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1、毕业论文-基于GSM短信模块的家庭防盗报警系统目 录1.前言12.总体方案设计22.1方案比拟22.1.1方案一22.1.2方案二22.2方案的论证与选择33.单元模块设计43.1 GSM模块设计43.1.1 GSM MODEM 的主要功能43.1.2 GSM通信原理43.1.3 GSM系统的网络结构43.1.4 GSM系统信道分类53.1.5 315MHZ调幅遥控器63.2 单片机模块设计73.3时钟芯片模块设计93. 4传感器模块设计123.5电源模块设计194.软件设计214.1 软件开发环境214.1.1 Proteus仿真软件简介214.1.2 keil编译及调试软件简介224.1.
2、3 主程序流程框图244.2 SM短信模块编程254.2.1常见 AT 指令及使用方法254.2.2短消息的编码方式264.2.3短消息发送程序设计304.3 LCD显示325.系统仿真336.致谢347.参考文献358.附录：36附录1：设计原理图：36附录2：37附录3：外文翻译资料44随着科学技术的不断开展,目前日常生活中出现了各种各样的防盗报警器。但是,其中绝大多数,要么是设计比拟繁杂,要么是制造工序复杂,要么是本钱很高,不适合生产和人们的消费需求,不能在一般居民的日常生活中得到广泛应用。但有一种红外报警器却摆脱了这种种缺点。该红外报警器原理易于理解,外形美观而且结构简单,所用器件数目
3、少,比拟常见而且本钱较低。因此该红外报警器在制造工序上比其他报警器简单,在制造本钱上远远低于其他类型的报警器。更为重要的是,此类报警器防盗的平安指数非常高,几乎不会出现不报或误报。可以有效地预防和打击违法犯罪的盗窃行为,为人们的生命财产平安提供了强有力的保障,为社会的平安稳定发挥了巨大的作用,尤其是在一些住宅小区更是令人叫好。这种红外报警器也因此被人们誉为忠诚的卫士或人性化看门狗。随着生活素质的改善，人们对家居的财产、人身的平安的要求也越来越高，安防系统不再只限于防盗，而且能做到防劫、防火，以及即时解决突发事件。原始的家居安防模式是由铁门、铁链、铁栏杆等组成，称为被动式防盗，这是安防系统的雏型
4、。这种被动式安防系统已不能满足人们的要求，于是出现了由电子探测器、探头等报警终端通过有形的通信线路，如双绞线、电缆等连接报警中心所组成的安防系统，这种方式称为主动防盗。这种主动安防较之被动安防有很大的进步。无论是从结构简洁，还是本钱低廉，甚至是美观上都优于被动式安防系统。所以，这种主动式安防系统已不仅仅用于防盗，在其他领域都起到了平安防范的作用。但是，科学技术的不断进步，电子技术的日趋成熟，通信和集成电路技术的交叉开展，这种有线的安防系统显然也已落伍了。采用有线的方式连接报警探头和报警主机，由于受传输距离、环境、可变性等多种因素的制约，局域性很强，而且这种安防系统存在着很大的漏洞，例如一个采用
5、 线连接的 报警系统，入侵者只要割断 线就可以让整个系统形同虚设，不能工作。此时，人们把传感技术和无线通信技术引入安防领域，为安防系统向无线开展提供了强有力的技术支持。基于GSM模块的家庭防盗报警系统利用无线报警探头或传感器等作为报警终端，免去了电缆的束缚,改善了屋内的环境，对于系统的施工也提供了很大的方便。基于GSM模块的家庭防盗报警系统，可以实现一点与多点之间的信息交流，系统特别利用无线信息发送、接收的方式使整个报警过程更加隐蔽，更加可靠。基于GSM模块的家庭防盗报警系统概念一经提出，就得到了迅速的开展，不仅在居家平安领域，在其他领域，如医疗监护、工业生产、商业活动，甚至是在科学实验等领域
6、都得到很好的应用，所以，未来的安防研究方向将是：基于GSM模块的家庭防盗报警系统。2.总体方案设计 防盗报警系统设计防盗报警系统一般是由入侵探测器、防盗报警控制器和接警中心 硬件加软件 组成。它的最简形式是本地 家庭、单位等 报警系统,它的组成局部是入侵探测器和本地报警控制器,以及声光报警器。利用固定点 联网防盗报警系统来实现家庭防盗报警，该系统由编程主机、探测器、门磁和遥控器组成，一旦发生警情，能把报警信息通过邮电通讯网络瞬间远程传输到用户设定的固定 上，同时向接警中心报告，中心联网电脑可通过电子地图、数据库、电脑语音提示，监听现场情况，显示发生警情的单位、地址、方位、发案时间、所辖派出所巡
7、逻大队警力分布，及时调动警力作出快速处理。方案一流程框图：图2.1 方案一系统框图通过传感器检测家庭平安隐患，把检测结果送入单片机，通过单片机控制GSM系统向预先设定好的 号码发送报警信号，在设计的报警系统中，不仅可以通过防盗传感器发送防盗报警信号，也添加了温度传感器和气体泄漏传感器来检测烟雾和气体信号，实现防火、防燃气泄漏的作用，同时配备了315MHZ调幅遥控器来实现用户在进入防区前或离开防区后能对系统的布、撤防状态进行改变。方案二流程框图：图2.2 方案二系统框图方案一选用门磁报及固定 实现防盗报警，具有很强的时效性、可靠性。当窃贼退了开门时，门磁与此提也同时产生唯一，电波信号即可发射给主
8、机，主机鸣响报警声并拨打6组预设的 号码。然而门磁存在的缺陷也是显而易见的，如：方案二采用AT89C51单片机作为主控制芯片，通过传感器检测家庭平安隐患，把检测结果送入单片机，通过单片机控制GSM系统向预先设定好的 号码发送报警信号，在设计的报警系统中，不仅可以通过防盗传感器发送防盗报警信号，也添加了温度传感器和气体泄漏传感器来检测温度和气体信号，实现防火、防燃气泄漏的作用，能够有效地到达实时控制和分布式，非常适用于比拟复杂的生产环境。经过上面两个方案的分析，第二个方案的可行性高、可靠性与及时性强，且较符合实时快捷的要求，所以我选择第二个方案做为设计方案。3.1 GSM模块设计随着电子技术与网
9、络技术的飞速开展， 通讯工具，基于这一点，本文设计了基于GSM短信模块的家庭平安报警系统，而由于HRH GSM Modem 内嵌高可靠性的GSM 引擎GSM Cellular Engine和51 单片机系统MCS51，标准串行接口和精简的软件接口协议将用户从繁杂的GSM 通信标准解析和调试中解脱出来，使用方便，而且公网的数据传输具有通信范围广GSM 网络根本覆盖全国，传输稳定、可靠等特点。因此本设计选用HRH GSM Modem来进行通信。1.收发短信；2.借助短信实现远程小批量数据传输；3.语音通话GSM ；4.数传模式实现无线实时数据通信；5.无线上网自动应答型。gsm900和dsc180
10、0即我们通常说的双频网，他们是GSM标准。系统功能都相同，主要与不同的频率，gsm900工作在900mhz，dsc1800工作在1800mhz。中国最早使用的是gsm900，与网络规模和用户数量的迅速开展，原有的gsm900网络频率变得越来越紧张，为了更好的满足客户的需求，我国最近推出的一个dcs1800，和使用的是基于GSM 900网络，dcs1800网络被添加到网络，由移动/ dcs1800双频网，以缓解高流量地区局势日益紧张的无线信道。只要用户使用双频 ，你可以切换它们之间在GSM 900dcs1800，自动选择最正确的信道的呼叫，即使移动 也可在网络之间自动切换移动 用户通知，并选择最
11、好的通道，然后通过率增加。为适应这一趋势，抢占更多的市场份额，摩托罗拉，诺基亚，爱立信等世界著名的移动 设备制造商开发并推出多频带移动 。3.1.3 GSM系统的网络结构gsm900和dsc1800即我们通常说的双频网，他们是GSM标准。系统功能都相同，主要与不同的频率，gsm900工作在900mhz，dsc1800工作在1800mhz。中国最早使用的是gsm900，与网络规模和用户数量的迅速开展，原有的gsm900网络频率变得越来越紧张，为了更好的满足客户的需求，我国最近推出的一个dcs1800，和使用的是基于GSM 900网络，dcs1800网络被添加到网络，由移动/ dcs1800双频网
12、，以缓解高流量地区局势日益紧张的无线信道。只要用户使用双频 ，你可以切换它们之间在GSM 900dcs1800，自动选择最正确的信道的呼叫，即使移动 也可在网络之间自动切换移动 用户通知，并选择最好的通道，然后通过率增加。为适应这一趋势，抢占更多的市场份额，摩托罗拉，诺基亚，爱立信等世界著名的移动 设备制造商开发并推出多频带移动 。3.1.4 GSM系统信道分类蜂窝通信系统需要传输的不同类型的信息，包括业务信息和控制信息，因此在物理信道设置相应的逻辑通道。一些这些逻辑信道的呼叫连接阶段，一些用于通信，也有一些用于系统运行的所有时间。 l 业务信道 TCH 传输话音和数据话音信道根据不同，可分为
13、全速率话务信道半速率语音业务信道。同样，数据业务信道根据不同，又分为全速率数据业务信道和半速率业务信道半速率数据和数据业务信道数字9.6,4.8和2.4表示数据速率 单位：千字节/秒。 2 控制信道 CCH 传输各种信令信息控制信道分为三类:1 播送信息BCH，一种“点对多点单方向控制通道，基站向移动站所有电台和公共信息。内容传输的移动台接入网络和呼叫建立所有必要的信息。2 公共控制信道 CCCH ，一种“一点对多点的双向控制信道，其用途是传输链路连接所需要的控制信令与信息。它分为:寻呼信道 PCH :传输基站寻呼移动台的信息;随机接入信道 RACH :移动控制台入网时，向基站发送入网请求信息
14、;准许接入信道 AGCH :基站在呼叫接续时，从移动台发送分配控制信道的信令。3 专用控制信道 DCCH ，一种“点对点的双向控制信道，作用是在呼叫接续阶段和在通信过程中，从移动控制台与基站间传送所需的控制信息。其中又分为:独立控制信道 SDCCH :传输移动控制台与基站相连接和信道所分配的及时信令;慢速辅助控制信道 SACCH :处于移动控制台和基站之间，以周期传输一些特定的有用信息，也是安排在业务通讯信道和有关的根本控制信道中，是一种复接传输信息的方式。快速辅助控制信道 FACCH :传送与SDCCH相同的有用信息。使用时必须中断业务信息 4帧 ，及时将FACCH插入，在没有分配SDCCH
15、的状况下，才用这种控制信道。由此可见，GSM通信系统在传输所需的各种信令的同时，预设了多种专用的控制信道。3.1.5 315MHZ调幅遥控器发射、接收电路为了实现用户在进入防区前或离开防区后能对系统的布、撤防状态进行改变，本设计选用了315MHZ调幅遥控器，该遥控器具有以下优点：工作在业余频段，不用花钱购置频点；1.2有效距离远，一般可达2001000米；1.3有丰富的地址码供用户选择。由于遥控器和遥控器接收板上应用的PT2262/PT2272编解码芯片对都提供8位三态的编解码状态，也就是说有3的8次方地址码可供用户选择，足以满足小区内所有用户的防盗报警布、撤防应用。发射、接收电路无解码电路图
16、分别图3.1.1和3.1.2所示：图3.1.1 发射电路图3.1.2 接收电路3.2 单片机模块设计TMS-1000问世以来，在短短的20余年间，单片机技术已开展成为计算机技术中一个非常有活力的分支，它有自己的技术特征、标准、开展道路和应用环境。按单片机的生产技术和应用对象，单片机先后经历了4位机、8位机、16位机、32位机几个有代表性的开展阶段。AT89S52是一种低功耗、高性能CMOS 8位微控制器，具有8K在系统可编程Flash 存储器。使用Atmel公司高密度非易失性存储器技术制造，与工业C51产品指令和引脚完全兼容。片上Flash允许程序存储器在系统可编程，亦适于常规编程器。在芯片上
17、，拥有灵巧的8位CPU和在系统可编程Flash，使得AT89S52为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、有效的解决方案。AT89S52MCS-51单片机产品兼容；28K字节在系统可编程Flash存储器；31000次擦写周期；4全静态操作：0Hz33Hz； 5三级加密程序存储器；6八个中断源； 7全双工UART串行通道；8低功耗空闲和掉电模式、掉电后中断可唤醒； 9看门狗定时器；10双数据指针； 11掉电标识符。8k字节Flash，256字节RAM，32位I/O口线，看门狗定时器，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。另外，AT89S52
18、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。3.1 AT89S52引脚的引脚图AT89S52的各个引脚的如下：电源电压GND：接地P0口：P0口是一个8位漏极开路的双向I/O口,即地址/数据总线复用口。TTL逻辑电平。对P0端口写“1时，引脚用作高阻抗输入。当访问外部程序和数据存储器时，P0口也被作为低8位地址/数据复用。在这种模式下，P0具有内部上拉电阻，在flash编程时，P0口也用来接收指令字节；在程序校验
19、时，输出指令字节。程序校验时，需要外部上拉电阻。P1口：P1口是一个具有内部上拉电阻的8位双向I/O口，P1输出缓冲器能驱动4个TTL逻辑电平。对P1端口写“1时，内部上拉电阻把端口拉高，此时可以作为输入口使用。作为输入使用时，被外部拉低的引脚由于内部电阻的原因，将输出电流。引脚第二功能P1.0T2定时器/计数器T2的外部计数输入，时钟输出P1.1T2EX定时器/计数器T2的捕捉/重载触发信号和方向控制P1.5MOSI在系统编程用P1.6MISO在系统编程用P1.7SCK在系统编程用P2口：P2口是一个具有内部上拉电阻的8位双向I/O口，P2输出缓冲器能驱动4个TTL逻辑电平。对P2端口写“1
20、时，内部上拉电阻把端口拉高，此时可以作为输入口使用。作为输入使用时，被外部拉低的引脚由于内部电阻的原因，将输出电流。在访问外部程序存储器或用16位地址读取外部数据存储器例如执行MOVX DPTR，A时，P2口送出高八位地址。在这种应用中，P2口使用很强的内部上拉发送1。在使用8位地址如MOVX R1，A访问外部数据存储器时，P2口输出P2锁存器的内容。在flash编程和校验时，P2口也接收高8位地址字节和一些控制信号。P3口：P3口是一个具有内部上拉电阻的8位双向I/O口，P2输出缓冲器能驱动4 个TTL逻辑电平。对P3端口写“1时，内部上拉电阻把端口拉高，此时可以作为输入口使用。作为输入使用
21、时，被外部拉低的引脚由于内部电阻的原因，将输出电流。P3口亦作为AT89S52特殊功能第二功能使用，如表3.1所示。表3.2 AT89S52特殊功能表第二功能功能P3.0RXD 串行输入口P3.1TXD 串行输出口P3.2 外部中断0P3.3 外部中断1P3.4T0 定时/计数器0P3.5T1 定时/计数器1P3.6 外部数据存储器写选通P3.7 外部数据存储器读选通此外，P3口还接收一些用于Flash闪存编程和程序校验的控制信号。RST复位输入。当振荡器工作时，RST引脚出现两个机器周期以上高电平将是单片机复位。ALE/PROG当访问外部程序存储器或数据存储器时，ALE地址锁存允许输出脉冲用
22、于锁存地址的低8位字节。一般情况下，ALE仍以时钟振荡频率的1/6输出固定的脉冲信号，因此它可对外输出时钟或用于定时目的。要注意的是：每当访问外部数据存储器时将跳过一个ALE脉冲。XTAL1：振荡器反相放大器的输出端及时钟发生器的输入端。XTAL2：振荡器反相放大器的输出端及时钟发生器的输入端。对Flash存储器编程期间，该引脚还用于输入编程脉冲PROG。如有必要，可通过对特殊功能存放器SFR区中的8EH单元的D0位置位，可禁止ALE操作。该位置位后，只有一条MOVX和MOVC指令才能将ALE激活。此外，该引脚会被微弱拉高，单片机执行外部程序时，应设置ALE禁止位无效。PSEN程序储存允许PS
23、EN输出是外部程序存储器的读选通信号，当AT89S52由外部程序存储器取指令或数据时，每个机器周期两次PSEN有效，即输出两个脉冲，在此期间，当访问外部数据存储器，将跳过两次PSEN信号。EA/VPP外部访问允许，欲使CPU仅访问外部程序存储器地址为0000H FFFFHEA端状态。如EA端为高电平接VCC端，CPU那么执行内部程序存储器的指令。Flash存储器编程时，该引脚加上+12V的编程允许电源VPP，当然这必须是该器件是使用12V编程电压VPP。时钟芯片的引脚功能如下：为地址,数据复用总线；为空脚；为总线模式选择/2324256,78395，当此接到时，选用的是/2324256总线时序
24、，当它地或不接时，选用的是78395总线时序；为片选端；为地址锁存允许端；总线下作为写；在78395总线下作为读；为复位端，复位端对时钟、日历系统上电时复位端要保持低电平以上才可以正常工作；为中断请求输出端；为方波输出端，当低于时没作用；到+125，转换速度小于1s。而在本遥测系统中采用外部电源供电温度测量工作方式，其中电阻R是上拉电阻，使得单线总线的空闲状态是高电平。由于DS18B20只有一根数据线。因此它和主机单片机通信是需要串行通信，而AT89C51有两个串行端口，所以可以不用软件来模拟实现。经过单线接口访问DC18B20必须遵循如下协议：初始化、s的低电平信号。接着主机便释放此线并进入
25、接收方式Rx。总线经过4.7K的上拉电阻被拉至高电平状态。在检测到I/O引脚上的上升沿之后，DS18B20等待15-60s,并且接着发送脉冲60-240s的低电平信号。然后以存在复位脉冲表示DS18B20已经准备好发送或接收，然后给出正确的ROM命令和存储操作命令的数据。DS18B20通过使用时间片来读出和写入数据，时间片用于处理数据位和进行何种指定操作的命令。它有写时间片和读时间片两种。写时间片：当主机把数据线从逻辑高电平拉至逻辑低电平时，产生写时间片。有两种类型的写时间片：写1时间片和写0时间片。所有时间片必须有60微秒的持续期，在各写周期之间必须有最短为1微秒的恢复时间。读时间片：从DS
26、18B20读数据时，使用读时间片。当主机把数据线从逻辑高电平拉至逻辑低电平时产生读时间片。数据线在逻辑低电平必须保持至少1微秒；来自DS18B20的输出数据在时间下降沿之后的15微秒内有效。为了读出从读时间片开始算起15微秒的状态，主机必须停止把引脚驱动拉至低电平。在时间片结束时，I/O引脚经过外部的上拉电阻拉回高电平，所有读时间片的最短持续期为60微秒，包括两个读周期间至少1s的恢复时间。一旦主机检测到DS18B20的存在，它便可以发送一个器件ROM操作命令。所有ROM操作命令均为8位长。DS18B20的光刻ROM中64位序列号它可以看作是该DS18B20的地址序列码。64位光刻ROM的排列
27、是：开始8位28H是产品类型标号，接着的48位是该DS18B20自身的序列号，最后8位是前面56位的循环冗余校验码CRC X8+X5+X4+1。光刻ROM的作用是使每一个DS18B20一根总线上挂接多个DS18B20。所有的串行通讯，读写每一个bit位数据都必须严格遵守器件的时序逻辑来编程，同时还必须遵守总线命令序列，对单总线的DS18B20芯片来说，访问每个器件都要遵守以下命令序列：首先是初始化；其次执行ROM命令；最后就是执行功能命令 ROM命令和功能命令后面以表格形式给出 。如果出现序列混乱，那么单总线器件不会响应主机。当然，搜索ROM命令和报警搜索命令，在执行两者中任何一条命令之后，要
28、返回初始化。基于单总线上的所有传输过程都是以初始化开始的，初始化过程由主机发出的复位脉冲和响应的应答脉冲组成。应答脉冲使主机知道，总线上有从机，且准备就绪。在主机检测到应答脉冲后，就可以发出ROM命令。这些命令与各个从机设备的一64 ROM代码相关。在主机发出ROM命令，以访问某个指定的DS18B20，接着就可以发出DS18B20支持的某个功能命令。这些命令允许主机写入或读出DS18B20便笺式RAM、启动温度转换。软件实现DS18B20的工作严格遵守单总线协议： 1 主机首先发一复位脉冲，信号线上DS18B20器件被复位。 2 接着主机发送ROM命令，程序开始读取单个在线的芯片ROM编码并保
29、存在单片机数据存储器中，把用到的DS18B20的ROM编码离线读出，最后用一个二维数组保存ROM编码，数据保存在X25043中。 3 系统工作时，把读取了编码的DS18B20挂在总线上。发温度转换命令，再总线复位。 4 然后就可以从刚刚的二维数组匹配在线的温度传感器，随后发温度读取命令就可以获得对应的温度值了。在主机初始化过程，主机通过拉低单总线至少480us，产生复位脉冲。接着，主机释放总线，并进入接收模式。当总线被释放后，上拉电阻将单总线拉高。在单总线器件检测到上升沿后，延时1560us，接着通过拉低总线60-240s，以产生应答脉冲。写时均起始于主机拉低总线，产生写1时的方式：主机在拉低
30、总线后，接着必须在15us之内释放总线产生写时的方式：在主机拉低总线后，只需在整个时期间保持低电平即可 至少60us 。在写字节程序中的写一个bit位的时候，没有按照通常的分别写时序和写1时序，而是把两者结合起来，当主机拉低总线后在15us之内将要写的位给DO：如果c是高电平满足15s内释放总线的要求，如果c是低电平，那么DOc这条语句仍然是把总线拉在低电平，最后都通过延时58us完成一个写时序 写时序0或写时序1 过程。每个读时隙都由主机发起，至少拉低总线1us，在主机发起读时之后，单总线器件才开始在总线上发送或1。所有读时至少需要60us。采用16脚DIP封装图3.4.2 BISS0001
31、的管脚图管脚说明如表3.4.2所示：引脚名称I/O功能1AI可重复触发和不可重复触发选择端。当A为“1时，允许重复触发；反之，不可重复触发2VoO控制信号输出端。由VS的上跳变沿触发，使Vo输出从低电平跳变到高电平时视为有效触发。在输出延迟时间Tx之外和无VS的上跳变时，Vo保持低电平状态。3RR1-输出延迟时间Tx的调节端4RC1-输出延迟时间Tx的调节端5RC2-触发封锁时间Ti的调节端6RR2-触发封锁时间Ti的调节端7VSS-工作电源负端8VRFI参考电压及复位输入端。通常接VDD，当接“0时可使定时器复位9VCI触发禁止端。当Vc VR时禁止触发；当Vc VR时允许触发 VR0.2V
32、DD 10IB-运算放大器偏置电流设置端11VDD-工作电源正端122OUTO第二级运算放大器的输出端132IN-I第二级运算放大器的反相输入端141IN+I第一级运算放大器的同相输入端151IN-I第一级运算放大器的反相输入端161OUTO第一级运算放大器的输出端三BISS0001的工作原理BISS0001是由运算放大器、电压比拟器、状态控制器、延迟时间定时器以及封锁时间定时器等构成的数模混合专用集成电路。首先，根据实际需要，利用运算放大器OP1组成传感信号预处理电路，将信号放大。然后耦合给运算放大器OP2，再进行第二级放大，同时将直流电位抬高为VM 0。5VDD 后，将输出信号V2送到由比
33、拟器COP1和COP2组成的双向鉴幅器，检出有效触发信号Vs。由于VH0。7VDD、VL0。3VDD，所以，当VDD 5V时，可有效抑制1V的噪声干扰，提高系统的可靠性。COP3是一个条件比拟器。当输入电压Vc VR 0。2VDD 时，COP3输出为低电平封住了与门U2,禁止触发信号Vs向下级传递；而当Vc VR时，COP3输出为高电平，进入延时周期。当A端接“0电平时，在Tx时间内任何V2的变化都被忽略，直至Tx时间结束，即所谓不可重复触发工作方式。当Tx时间结束时，Vo下跳回低电平，同时启动封锁时间定时器而进入封锁周期Ti。在Ti时间内，任何V2的变化都不能使Vo跳变为有效状态高电平,可有
34、效抑制负载切换过程中产生的各种干扰。图3.4.4 BISS0001的热释电红外开关应用电路图上图中，运算放大器OP1将热释电红外传感器的输出信号作第一级放大，然后由C3耦合给运算放大器OP2进行第二级放大，再经由电压比拟器COP1和COP2构成的双向鉴幅器处理后，检出有效触发信号Vs去启动延迟时间定时器，输出信号Vo经晶体管T1放大驱动继电器去接通负载。上图中，R3为光敏电阻，用来检测环境照度。当作为照明控制时，假设环境较明亮，R3的电阻值会降低，使9脚的输入保持为低电平，从而封锁触发信号Vs。SW1是工作方式选择开关，当SW1与1端连通时，芯片处于可重复触发工作方式；当SW1与2端连通时，芯
35、片那么处于不可重复触发工作方式。图中R6可以调节放大器增益的大小，原厂图纸选10K，实际使用时可以用3K，可以提高电路增益改善电路性能。输出延迟时间Tx由外部的R9和C7的大小调整，触发封锁时间Ti由外部的R10和C6的大小调整，R9/R10可以用470欧姆，C6/C7可以选0。1U。说明 该传感器采用热释电材料极化随温度变化的特性探测红外辐射，采用双灵敏元互补方法抑制温度变化产生的干扰，提高了传感器的工作稳定性。、上述特性指标是在源极电阻R2 47K条件下测定的，用户使用传感器时，可根据自己的需要调整R2的大小。、注意灵敏元的位置及视场大小，以便得到最正确光学设计。、所有电压信号的测量都是采
36、用峰一峰值定标。平衡度B中的EA和EB分别表示两个灵敏元的电压输出信号的峰一峰值。TGS308燃气传感器在出现可燃性气体时TGS308型气体传感器的电导增加，通过电位器RP滑动点取出电压，其值从正常的3V有效值增加到20V。此升高的电压经二极管和4.7K电阻加至晶体管VT1，使之导通，VT1导通使双向晶体管2N6070A导通，使之输出一个高电平，来使单片机控制工作。在检测烟雾信号时，为了简单电路，我选用了与TGS308工作原理相近的8224烟雾传感器。同样，在8224周围气体浓度增加时，它的电导也会增加，通过这个电路也可以实现向单片机发送开关信号，来控制报警信号。其电路图如图3.4.5所示：图
37、 3.4.5 燃气传感器电路图3.4.6 复位电路该局部电路完成AT89C51的复位，采用按键复位的方式，它与单片机的RST引脚相连，当单片机出现死机或希望它复位的情况下，该电路就会起作用，同时它也具有上电复位的功能。其电阻R1为200欧姆，R2为1K欧姆，电容为22uF。单片机电源如图3.5.1所示：图3.5.1 单片机电源由于电子技术的特性，电子设备对电源电路的要求就是能够提供持续稳定、满足负载要求的电能，所以一般需要单独设计电源电路，单片机要求电源中应尽量较少纹波,电压要恒定,且单片机复位电路要稳定、可靠,考故需要设计一个直流稳压电源给单片机供电，先经变压器转为9伏的交流电，再通过桥堆2
38、W10对输入的9 伏的交流电进行整流，然后通过电容滤波，稳压器进行稳压，使后续电路的电压稳定为 +5伏，电源指示灯亮，说明该模块能正常工作。为了实现系统发生警情时能够向指定的号码发送短信息的功能，那么必须有键盘和LED显示，来对防盗报警系统进行 号码的预设，本设计选用HD7279作为键盘显示驱动，该芯片支持64键盘和8位数码管动态显示，与传统的键盘显示芯片8279相比，外围芯片少，与CPU仅有4线串行通信，大大的节省了CPU I/O口的资源；HD7279内部含有译码器，可直接接受BCD码或16进制码，并同时具有两种译码方式。此外，还具有多种控制指令，如左移、右移、闪烁、消隐、段寻址等；HD72
39、79具有片选信号，可方便的实现多于8位的显示或多于64键的键盘接口图3.6.1 HD7279的典型应用电路Proteus主要用于绘制原理图并可进行电路仿真，Proteus ARES 主要用于PCB 设计。ISIS的主界面主要包括：1 是电路图概览区、2 是元器件列表区、3 是绘图区。绘制电路图的过程如下：单击2 区的P 命令即弹出元器件选择Pick Devices对话框，Proteus 提供了丰富的元器件资源，包括30 余种元器件库，有些元器件库还具有子库。利用该对话框提供的关键词Keywords搜索功能，输入所要添加的元器件名称，即可在结果Results中查找，找到后双击鼠标左键即可将该元器
40、件添到2 区，待所有需要的元器件添加完成后点击对话框右下角的OK 按钮，返回主界面。接着在2 区中选中某一个元器件名称，直接在3 区中单击鼠标左键即可将该元器件添加到3 区。由于是英国的软件，特别要注意的是绘图区中鼠标的操作和一般软件的操作习惯不同，这正像是司机座位和人行道走向和国内不同一样。单击左键是完成在2 区中被选中的元器件的粘贴功能；将鼠标置于某元器件上并单击右键那么是选中该元器件呈现红色，假设再次单击右键的话那么删除该元器件，而单击左键的话那么会弹出该元器件的编辑对话框Edit Component；假设不需再选中任何元器件，那么将鼠标置于3 区的空白处单击右键即可；另外如果想移动某元
41、器件，那么选中该元器件后再按住鼠标左键即可将之移动。元器件之间的连线方法为：将鼠标移至元器件的某引脚，即会出现一个“符号，按住鼠标左键后移动鼠标，将线引至另一引脚处将再次出现符号“，此时单击鼠标左键便可完成连线。连线时在需拐弯的地方单击鼠标左键即可实现方向的改变。绘制好电路后，可利用1区的绿色边框对3 区的电路进行定位。4.1.2 keil编译及调试软件简介Vision通常称为V2。Keil提供包括C编译器、宏汇编、连接器、库管理和一个功能强大的仿真调试器等在内的完整开发方案，由以下几局部组成：Vision IDE集成开发环境包括工程管理器、源程序编辑器、程序调试器、C51编译器、A51汇编器
42、、LIB51库管理器、BL51连接/定位器、OH51目标文件生成器以及Monitor-51、RTX51实时操作系统。应用Keil进行软件仿真开发的主要步骤为：编写源程序并保存建立工程并添加源文件设置工程编译/汇编、连接，产生目标文件程序调试。Keil使用“工程Project的概念，对工程而不能对单一的源程序进行编译/汇编、连接等操作。工程的建立、设置、编译/汇编及连接产生目标文件的方法非常易于掌握。首先选择菜单FileNew，在源程序编辑器中输入汇编语言或C语言源程序或选择FileOpen，直接翻开已用其他编辑器编辑好的源程序文档并保存，注意保存时必须在文件名后加上扩展名.asm.a51或.c
43、；然后选择菜单ProjectNew Project，建立新工程并保存保存时无需加扩展名，也可加上扩展名.uv2；工程保存后会立即弹出一个设备选择对话框，选择CPU后点确定返回主界面。这时工程管理窗口的文件页Files会出现“Target1，将其前面+号展开，接着选择Source Group1，右击鼠标弹出快捷菜单，选择“Add File to Group Source Group1，出现一个对话框，要求寻找并参加源文件在参加一个源文件后，该对话框不会消失，而是等待继续参加其他文件。参加文件后点close返回主界面，展开“Source Group1前面+号，就会看到所参加的文件，双击文件名，即可
44、翻开该源程序文件。紧接着对工程进行设置，选择工程管理窗口的Target1，再选择ProjectOption for Target Target1或点右键弹出快捷菜单再选择该选项，翻开工程属性设置对话框，共有8个选项卡，主要设置工作包括在Target选项卡中设置晶振频率、在Debug选项卡中设置实验仿真板等，如要写片，还必须在Output选项卡中选中“Creat Hex Fi；其他选项卡内容一般可取默认值。工程设置后按F7键或点击编译工具栏上相应图标进行编译/汇编、连接以及产生目标文件。 成功编译/汇编、连接后，选择菜单DebugStart/Stop Debug Session或按Ctrl+F5
45、键进入程序调试状态，Keil提供对程序的模拟调试功能，内建一个功能强大的仿真CPU以模拟执行程序。Keil能以单步执行按F11或选择DebugStep、过程单步执行按F10或选择DebugStep Over、全速执行等多种运行方式进行程序调试。如果发现程序有错，可采用在线汇编功能对程序进行在线修改DebugInline Assambly，不必执行先退出调试环境、修改源程序、对工程重新进行编译/汇编和连接、然后再次进入调试状态的步骤。对于一些必须满足一定条件如按键被按下等才能被执行的、难以用单步执行方式进行调试的程序行，可采用断点设置的方法处理DebugInsert/Remove Breakpo
46、int或DebugBreakpoints等。在模拟调试程序后，还须通过编程器将.hex目标文件烧写入单片机中才能观察目标样机真实的运行状况。Keil软件Eval版免费产品的功能与商业版相同，只是程序的最大代码量不得超过2kB，但对初学者而言已是足够。Keil软件由于其强大的软件仿真功能，友好的用户界面以及易于掌握的特点而受到工程技术人员的欢送，有人甚至认为Keil是目前最好的51单片机开发应用软件。4.1.3 主程序流程框图图4.1.1主程序流程图4.2 SM短信模块编程4.2.1常见 AT 指令及使用方法AT指令集是指专用于调制解调器的命令集，GSM07.07 协议对AT指 令做了详细的介绍
47、。计算机和单片机可以发送AT指令来控制调制解调器，发送AT指令给调制解调器时，应注意以下几点： 1 每个 AT 命令字符串的最后面必须加上CR 也就是键盘上的Enter键 字符，否那么调制解调器将不识别此命令。这个字符就是结束符。 2 除了“A/及“+命令外，其它的命令必须加上AT两个字符。 3 命令字符串可以合成一个字符串后再一次送给调制解调器，但总 的字符串长度不得超过 40 个字符，而且所有的字符必须一律大写或小写。 4 命令集分成AT标准命令集、AT 高级命令集、缓存器命令集、AT+F 命令集及AT+V语言命令集等。常见的AT指令的功能： A/：+：从数据模式切换到命令模式。AT+CMGC：Send an SMS command 发出一条短消息命令 。AT+CM