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1、本科毕业设计（论文）第IV页 共28页目 录摘要3第一章 引言51.1课题背景与发展分析51.2系统设计要求与方案论证5第二章 GSM网络与SMS技术原理72.1 GSM网络及SMS技术概述72.2 SMS的体系结构82.3 AT指令的应用92.3.1 AT指令格式的形式92.3.2 常用AT102.4 SMS 收发模式12第三章系统硬件的结构与设计133.1 系统硬件总体设计结构133.2 GSM模块接口电路设计133.2.1 TC35i概述133.2.2 TC35i的电源设计（LM2596）143.2.3 SIM卡的电路设计163.2.4 TC35I与MCU接口电路设计173.3 MCU主
2、控模块电路的设计183.3.1 MCU的概述183.3.2 MCU 最小系统的构成193.4测温电路的设计203.4.1 DS18B20概述203.4.2 DS18B20接口电路设计213.5 显示电路的设计213.5.1 LED显示器简述213.5.2 LED显示接口电路的设计22第四章 系统软件设计234.1 系统软件设计总体设计思路234.1.1系统软件的整体流程234.2 GSM 模块软件设计244.2.1 GSM 模块初始化程序设计244.3 短消息发送与接收程序设计244.3.1 短消息发送的程序设计244.3.2 短消息读取指令程序设计254.3 测温模块软件设计254.3.1
3、DS18B20的初始化时序254.3.2 DS18B20的读时序264.3.3 DS18B20的写时序274.3.4 DS18B20 温度值处理284.4 串口模块软件设计284.4.1 向串口发送一个字符程序设计284.4.2 串口接收中断函数程序设计29第五章 系统测试与分析305.1 测试环境305.2 测试结果与分析305.3 设计总结30致谢32 摘要本文主要利用现有GSM网络的SMS服务进行现场设备的远程控制装置。通过连接入GSM网络的手持式移动终端对于一些远程受控端或者远程零散设备进行控制，并返回一些关键数据。从而更加安全的实现了对系统的远程控制。短消息控制遵循GSM的标准AT指
4、令集。这里着重介绍了和本课题相关的AT指令，采用了TEXT编码方式实现对GSM模块的控制。本课题的任务是实现基于SMS技术的远程控制系统，用户可以通过手机发送短信对远程系统进行控制。通过对短信息的收发，实现了对远程系统的控制。关键词：GSM SMS AT指令 远程控制Title A method based on SMS technology of remote control deviceAbstractThis paper mainly use of existing GSM network SMS services on the site of the remote control de
5、vice equipment. Through the connection into the GSM network hand-held mobile terminal for some remote controlled end or remote scattered equipment control, and return some key data. Consequently it is more security to the realization of the system of remote control.Short message control follow the G
6、SM standard AT instruction set. This paper focuses on the topic and introduced AT the instruction, the TEXT coding method to realize the control of the GSM module.This topics task is to realize SMS technology based on the remote control system. The user can through the cellphone to send a text messa
7、ge to the remote control system. Through the sending and receiving of short message, it realizes the control of the remote system.Keywords: GSM SMS AT instructions Remote control 本科毕业设计（论文） 第30页 共28页第一章 引言1.1课题背景与发展现状进入20世纪90年代后期以来，计算机、信息、电子、控制、通信等技术得到了迅速的发展，随着internet网向普通家庭生活不断扩展，消费电子、计算机、通讯一体化趋势日趋
8、明显，传统的控制方式也带来了新的革命。而远程控制是现代控制领域中应用比较广泛的一种控制方式。远程控制是指通过有线或者是无线等传输方式，使用远程终端对连接在网络中的设备进行遥控，使远程设备接收命令进行相应的动作。目前远程无线通信总体概括主要有两种：一种通信双方直接发送和接收对方的信号如对讲机、军用设备等；另一种是通信双方间接通信，如现在GSM蜂窝网络、GPS等。远程控制系统应用也很广泛，主要应用有几方面如煤气天然气、石油、电力等能源系统设备以及网络的远程监控；车辆状态远程监控；自动化工厂，生产过程，机器和设备的远程监控；对人体有害的环境下的远程监控；通风设备，制冷设备等的远程监控；水库大坝、水闸
9、、供水系统的远程监控；各种信息查询系统和水库大坝、水闸、供水系统的远程监控。 目前工业上各种监控设备大多还是RS-232、RS-485、有线modem的通信等有线方式传输，虽然有线通讯方式很经济适用，但是有线技术有着很明显的局限性。它们过多的依赖控制室和远端现场之间的物理连线这种数据传输方式很大程度上限制了其使用的场合，使得在偏远的山区和架设通信线路比较困难的地区无法应用。而基于无线技术的监控系统还处在一个较低的水平，多是采用电台数传、电话网、自组网的形式来进行自动控制，这几种方式在稳定性、抗干扰性等方面存在明显的不足，而且监控的距离也有一定的限制。然而GSM网络以现有的网络为依托且GSM具有
10、网络能力强的特点，用户无需另外组网，用其通讯方式易于携带、实用简单方便、网络覆盖面广、通讯成本低不受通信线路及地区限制、保密性高、可靠性高、抗干扰能力强、使用方便灵活通讯快捷等突出优点，则可以有效的解决这些问题。1.2系统设计要求与方案论证本课题的要求是要设计一种无线远程设备控制器对一些零散设备或受控端进行控制，并返回一些运行关键数据。主要有如下两方案实现。方案一：利用卫星通信系统进行传输数据，通过数据收发模块与CPU处理系统交换数据。方案二：利用GSM网络进行传输数据，对单片机进行控制并且返回关键数据。方案三 ：采用了ZigBee无线传输模块来实现对单片机进行控制并且返回关键数据。利用方案一
11、方式去进行数据传输，传输的数据量流大、地域广但是该系统实现的方法比较复杂而且成本比较昂贵。方案二采用的是ZigBee传输方式，ZigBee组网便捷但是需要有中心节点，这样就有明显的缺点传输的距离和范围受到限制。 方案三是本课题选择的方案，借助GSM短信息技术、单片机控制技术，主要是用在独立用户的一对一通信方式上，由于通信的媒介是GSM网络，采用SMS进行数据交换，因此整个系统在价格、成本等方面都有很大的优势，用户的操作使用也很方便；而且由于采用单片机控制器作为整个系统的控制核心，因此能够保证本系统在使用过程中性能稳定，质量可靠；本系统的可扩展性保证了在技术方面能够满足特定用户的需求，因而具有比
12、较广阔的市场前景。第二章 GSM网络与SMS技术原理2.1 GSM网络及SMS技术概述 GSM(Global System for Mobile communication)系统是目前基于时分多址技术的移动通信体制中，比较成熟完善，且应用最广泛的一种系统。目前已建成的覆盖全国的 GSM数字蜂窝移动通信网，是我国公众移动通信网的主要方式。基于 GSM的短信息服务，是一种在移动网络上传送简短信息的无线应用，是一种信息在移动网络上储存和转寄的过程。SMS短消息服务是数字蜂窝移动通信(GSM)终端之间通过服务中心进行文本信息收发的应用服务，服务中心完成信息的存储和转发功能。SMS短信（Short Me
13、ssaging Service）系最早的短消息业务，而且也是现在普及率最高的一种短消息业务。短消息通信仅限于一个消息，换言之，一个消息的传输就构成了一次通信。因此，业务是非对称的，一般认为移动起始短消息传输与移动终接短报文传输是两回事。这并不阻碍实时对话，但系统认为不同的消息彼此独立，消息的传输总是由处于GSM外部的短消息服务中心(SMSC)进行中继，消息有目的地或起源地，但只与用户和SMSC有关，而与其他GSM基础设施无关。一个短消息服务器使移动电话（包括 Pocket PC Phone）能够使用 GSM 网络发送短消息，它具有许多功能主要概括如下：（1）一个 SMS 短消息最长可包括 16
14、0 个字符（偶数二进制）。（2） SMS 短信也是一种存储和转发服务。也就是说，短消息并不是直接从发送人发送到接收人，而始终通过 SMS 中心进行转发的。如果接收人处于未连接状态（可能电话已关闭），则消息将在接收人再次连接时发送。（3） SMS 短信具有消息发送确认的功能。这意味着 SMS 与寻呼不同，用户不是简单地发出短消息然后相信消息已发送成功；而是短消息发送人可以收到返回消息，通知他们短消息是否已经发送成功。（4） SMS 短消息的发送和接收可以和 GSM 语音同步进行。（5）SMS 短消息按消息收费，因此要比通过基于 IP 的网络（例如，使用GPRS通用分组无线业务）发送的数据昂贵得多
15、（每字节）。2.2 SMS的体系结构GSM标准中定义的点-点短消息服务使得短消息能在移动台和短消息服务中心之间传递。这些服务中心是通过称为SMS- GMSC的特定MSC同GSM网络联系的。涉及SMS管理的协议如图2-1所示。图2-1 SMS管理的协议图SME：Short Messaging Entity，短消息实体。它可以接收或改善短消息，位于固话系统、移动基站或其他服务中心内。SMSC：Short Message Service Center，短消息服务中心，负责在基站和SME间中继、储存或转发短消息；移动台（ME）到SMSC的协议能传输来自移动台或朝向移动台的短消息，协议名为SMTP（Sh
16、ort Message Transmission Protocol）。SMCGWMS或SMCGMSC：SMS-Gateway MSC，SMS网关。接收由SMSC发送的短消息，向HLR查询路由信息，并将短消息传送给接收者所在基站的交换中心。HLR：Home Location Register，归属位置寄存器。用于永久储存管理用户和服务记录的数据库，由SMSC产生。SMS网关与HLR之间的协议使前者可以要求HLR搜索可找到的用户地址。它与MSC与HLR之间的协议一起，能在移动台因超出覆盖区而丢失报文、随后又可找到时加以提示。MSC：Mobile Switching Center，移动交换中心。负责
17、系统切换管理并控制来自或发向其他电话或数据系统的拔叫。VLR：Visitor Location Register:访问位置寄存器。含有用户临时信息的数据库。交换中心服务访问用户时需要这些信息。GSM用户发送短消息时，他必须至少在其内容中包含最终地址的识别符，和处理这消息的服务中心号码，然后请求传递。短消息的传输要求在移动台和MSC之间建立信令连接。消息本身的传递要求在无线路径上建立专用的链路层链接，并要求采用专用的消息传递协议。在规定的协议栈的顶部是传输层协议，在移动起始短消息情形下，它是一条单独的报文，即SMTP（不是TCP/IP的SMTP）短消息传送报文，低层处理应答的传送，它只指出SMS
18、C已收到报文。目的地为GSM用户的短消息必须首先先从发送方路由至短消息服务中心，然后再被路由至实际地址。当SMSC有短消息需发送到期某一GSM用户时，它建立一条包含各种利于接收者的信息的SMS-DELIVER报文。此信息包括用户的内容，最初的发送者身份及用于批示短消息已被SMSC接收的时间标记。与MO情形相似，SMS-DELIVER报文将在各种接口上传送。在达到目的地前，报文的实际路由必须利用MAP/C查询功能获得，采用的是如下方法：SMSC将短消息传到与服务中心相连的SMS网关，网关的选择依赖于它想到在的用户，因为通常网关仅能处理某些用户（某家营运商或某个国家的用户）。这样，用户通过目录号（
19、一般同电话一样）来识别，这些目录号最初是由短消息发送者输入的，这使得SMS网关能识别有关的HLR并查询它。查询是通过发送一个专用报文，即用于短消息的MAP/C SEND ROUTING INFOR报文来实现；对其应答既可采用包含用户正在访问的MSC/VLR的SS7地址的MAP/C SEND ROUNTING INFO FOR SHORT MESSAGE RESULT报文，又可当已知用户此时不可到达时采用拒绝报文。2.3 AT指令的应用AT 即Attention，AT指令集是从终端设备(Terminal Equipment，TE)或数据终端设备(Data Terminal Equipment，D
20、TE)向终端适配器(Terminal Adapter， TA)或数据电路终端设备(Data Circuit Terminal Equipment，DCE)发送的。通过TA，TE发送AT指令来控制移动台(Mobile Station，MS)的功能，与GSM 网络业务进行交互。用户可以通过AT指令进行呼叫、短信、电话本、数据业务、传真等方面的控制。2.3.1 AT指令格式的形式AT指令格式：关键字（AT）+指令+设置参数。（1） 执行操作指令：用于控制DCE执行某种操作。例如：AT+CCID (获得SIM卡标识)、 ATH；(挂机)、AT+CSQ (检测信号质量)。 （2）读取参数指令：用来读取当
21、前的参数值。例如：AT+CMEE?(读当前错误信息格式)、 AT+CPBS?(读当前所用电话簿) 、AT+CMGF?(当前短信格式是文本格式还是PDU格式)。（3）测试参数指令：查询可以设置的参数及范围 或返回参数及范围。例如：AT+CMEE=? 、AT+CPBS=? 、AT+CMGF=? 、AT+CSQ=? 。 （4）设置参数指令：设置参数值。例如:AT+CFUN=(启动无线CPU的功能)。（5）其他设置要求：AT指令行既可以由一条指令构成，也可以由多条指令构成，各指令由分号”；”隔开。 执行指令不带参数； 设置参数指令可带多个参数用逗号隔开；读取参数指令是获得当前参数的具体值；测试参数指令
22、是获得允许参数的范围。 AT指令不区分大小写，但参数区分大小写。2.3.2 常用AT指令及分析 2.3.2.1一般命令AT+CGMI给出模块厂商的标识。 SONY ERICSSONAT+CGMM获得模块标识。这个命令用来得到支持的频带（GSM900，DCS1800或PCS1900）。当模块有多频带时，回应可能是不同频带的结合。 AAB-1021011-CNAT+CGMR获得改订的软件版本。 R6C005 CXC125582CHINA1AT+CGSN获得GSM模块的IMEI（国际移动设备标识）序列号。351254004238596AT+CSCS选择TE特征设定。这个命令报告TE用的是哪个状态设定
23、上的ME。ME于是可以转换每一个输入的或显示的字母。这个是用来发送、读取或者撰写短信。AT+CSCS?+CSCS: GSMAT+WPCS设定电话簿状态。这个特殊的命令报告通过TE电话簿所用的状态的ME。ME于是可以转换每一个输入的或者显示的字符串字母。这个用来读或者写电话簿的入口。NONE2.3.2.2呼叫控制命令ATD拨号命令。这个命令用来设置通话、数据或传真呼叫。ATH挂机命令。ATA接电话。AT+CEER扩展错误报告。这个命令给出当上一次通话设置失败后中断通话的原因。ATDL重拨上次电话号码。ATS0自动应答。2.3.2.3网络服务命令AT+COPS服务商选择。AT+COPS?+COPS
24、: 0,0,China MobileAT+CREG网络注册。获得手机的注册状态。AT+CREG?+CREG: 0,12.3.2.4电话簿命令AT+CPBP电话簿电话查询。AT+WDCP删除呼叫电话号码。NONEAT+CPBS选择电话簿记忆存储。AT+CPBS?+CPBS: SM2.3.2.5 短消息命令AT+CSMS选择消息服务。支持的服务有GSM-MO、SMS-MT、SMS-CB。AT+CNMA新信息确认应答。AT+CPMS优先信息存储。这个命令定义用来读写信息的存储区域。AT+CMGF优先信息格式。执行格式有TEXT方式和PDU方式。AT+CSAS保存设置。保存+CSAS和+CSMP的参数
25、。AT+CRES恢复设置。AT+CSDH显示文本方式的参数。AT+CNMI新信息指示。这个命令选择如何从网络上接收短信息。AT+CMGR读短信。信息从+CPMS命令设定的存储器读取。AT+CMGL列出存储的信息。AT+CMGS发送信息。AT+CMGW写短信息并存储。AT+CMSS从存储器中发送信息。AT+CSMP设置文本模式的参数。AT+CMGD删除短信息。删除一个或多个短信息。2.3.2.6 常用AT指令分析 AT+CMGF是优先信息格式的设置。主要参数有两种一是设置为1(TEXT方式)一种是设置为0（PDU方式）AT+CMGS功能是写目的手机号码和信内容。例如AT+CMGS=“+8615x
26、xxxxxxxx”回车输入短消息。Crtl+Z结束并发送。 AT+CMGR接收短消息指令。AT+CMG=X表示从X存储区读短消息。 AT+CSCA功能是设置短信中心号码。列如：AT+CSCA=“+8613800510500”回车。2.4 SMS 收发模式SMS 信息常用的收发有两种模式: TEXT 模式和PDU 模式。使用Text模式收发短信代码简单，实现起来十分容易，但最大的缺点是不能收发中文短信；而PDU模式不仅支持中文短信，也能发送英文短信。在TEXT 模式下，发送和接收的数据都是以ASCII的形式表示。而在PDU 模式下短信息正文是经过十六进制编码后被传送。 第三章系统硬件的结构与设计
27、3.1 系统硬件总体设计结构本系统由MCU模块、GSM模块、温度采集模块和手机终端组成。MCU模块 AT89C51是整个系统的控制模块、GSM模块TC35i 作为系统通信模块、温度采集模块DS18B20 采集现场的温度数据。AT89C51经过串口与TC35i 模块通信，当接收到监控终端发来的读取温度或者操作的指令时，AT89C51对相应的设备执行操作，并对温度数据和设备工作状态进行PDU 编码，借助GSM 网络以发送短消息的方式返回给监控终端，终端对短消息解码，从而获取温度信息。系统结构框图如图3.1所示。图3.1 系统结构框图3.2 GSM模块接口电路设计3.2.1 TC35i概述 TC35
28、i模块是西门子公司推出的一种无线通信模块，并且已经有国内的无线电设备入网证。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、安全可靠的传输。 TC35i模块如图3.2.1所示，从功能上看主要由4部分组成:GSM基带处理器、GSM射频部分、电源A-SIC(Application Specific Integrated circuit)、Flash.GSM基带处理器是整个模块的核心，它由一个C166CPU和一个DSP处理器内核控制着模块内各种信号的传输、转换、放大等处理过程。GSM射频部分是一个单片收发器SMARTi，它由一个外差式接收器、上变频调制
29、环路发送器(upconversionmodulation loop transmitter)、一个射频锁相环路和一个全集成中频合成器4个功能块组成，共同完成对射频信号的接收和发送等处理。GSM模块电流变化非常大，空闲时电流小于3.5m A，而在通话期间电流最大可达2.3A ，这就对供电电路提出了较高的要求。GSM模块电源ASIC部分使用线性电压调节器把外部输入的电源电压Vbatt+进行稳压处理后供GSM基带处理器和GSM射频部分使用，此外它还输出一个2.9V170mA的电压供模块外的其他电路使用。GSM射频部分的功率放大器对电源电压要求不高，所以直接使用外部的输入电压Vbatt+ Flash用
30、来存储一些用户配置信息、电话本和其他信息。天线插GSM射频部分电源ASICFALSH基带处理器 40芯片ZIF连接 器图3.2.1 TC35i模块结构示意图 TC35i 共 有40个引脚，通过一个ZIF(ZeroI nsertionF orce)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，其中1-5为电源电压输入端Vbatt+, 6-10为电源地GND, 11, 12充电引脚，13对外输出电压(供外电路使用)，14为ACCU-TEMP接负温度系数的热敏电阻;24-29为SIM卡引脚，分别为CCIN、CCRST、CCIO、CC
31、CLK 、CCVCC和CCGND; 33-40为语音接口用来接电话手柄;巧、30, 31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looms低电平，模块才启动，30为RTC backup, 31为Power down, 32为SYNC； 16-23位数据输入/输出分别为DSRO, RINGO、RxDO、TxDO、CTSO、RTSO、DTRO和DCDO。3.2.2 TC35i的电源设计TC35i的电源主要是使用LM2596开关电压调节器输出4.2V的电压。LM2596开关电压调节器是降压型电源管理单片集成电路，能够输出3A的驱动电流，同时具
32、有很好的线性和负载调节特性。固定输出有3.3V、5V、12V，可以输出小于37V的各种电压。LM2596内部集成频率补偿和固定频率发生器，开关频率为150KHz。LM2596的外形及管脚排列如图3.2.2所示。图3.2.2 LM2596的外形及管脚排列图（1）VIN 正输入端，在这个管脚处必须加一个适当的输入旁路电容来减小暂态电压，同时为LM2596提供所需的开关电流。（2）GND 接地端。（3）Output 输出端，这个脚上的电压可在（+VIN-VSAT）和-0.5V（大约）间转换。为了减小耦合，PCB上连接到该脚的铜线区域要尽量小。（4）Feedback 反馈端， 这个管脚把输出端的电压反
33、馈到闭环反馈回路。(5)这个管脚可以利用逻辑电平把LM2596切断，使输入电流就降到大约80A。将这个管脚的电压下拉到低于大约1.3V时，LM2596就被打开；而上拉到高于1.3V（最大到25V）时，LM2596就被关断。如果不需要使用这个功能，就可以把这个管脚接地或开路，使IC处于打开的状态。TC35i的电源设计主要采用的是LM2596开关电压调节器来输出4.2V的电压供TC35i正常工作。其电路设计原理如图3.2.3所示。图3.2.3 TC35i的电源设计原理图输出电压的计算公式为：， 其中VREF=1.23V， ，为了确保输出稳定， R1选用标称阻值为1K，精度为1%的电阻。CIN-47
34、0F/50V COUT-220F/35V R1-1K，1%D1-5A/40V IN5825 L1-68H CFF-参照有关的应用信息。3.2.3 SIM卡的电路设计在TC35i内部基带处理器集成了一个与IS078163ICCard标准兼容的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)。在GSM模块为SIM卡预留5个引脚的基础上，TC35i在ZIF连接器上为SIM卡接口预留了6个引脚，所添加的CCIN弓I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。但是目前移动运营商所提供的SIM卡均无CCIN弓I脚，所以在设计
35、电路时将引脚CCIN和CCVCC相连。如图3.2.3。图3.2.3 SIM卡的电路设计TC35i 的 SYNC引脚有两种工作模式，可用AT命令ATS YNC进行切换，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，本模块使用的是后一种功能发射状态时的功率增长情况，当LED熄灭时，表明TC35i处于关闭或睡眠状态;当LED为600ms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75ms亮/3s熄时，表明TC35i已登录进网络，处于待机状态。电路图如图3.2.3.1所示图3.2.3.1 SIM卡指示灯电路3.2.4 TC35I与MCU接口电
36、路设计TC35I与MCU连接主要有两种方式：一种是通过ZIF连接器与单片机直接连接。如图3.2.4.1所示图3.2.4.1 TC35I与MCU接口电路图第二种是设计一个TTL转RS232电平电路一端与MCU连接，另一端与TC35I连接。本系统中TC35I采用的连接方式是第二种方式，通过RS232串口TC35I与MCU进行连接。连接方式如图3.2.4。2所示。图3.2.4.2 TC35I与MCU接口电路图3.3 MCU主控模块电路的设计3.3.1 MCU的概述STC12C5A60S2 单片机是宏晶科技生产的单时钟/机器周期的8位的单片机，是高速、低功耗、超强干扰的新一代8051单片机。STC12
37、C5A60S2单片机部内部结构各功能部件如图3.3.1所示。 1、有1280字节片内RAM数据存储器。2、芯片内有EEPROM功能。 3、有ISP在系统可编程功能。 4、 8通道10位高速ADC模拟到数据转换器。5、 可编程计数器阵列PCA和可编程脉宽调节器PWM，右实现时钟和可调频率的PWM输出。6、 高速SPI通信端口。7、 全双工异步串行口（UART）8、 32个通用寄存器。9、 硬件看门狗功能。图3.3.1 STC12C5A60S2单片机内部结构图3.3.2 MCU 最小系统的构成3.3.2.1 晶振电路这部分为单片机工作需要的外围电路部分。特别是其震荡部分电路关系到单片机内部的机械周
38、期。振荡电路物理模型的满足条件：整个电路的电阻R=0（包括线圈、导线）。能产生大小和方向都随周期发生变化的电流叫振荡电流。能产生振荡电流的电路叫振荡电路。其中最简单的振荡电路叫LC回路。单片机晶振的作用是为系统提供基本的时钟信号。通常一个系统共用一个晶振，便于各部分保持同步。有些通讯系统的基频和射频使用不同的晶振，而通过电子调整频率的方法保持同步。 图3.3.1晶振电路3.3.2.2 复位电路为确保微机系统中电路稳定可靠工作，复位电路是必不可少的一部分，复位电路的第一功能是上电复位。一般微机电路正常工作需要供电电源为5V5%，即4.755.25V。由于微机电路是时序数字电路，它需要稳定的时钟信
39、号，因此在电源上电时，只有当VCC超过4.75V低于5.25V以及晶体振荡器稳定工作时，复位信号才被撤除，微机电路开始正常工作。单片机复位电路主要有四种类型：（1）微分型复位电路；（2）积分型复位电路；（3）比较器型复位电路；（4）看门狗型复位电路。复位电路在通电的瞬间，复位引脚（RST）为高电平；当单片机正常工作时，复位引脚为低电平。单片机系统的复位方式有：手动按钮复位和上电复位。图3.3.1复位电路3.4测温电路的设计 3.4.1 DS18B20概述DS18B20是美国DALLAS半导体公司的一款单总线数字温度传感器，它具有结构简单，不需要外接元件，采用一根IO数据线即可供电又可传输数据、
40、并可由用户设置温度报警界限等特点，可广泛用于食品、冷库等需要控温的地方。其外形及管脚列图如图图3.4.1所示。图3.4.1 DS18B20的外形及管脚列（1）NC（1、2、6、6、7、8脚）：空引脚，悬空不使用。（2）VDD（3脚）：可选电源脚，电源电压范围3-5、5V。当工作于寄生电源时，此引脚必须接地。（3）DQ（4脚）：数据输入/输出脚。漏极开路，常态下高电平。（4）GND（5脚）为电源地。DS18B20内部结构主要由四部分组成：64位光刻ROM、温度传感器、非挥发的温度报警触发器TH和TL、配置寄存器。如图3.4.2所示。图3.41.2 DS18B20内部结构图光刻ROM中的64位序列
41、号是出厂前被光刻好的，它可以看作是该DS18B20的地址序列码。64位光刻ROM的排列是：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都各不相同，这样就可以实现一根总线上挂接多个DS18B20的目的，也就是要做的是配置寄存器。3.4.2 DS18B20接口电路设计DS18B20数字温度传感器采用单总线方式通过上拉电阻R10与单片机P1.4端口连接。如图3.4.2所示。图3.4.2 DS18B20接口电路图3.5 显示电路的设计3.5.1 LED显示器简
42、述LED显示器又称数码管,LED是一种半导体发光器件，其基本单元是发光二极管。八段LED显示器由8个发光二极管组成。其中7个发光二极管构成字型“8”的各个笔画段,另一个小数点为dp发光二极管。LED显示器有两种不同的形式：一种是发光二极管的阳极都连在一起的，称之为共阳极LED显示器；另一种是发光二极管的阴极都连在一起的，称之为共阴极LED显示器。如图3.5.1所示。图3.5.1 LED数码管共阳极和共阴极示图LED显示方式有动态显示和静态显示两种方式。本系统采用动态扫描显示接口电路，动态显示接口电路是把所有显示器的8个笔划段a-h同名端连在一起，而每一个显示器的公共极COM各自独立地受I/O线
43、控制。CPU向字段输出口送出字型码时，所有显示器接收到相同的字型码，但究竟是哪个显示器亮，则取决于COM端。也就是说我们可以采用分时的方法，轮流控制各个显示器的COM端，使各个显示器轮流点亮。在轮流点亮扫描过程中，每位显示器的点亮时间是极为短暂的（约1ms），但由于人的视觉暂留现象及发光二极管的余辉效应，尽管实际上各位显示器并非同时点亮，但只要扫描的速度足够快，给人的印象就是一组稳定的显示数据，不会有闪烁感。3.5.2 LED显示接口电路的设计通过2个74LS595芯片将8位段码信号（ah）和8位位码信号(a1a8)串行转为并行信号驱动2个LED显示模块的8个LED数码灯，P2.1是ah、a1
44、a8串行数据的输入端（SER），P2.2串行移位信号的SCLK输入端，P2.3是并输出信号的锁存端（RCLK）。这些信号由单片机软件生成。如图3.5.2.1所示。 图3.5.2.1 LED显示接口电路 第四章 系统软件设计4.1 系统软件设计总体设计思路本系统软件设计主要由GSM 模块程序设计、短消息发送与接收程序设计、测温模块程序设计和串口模块程序设计组成。GSM模块程序设计主要是设置GSM模块的的波特率、短信的中心号和AT指令的接收格式；短消息发送与接收程序设计实现功能一是发送信息，二是读取信息；测温模块程序设计是将当前温度通过数码管显示出来；串口模块程序设计分为向串口发送一个字符程序设计
45、和串口接收中断函数程序设计。系统软件的整体流程是当控制设备上电后, 首先对GSM( TC35) 模块初始化, 然后由单片机监测GSM 模块是否接收到新短信。当有新短信送来, 系统对发送短信的手机号进行身份验证。如果身份验证成功则对短信内容解码进一步执行相应操作命令, 被控单元执行操作后把状态信息反馈给单片机, 单片机再判断操作是否成功。当操作正确完成则单片机通过GSM 模块向用户返回操作成功信息。图4.1给出软件设计流程图。图4.1 软件设计流程图 4.2 GSM 模块软件设计4.2.1 GSM 模块初始化程序设计GSM模块初始化程序中主要设置了：串行通信的工作方式、通信波特率、短信中心号码和AT接收格式。其设计程序如下：void init_serialcom( void ) SCON = 0x50 ; /SCON: serail mode 1, 8-bit UART, enable ucvr /UART为模式1，8位数据，允许接收 TMOD = 0x20 ; /TMOD: timer 1, mode 2, 8-bit reload