[论文]基于单片机与gsm模块无线温度传输系统

[论文]基于单片机与gsm模块无线温度传输系统内容摘要：

机器周期的高电平将使单片机复位。 ALE/PROG(Pin30)：地址锁存允许信号。 PSEN(Pin29)：外部存储器读选通信号。 EA/VPP(Pin31)：程序存储器的内外部选通，接低电平从外部程序存储器读指令，如果接高电平则从内部程序存储器读指令。 (4) 可编程输入 /输出引脚。 STC89C52 单片机有 4组 8位的可编程 I/O 口，分别位 P0、 P P P3 口，每个口有8位 （ 8根引脚），共 32 根。 PO 口（ Pin39～ Pin32）： 8 位双向 I/O 口线，名称为 ～； P1 口（ Pin1～ Pin8）： 8 位准双向 I/O 口线，名称为 ～ ； P2 口（ Pin21～ 10 Pin28）： 8 位准双向 I/O 口线，名称为 ～ ； P3 口（ Pin10～ Pin17）： 8 位准双向 I/O 口线，名称为 ～。 STC89C52 主要功能 如表 6所示。 表 6 STC89C52 主要功能 主要功能特性 兼容 MCS51 指令系统 8K 可反复擦写 Flash ROM 32 个双向 I/O 口 256x8bit 内部 RAM 3 个 16 位可编程定时 /计数器中断 时钟频率 024MHz 2 个串行中断 可编程 UART 串行通道 2 个外部中断源 共 6 个中断源 2 个读写中断口线 3 级加密位 低功耗空闲和掉电模式 软件设置睡眠和唤醒功能 TC35i 模块介绍 本文系统通信模块采用 TC35i， TC35i 是 SIEMENS 公司推出的 GSM 专用调制解调器，它可在 GSM 网中完成语音、数据、短消息以及传真的传送， TC35i 具有标准的工业接口和完整的 SIM 卡阅读器，因此使用非常简单，它提供的命令接口符合 GSM0705 和 GSM0707规范，并提供 RS232 数据口，模块和单片机接口通过 40 针数据电缆相连接，由于 TC35i模块的数据接口是 CMOS 电平，因此单片机对 TC35i 模块控制和通信信号不用进行电平转换，通过 R232 将 TC35i 模块和 PC 机连接起来即可。 TC35i 模块输入输出的 TTL 正电平逻辑不是 + 5V,而是 + ,因此 ,必须对该输入电平进行逻辑转换 ,系统通过在集电极开路缓冲器 7407 的输出加上拉电阻完成电路逻辑的转换。 系统加电后 ,为使 TC35i 进入工作状态 ,必须给 IGT(绝缘栅晶体管 )加一延时大于 100ms 的低脉冲电平 ,下降持续时间不可超过 1ms。 启动后 , IGT 应保持高电平（ V)。 驱动 IGT 时 TC35i 供电电压不能低于 ,否则 TC35i 不能激活。 ZIF 连接座的 CCIN 引脚用来检测 SIM 卡是否插好 ,如果连接正确 ,则 CC IN 引脚输出高电平 ,否则为低电平 ,可以在系统中 ,将引脚与参考地间连接红色指示灯 ,提示用户 SIM 卡是否插好。 TC35i 模块有 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 11 制。 TC35i 的第 1～ 5引脚是正电源输入脚通常推荐值 ，第 6～ 10 引脚是电源接地。 1 12为充电引脚，可以外接锂电池， 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，用于锂电池充电保护控制。 15 脚是启动脚 IGT，系统加电后为使 TC35i 进入工作状态，必须给 IGT 加一个大于 100ms 的低脉冲，电平下降持续时间不可超过 1ms。 16～ 23 为数据输入 /输出，分别为 DSR0、 RING0、 RXD0、 TXD0、 CTS0、 RTS0、DTR0 和 DCD0。 TC35i 模块的数据输入 /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，默认 9600。 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。 其中 18 脚 RxD0、 19 脚 TXD0 为 TTL 的串口通讯脚，需要和单片机或者 PC 通讯。 TC35i 使用外接式 SIM 卡， 24～ 29 为 SIM 卡引脚，SIM 卡同 TC35i 是这样连接的： SIM 上的 CCRST、 CCIO、 CCCL、 CCVCC 和 CCGND 通过 SIM卡阅读器与 TC35i 的同名端直接相连， ZIF 连接座的 CCIN 引脚用来检测 SIM 卡是否插好，如果连接正确，则 CCIN 引脚输出高电平，否则为低电平。 TC35i 的第 32 脚 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 TC35i 的工作状态，可用 AT命令 AT+SYNC 进行切换，本模块使用的是后一种。 当 LED 熄灭时，表明 TC35i处于关闭或睡眠状态；当 LED 为 600 ms 亮 /600ms 熄时，表明 SIM 卡没有插入或 TC35i正在进行网络登录；当 LED 为 75 ms 亮 /3s 熄时，表明 TC35i 已登录进网络，处于待机状态。 3 32脚为控制脚，其中 30 为 RTC backup， 31为 Power down， 32 为 SYNC。 35～ 38为语音接口， 3 36 接扬声器放音。 3 38 可以直接接驻极体话筒来采集声音 (37是话筒正端， 39是话筒负端 )如下图 5所示。 12 图 5 TC35i 引脚图 13 3 软件设计 TMOD 配置 C51 中有两个计数 /定时器 T1 和 T0。 每个计数器都有两个八位寄存器，即是十六位的寄存器。 TH TL1 分别是计数器 T1 的高八位和低八位存储区， TH0、 TL0分别是计数器 0的高八位和低八位存储区。 在单片机中有两个特殊功能寄存器与定时 /计数有关，这就是TMOD 和 TCON。 TMOD 和 TCON 是寄存器的名称，在写程序时就可以直接用这个名称来指定。 TMOD 寄存器的内容如表 6 所示。 表 6 寄存器 TMOD 从表 6中可以看出， TMOD 被分成两部份，每部份 4 位。 分别用于控制 T1， T0，（前四位控制 T1，后四位控制 T0） TR0、 TR1 分别是控制 T0 和 T1 工作状态的位。 定时 /计数器一共有四种工作方式，就是用 M1M0 来控制的， 2 位正好是四种组合（ 00 方式 1， 01方式 1， 10 方式 2， 11方式 3）。 C/T：定时 /计数器即可作定时用也可用计数用，到底作什用，根据需要自行决定，也说是决定权在编程者。 如果 C/T 为 0 就是用作定时器，如 果C/T 为 1 就是用作计数器。 串口通讯原理 串行接口的一般概念 单片机与外界进行信息交换称之为通 讯。 89C52 单片机的通讯方式有两种，并行通讯 :数据的各位同时发送或接收。 本文档不涉及并行通讯，只 讲串行通讯。 串行通讯 :数据一位一位顺序发送或接收。 串行通讯有同步通讯和异步通信两种方式： 异步通讯：它用一个起始位表示字符的开始，用停止位表示字符的结束。 在一帧格式中，先是一个起始位 0，然后是 8 个数据位，规定低位在前，高位在后，接下来是奇偶校验位（可以省略），最后是停止位 1。 用这种格式表示字符 ，则字符可以一个接一个地GATE C/T M1 M0 GATE C/T M1 M0 14 传送。 在异步通讯中， CPU 与外设之间必须有两项规定，即字符格式和波特率。 字符格 式的规定是双方能够在对同一种 0 和 1 的串理解成同一种意义。 原则上字符格式可以由通讯的双方自由制定，但从通用、方便的角度出发，一般还是使用一些标准为好，如采用ASCII 标准。 波特率即数据传送的速率，其定义是每秒钟传送的二进制数的位数。 例如，数据传送的速率是 120字符 /s，而每个字符如上述规定包含 10数位，则传送波特率为 1200波特。 89C52 单片机的串行接口结构 89C52 单片机通过引脚 RXD（ ，串行数据接收端）和引脚 TXD（ ，串行数据发送端）与外界通讯，如图 6所示。 SBUF 是串行口缓冲寄存器，包括发送寄存器和接收寄存器。 它们有相同名字和地址空间，但不会出现冲突，因为它们两个一个只能被 CPU读出数据，一个只能被 CPU 写入数据。 所以，语句 SBUF=SBUF；是有意义的。 它并不是将本身的值赋给了本身，而是将一个寄存器的值赋给了另一个寄存器，并且单片机不会搞错哪个是发送的，哪个是接受的。 图 6 单片机串口电路图 串行口的控制与状态寄存器 串行口控制寄存器 SCON 它用于定义串行口的工作方式及实施接收和发送控制。 其各 15 位定义如表 7 所示。 表 7 串口控制寄存器 SCON 示意表 SM0 SM1 SM2 REN TB8 RB8 TI RI ：工作方式控制位（其中 fosc 为晶振频率）如表 8 所示。 表 8 工作方式 SM0 SM1 工作方式 说 明 波特率 0 0 0 同步移位寄存器 Fosc/12 0 1 1 10 位异歩收发 由定时器控制 1 0 2 11 位异步收发 Fosc/32或 Fosc/64 1 1 3 11 位异步收发 由定时器控制 SM2：多机通讯控制位。 本次设计不使用，编程时置 0即可。 REN：接收允许控制位。 由软件置位以允许接收，又由软件清 0来禁止接收。 TB8: 是要发送数据的第 9位。 在方式 2或方式 3中，要发送的第 9位数据，根据需要由软件置 1 或清 0。 例如，可约定作为 奇偶校验位，或在多机通讯中作为区别地址帧或数据帧的标志位。 RB8：接收到的数据的第 9位。 在方式 0中不使用 RB8。 在方式 1 中，若（ SM2） =0，RB8 为接收到的停止位。 在方式 2或方式 3中， RB8 为接收到的第 9位数据。 TI： 发送中断标志。 在方式 0中，第 8位发送结束时，由硬件置位。 在其它方式的发送停止位前，由硬件置位。 TI 置位既表示一帧信息发送结束，同时也是申请中断，可根据需要，用软件查询的方法获得数据已发送完毕的信息，或用中断的方式来发送下一个数据。 TI必须用软件清 0。 RI： 接收中断标志位。 在方式 0， 当接收完第 8位数据后，由硬件置位。 在其它方式中，在接收到停止位的中间时刻由硬件置位（例外情况见于 SM2 的说明）。 RI置位表示一帧数据接收完毕，可用查询的方法获知或者用中断的方法获知。 RI必须用软件清 0。 电源控制寄存器 PCON，此寄存器只有第一位 SMOD 和本文档有关。 SMOD：串行口波特率加倍位： 1――方式 1， 3波特率＝定时器 1溢出率 /16；方式 2波特率为 Fosc/32。 0――方式 1， 3波特率＝定时器 1溢出率 /32；方式 2波特率为 Fosc/64。 8051 单片机的全双工串行口可编程为 4种工作方式，现分 述如下。 16 方式 0为移位寄存器输入 /输出方式。 本文档不用，故不叙述。 方式 1为波特率可变的 10位异步通讯接口方式。 发送或接收一帧信息，包括 1 个起始位 0， 8 个数据位和 1 个停止位 1。 输出： 当 CPU 执行一条指令将数据写入发送缓冲SBUF 时，就启动发送。 串行数据从 TXD 引脚输出，发送完一帧数据后，就由硬件置位 TI。 输入： 在（ REN） =1时，串行口采样 RXD 引脚，当采样到 1 至 0 的跳变时，确认是开始位 0，就开始接收一帧数据。 只有当（ RI） =0 且停止位为 1 或者（ SM2） =0 时，停止位才进入 RB8， 8 位数据才能进入接收寄 存器，并由硬件置位中断标志 RI；否则信息丢失。 所以在方式 1接收时，应先用软件清零 RI和 SM2 标志。 方式 2为固定波特率的 11位异步通讯接口方式。 它比方式 1增加了一位可程控为 1或 0 的第 9位数据。 输出 : 发送的串行数据由 TXD 端输出一帧信息为 11位，附加的第 9位来自 SCON 寄存器的 TB8 位，用软件置位或复位。 它可作为多机通讯中地址 /数据信息的标志位，也可以作为数据的奇偶校验位。 当 CPU 执行一条数据写入 SUBF 的指令时，就启动发送器发送。 发送一帧信息后，置位中断标志 TI。 输入 : 在（ REN） =1时，串行口采样 RXD 引脚，当采样到 1 至 0 的跳变时，确认是开始位 0，就开始接收一帧数据。 在接收到附加的第 9位数据后。