 ，由于外部下拉为低电平， P3口 输出的 将 为 电流（ TLL） ， 这也 是由于上拉 电阻 的缘故。 P3口的第二功能如表 31所示。 表 31 P3口的第二功能 信道位 第二功能 说明 RXD 串行口的输出 TXD 串行口的输入 INT0 外部中断 0 的中断请求输入 INTI 外部中断 1 的中断请求输入 T0 计数器 0 的计数输入 T1 计数器 1 的计数输入 WR 外部数据存储器的写选通信号 RD 外部数据存储器的读选通信号 唐 山 学 院 毕 业 设 计 5 RST：复位信号输入端，高电平有效。 当振荡器复位器件时，要保持 RST 脚两个机器周期的高电平时间，其中复位电路如图 33 所示。 ALE/P： ALE 为低 8 位地址锁存允许信号， 用来控制单片机 访问外部存储器时，锁存地址的 低 位字节 ， 地址锁存允许的输出电平。 在 FLASH 编程期间，此引脚 可用 作 输入编程脉冲。 在 一般情况下 ， 此端口 以不变的周期 频率输出正脉冲信号，此频率为振荡器频率的 1/6。 因此它可用作对外部输出的脉冲或用于定时目的 [4]。 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。 如想禁止 ALE的输出可在 SFR8EH 地址上置 0。 此时， ALE 只有在执行 MOVX， MOVC 指令是ALE 才起作用。 另外，该引脚被略微拉高。 如果微处理器在外部执行状态 ALE 禁止，置位无效。 PSEN ：片外部 ROM 读选通信号。 在由外部 ROM 取指期间，每个机器周期两次 PSEN 有效。 但在访问外部 RAM 时 或内部程序内存 ROM 时 ， 将不会产生 两次有效的 PSEN 信号。 EA /VPP： EA 为 访问 ROM 控制信号。 EA 无效时，访问内部 ROM， EA 有效时，访问外部 ROM。 XTAL1：片内振荡器反相放大器和时钟发生器电路的输入端。 XTAL2：片内振荡器反相放大器的输出端。 时钟电路如图 34 所示。 CCX12MHZXTAL1XTAL2图 34 时钟电路图 C1710 lufS?S W P BR1282 kV C C图 33 单片机复位电路 20PF 20PF 唐 山 学 院 毕 业 设 计 6 AT89C52 串口简介 本设计中，单片机与 GSM 模块之间通信是通过 TTL 串口实现的， 单片机的串口 含有 两个物理上独立的缓冲器 SBUF 包括 接收和发送 [5]，可以同时发送和接收数据，其中发送缓冲器只能写入 但 不 可以 读出，而接收缓冲器只能读出不 可以 写入，两个缓冲器共用 的是同 一个字节地址 99H。 1. AT89C52 单片机的串口寄存器 AT89C52 串行口控制寄存器有两个 ， 包括特殊功能寄存器 SCON 和 PCON，可以通过 软件 来 改变两者的内容从而控制串行口的波特率 和 工作方式。 其中定时器 /计数器 Tl 可以 用于 串行口的波特率发生器。 2. 串行口控制寄存器 SCON 串行口控制寄存器的字节地址为 98H，可以位寻址，位地址范围为 98HGFH。 其格式见表 32 所示。 (1) SMO、 SM1 串行口的 4 种工作方式的选择位，在这 4 种工作方式中，串行通讯只有 3 方式，方式 0 主要用于扩展并行输入输出口。 编码及 功能如表 33 所示。 (2) SM2 多机通信控制位 SM2 位主要用于方式 2 或方式 3 之中。 当串行口以方式 2 或方式 3 接收数据时，若 SM2=1，则只有接收到的第 9 位数据 (RBS)为 “1”时，才能将接收到的前 8 位数据送入到 SBUF 中， 并同时置 Rl 为 “1”，同时产生中断请求。 否则就将接收到的数据丢弃。 而当 SM2=0 时，无论第 9 位数据是 “1”还是 “0”，都将前 8 位数据送入到 SBUF中，同时产生中断请求。 在方式 0 时， SM2 必须是 0。 (3) REN 允许串行接收位 位 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 SCON SM0 SM1 SM2 REN TB8 RB8 T1 R1 SM0 SM1 方式 功能说明 0 0 0 移位寄存器方式，波特率为 fosc，用于扩展 I/O 口 0 1 1 8 位异步收发，波特率可变（由定时器控制） 1 0 2 9 位异步收发，波特率为 fosc/64 或 fosc/32 1 1 3 9 位异步收发，波特率可变（由定时器控制） 表 32 SCON的格式 表 33 串行口的 4种工作方式 唐 山 学 院 毕 业 设 计 7 由软件清 “0”或置 “1”，当 REN=1 时，允许串行接收数据 :当 REN=0 时，禁止串行接收数据。 (4) TB8 发送的第 9 位数据 在方式 2 和 3 时， TB8 是要发送的第 9 位数据。 在多机通信中表示主机发送的是地址帧还是数据帧， TB8=1 时，发送的是地址帧， TB8=0，发送的是数据帧。 (5) RB8 接收到的第 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 时，如果 SM2=0，则 RB8 是接收到的停止位。 在方式 0 时，不使用 RB8。 (6) TI 发送中断标志位 在方式 0 时，串口发送第 8 位数据结束时由硬件置 “1”，在其它方式时，发送停止位开始时置 “1”。 TI 表示一帧数据发送结束， TI 可以由软件清 O。 (7) RI 接收中断标志位 在方式 0 时，接收完第 8 位数据时 RI 由硬件置 “1”,在其它方式，接收到停止位时该位置 “1”。 RI=1 表示一帧数据发送结束， RI 可由软件清 “0” [6]。 3. 特殊功能寄存器 PCON 特殊功能寄存器字节地址为 87H，没有位寻址功能。 PCON 的格式如表 34 所示。 SMOD 为波特率选择位，其作用是使波特率加倍。 4. 单片机的定时器 /计数器 单片机的定时器 /计数器共有四种工作方式，可以通过程序对 TMOD 进行设置来选择， TMOD 的低 4 位用于设置定时器 /计数器 0，高 4 位用于设置定时器 /计数器 1。 定时器工作方式见表 35 所示。 M1 M0 方式 说明 0 0 0 13位 计数器 0 1 1 16位计数器 1 0 2 可自动再装入的 8位计数器 1 1 3 把定时器 0分成两个 8位的计数器；对于定时器 1，停止工作 位 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 PCON SMOD 表 34 PCON寄存器格式 表 35 定时器工作方式 唐 山 学 院 毕 业 设 计 8 AT89C52 功能 AT89C52 是一种高性能、低功耗的 CMOS 8 位微控制器，它具有 8K 的系统可编程 Flash 存储器。 使用 Atmel 公司高密度非易失性存储器技术制造，可以与工业80C51 产品指令和引脚完全兼容。 在 单片机的 芯片上，拥有 8 位 CPU 和系统 的 可编程 Flash，使得 AT89C52 为众多嵌入式应用控制系统提供了高灵活 并且 超有效的解 决方案。 其中片上的 Flash 允许程序存储器在系统可编程，也适于常规编程器。 AT89C52 具有以下标准功能： 8k 字节 Flash， 256 字节 RAM， 32 位 I/O 口线， 2 个数据指针，三个 16 位定时器 /计数器，一个 6 向量 2 级中断结构，全双工串行口，片内晶振及时钟电路，看门狗定时器 [7]。 另外， AT89C52 可以降至 0Hz 静态逻辑的操作，同时支持 2 种软件，可选择节电模式。 在空闲模式下， CPU 停止工作，允许 RAM、串口、中断、定时器 /计数器继续工作。 掉电保护方式下， RAM 内容被保存，振荡器被冻结，单片机 停止一切工作，直到下一个中断或硬件复位为止。 在本设计中， AT89C52 单片机主要起到整体控制的作用，将每个模块实现了连接，控制整个系统的工作，当传感器感应到异常信号时，将信号传输给单片机，单片机通过不停的扫描判断，控制 GSM 模块发送相关的报警短信给户主，遥控器的布、撤功能也是通过单片机 I/O 口高低电平判断实现的，键盘的输入号码功能也是通过单片机实现的，数码管显示也是，所以，单片机在本系统中的作用是必不可少的。 GSM 模块 GSM 简介 随着 GSM 移动通信网络的完善与普及， GSM 模块作为 一种主要的 GSM 网络的接入设备，它的生产也越来越多，竞争也越来越激烈。 GSM 模块是继 GSM 手机外又一种重要的 GSM 移动通信系统的终端设备。 它在短信息方面的应用具有很大的优势，可以永远再线、不需拨号、覆盖范围 广、 价格便宜等特点，很适合 应 用于频繁传送小流量数据，可以实现无线远程控制 和 检测 、 无线数据双向传送等。 GSM模块是传统 的 调制解调器与 GSM 无线 移动通信系统相 互 结合的一种数据终端设备，它改变了传统的以话音为主的通信手段，打开了 GSM 网络数据通信及其应用的大门。 GSM 模块的主要功能有收发短信、借助短信息实现远程 小批量数据传输、语音通话、数传模式实现无线实时数据通信、无线上网等 [8]，本此设计主要应用了它的收发短信的功能。 TC35 介绍 本设计采用的是西门子公司的 TC35双核 900/1800MHZ高度集成的 GSM模块， 唐 山 学 院 毕 业 设 计 9 该模块是一个支持中文短信息的工业级 GSM 模块 ,工作在 EGSM900 和 GSM1800双频段 ,电源范围为直流 ～ ,休眠状态消耗电流 为 ，空闲 时 消耗电流为25mA，发射 时 消耗电流为 300mA(平均 )，峰值 为 ；可 以 数据信号 和 传输语音 ,在 EGSM900(4类 )功耗为 2W， GSM1800(1类 ) 功耗 为 1W ,通过接口连接器连接 SIM卡读卡器 ，通过 天线连接器 连接 天线 [9]。 SIM 工作 电压为 3V/， TC35 的数据接口 (CMOS 电平 )可 以 双向传输指令和数据 , 这一工程师 通过 发送 AT 命令 进行的， 可选 择的 波特率为 300b/s～ 115kb/s , 自动 的 波特率为 ～ 115kb/s。 它支持 两种格式的短信息发送，包括 Text 和 PDU,可 以 通过 相应的 AT 命令或关断信号 来 实现重启和故障恢复。 TC35 主要由 6 部分组成 ，包括 供电模块 (ASIC)、 ZIF 连接器、闪存、天线 接口等。 主要处理 GSM 终端内的数据信号 和 语音 信号 ，并 包含 了蜂窝射频设备中的所有数字 和 模拟功能。 TC35 硬件设计： TC35 模块有 40 个引脚， 这 40 个引脚主要是 通过一个 ZIF(Zero Insertion Force，零阻力插座 )连接器引出 的。 这 40 个引脚可以划分为电源、 SIM 卡、数据输入 /输出、音频接口和控制 5 大类。 TC35 的第 1～ 5 引脚是输入脚 输入 正电源，第 6～ 10 引脚 接 地。 1 12引脚 用作 充电 引脚 ，可外接锂电池 来进行充电 ， 13 引脚可以 对外输出电压 (供 外电路使用 )， 14 引脚是 用于锂电池充电保护 的 ACCUTEMP 接负温度系数的热敏电阻， 15 引 脚是 IGT 启动脚， 当给 系统 上 电后 ， 为 了保证 TC35 能够 进入工作状态 ,必须给 IGT 启动脚 加一个大于 100ms 的低脉冲 信号 ,其中 电平下降持续 的 时间不 以 可超过 1ms。 16～ 23 引脚。