單片機(jī)-基于SMS技術(shù)智能家居

1、目錄TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc324086876 摘要 PAGEREF _Toc324086876 h 3 HYPERLINK l _Toc324086877 第 1 章 引言 PAGEREF _Toc324086877 h 5 HYPERLINK l _Toc324086878 1.1項(xiàng)目背景及發(fā)展分析 PAGEREF _Toc324086878 h 5 HYPERLINK l _Toc324086879 1.2系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求及方案演示 PAGEREF _Toc324086879 h 5 HYPERLINK l _Toc324086880 第二章 PAGE

2、REF _Toc324086880 h GSM網(wǎng)絡(luò)原理和短信技術(shù)7 HYPERLINK l _Toc324086881 2.1 GSM網(wǎng)絡(luò)和短信技術(shù)概述 PAGEREF _Toc324086881 h 7 HYPERLINK l _Toc324086882 2.2 SMS PAGEREF _Toc324086882 h 8的架構(gòu) HYPERLINK l _Toc324086883 2.3 AT命令的應(yīng)用 PAGEREF _Toc324086883 h 9 HYPERLINK l _Toc324086884 2.3.1 AT指令格式 PAGEREF _Toc324086884 h 9 HYPER

3、LINK l _Toc324086885 2.3.2通用AT PAGEREF _Toc324086885 h 10 HYPERLINK l _Toc324086886 2.4 短信收發(fā)方式 PAGEREF _Toc324086886 h 12 HYPERLINK l _Toc324086889 第三章 系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc324086889 h 13 HYPERLINK l _Toc324086890 3.1系統(tǒng)硬件總體設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu) PAGEREF _Toc324086890 h 13 HYPERLINK l _Toc324086891 3.2 GSM模塊接口電路設(shè)計(jì) PA

4、GEREF _Toc324086891 h 13 HYPERLINK l _Toc324086892 3.2.1 TC35i概述 PAGEREF _Toc324086892 h 13 HYPERLINK l _Toc324086893 3.2.2 TC35i（ LM2596 ）的電源設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc324086893 h 14 HYPERLINK l _Toc324086894 3.2.3 SIM卡電路設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc324086894 h 16 HYPERLINK l _Toc324086895 3.2.4 TC35I與MCU接口電路設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc

5、324086895 h 17 HYPERLINK l _Toc324086896 3.3 MCU主控模塊電路設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc324086896 h 18 HYPERLINK l _Toc324086897 3.3.1 MCU 18概述 PAGEREF _Toc324086897 h HYPERLINK l _Toc324086898 3.3.2 MCU 最小系統(tǒng)的組成 PAGEREF _Toc324086898 h 19 HYPERLINK l _Toc324086899 3.4測溫電路設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc324086899 h 20 HYPERLINK l _Toc3

6、24086900 3.4.1 DS18B20概述 PAGEREF _Toc324086900 h 20 HYPERLINK l _Toc324086901 3.4.2 DS18B20接口電路設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc324086901 h 21 HYPERLINK l _Toc324086902 3.5顯示電路設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc324086902 h 21 HYPERLINK l _Toc324086903 3.5.1 LED顯示屏簡要說明 PAGEREF _Toc324086903 h 21 HYPERLINK l _Toc324086904 3.5.2 LED顯示屏接口電路

7、設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc324086904 h 22 HYPERLINK l _Toc324086905 第 4 章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc324086905 h 23 HYPERLINK l _Toc324086906 4.1系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)的總體設(shè)計(jì)思路 PAGEREF _Toc324086906 h 23 HYPERLINK l _Toc324086907 4.1.1系統(tǒng)軟件總體流程 PAGEREF _Toc324086907 h 23 HYPERLINK l _Toc324086908 4.2 GSM模塊軟件設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc324086908 h 24

8、HYPERLINK l _Toc324086909 4.2.1 GSM模塊初始化程序設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc324086909 h 24 HYPERLINK l _Toc324086910 4.3短信收發(fā)程序設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc324086910 h 24 HYPERLINK l _Toc324086911 4.3.1短消息發(fā)送編程 PAGEREF _Toc324086911 h 24 HYPERLINK l _Toc324086912 4.3.2短信閱讀指令編程 PAGEREF _Toc324086912 h 25 HYPERLINK l _Toc324086913 4.3測

9、溫模塊軟件設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc324086913 h 25 HYPERLINK l _Toc324086914 4.3.1 DS18B20 PAGEREF _Toc324086914 h 25的初始化時(shí)序 HYPERLINK l _Toc324086915 4.3.2 DS18B20 26讀時(shí)序 PAGEREF _Toc324086915 h HYPERLINK l _Toc324086916 4.3.3 DS18B20 PAGEREF _Toc324086916 h 27的寫時(shí)序 HYPERLINK l _Toc324086917 4.3.4 DS18B20溫度值處理 PAGERE

10、F _Toc324086917 h 28 HYPERLINK l _Toc324086918 4.4串口模塊軟件設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc324086918 h 28 HYPERLINK l _Toc324086919 4.4.1發(fā)送字符到串口編程 PAGEREF _Toc324086919 h 28 HYPERLINK l _Toc324086920 4.4.2串口接收中斷函數(shù)編程 PAGEREF _Toc324086920 h 29 HYPERLINK l _Toc324086921 第 5 章 系統(tǒng)測試與分析 PAGEREF _Toc324086921 h 30 HYPERLINK

11、l _Toc324086922 5.1測試環(huán)境 PAGEREF _Toc324086922 h 30 HYPERLINK l _Toc324086923 5.2測試結(jié)果與分析 PAGEREF _Toc324086923 h 30 HYPERLINK l _Toc324086924 5.3設(shè)計(jì)總結(jié) PAGEREF _Toc324086924 h 30 HYPERLINK l _Toc324086925 至 PAGEREF _Toc324086925 h 32概括本文主要利用現(xiàn)有GSM網(wǎng)絡(luò)的SMS服務(wù)來進(jìn)行現(xiàn)場設(shè)備的遙控裝置。通過與GSM網(wǎng)絡(luò)連接的手持移動終端控制一些遠(yuǎn)程控制終端或遠(yuǎn)程分散設(shè)備，并

12、返回一些關(guān)鍵數(shù)據(jù)。從而更加安全地實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的遠(yuǎn)程控制。短消息控制遵循 GSM 的標(biāo)準(zhǔn) AT 命令集。這里重點(diǎn)介紹與本課題相關(guān)的AT指令，采用TEXT編碼方式實(shí)現(xiàn)對GSM模塊的控制。本課題的任務(wù)是實(shí)現(xiàn)基于短信技術(shù)的遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)，用戶可以通過手機(jī)發(fā)送短信來控制遠(yuǎn)程系統(tǒng)。通過短消息的發(fā)送和接收，實(shí)現(xiàn)對遠(yuǎn)程系統(tǒng)的控制。關(guān)鍵詞：GSM短信AT指令遙控器標(biāo)題一種基于SMS技術(shù)的遙控裝置方法抽象的本文主要利用現(xiàn)有的GSM網(wǎng)絡(luò)短信服務(wù)對遠(yuǎn)程控制設(shè)備進(jìn)行現(xiàn)場操作。通過連接到GSM網(wǎng)絡(luò)的手持移動終端對一些遠(yuǎn)程控制端或遠(yuǎn)程分散設(shè)備進(jìn)行控制，并返回一些關(guān)鍵數(shù)據(jù)。從而使遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)更加安全。短消息控制遵循 GSM

13、標(biāo)準(zhǔn) AT 指令集。本文重點(diǎn)介紹了AT指令、TEXT編碼方法來實(shí)現(xiàn)對GSM模塊的控制。本課題的任務(wù)是實(shí)現(xiàn)基于遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)的短信技術(shù)。用戶可以通過手機(jī)向遙控系統(tǒng)發(fā)送短信。通過短消息的發(fā)送和接收，實(shí)現(xiàn)對遠(yuǎn)程系統(tǒng)的控制。關(guān)鍵詞： GSM SMS AT指令遠(yuǎn)程控制第一章引言1.1 主題背景與發(fā)展現(xiàn)狀自 1990 年代后期以來，計(jì)算機(jī)、信息、電子、控制和通信等技術(shù)發(fā)展迅速?？刂品绞揭矌砹诵碌母锩?。遙控是現(xiàn)代控制領(lǐng)域中廣泛使用的一種控制方式。遠(yuǎn)程控制是指使用遠(yuǎn)程終端通過有線或無線傳輸方式對連接到網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程控制，使遠(yuǎn)程設(shè)備能夠接收命令并執(zhí)行相應(yīng)的動作。目前，遠(yuǎn)距離無線通信一般有兩種概述：一種是兩方

14、直接通信，發(fā)送和接收對方的信號，如對講機(jī)、軍用設(shè)備等；另一個是雙方之間的間接通信，比如現(xiàn)在的GSM蜂窩網(wǎng)絡(luò)、GPS等。遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)應(yīng)用也很廣泛，主要應(yīng)用于燃?xì)?天然氣、石油、電力等能源系統(tǒng)等幾個方面設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)的遠(yuǎn)程監(jiān)控；遠(yuǎn)程監(jiān)控車輛狀態(tài)；遠(yuǎn)程監(jiān)控自動化工廠、生產(chǎn)過程、機(jī)器和設(shè)備；在對人體有害的環(huán)境中進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控；對通風(fēng)設(shè)備、制冷設(shè)備等進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控；遠(yuǎn)程監(jiān)控水庫大壩、水閘和供水系統(tǒng)；各種信息查詢系統(tǒng)和水庫大壩、水閘、供水系統(tǒng)的遠(yuǎn)程監(jiān)控。目前，業(yè)內(nèi)各種監(jiān)控設(shè)備大多采用RS-232、RS-485、有線調(diào)制解調(diào)器通信等有線方式傳輸。雖然有線通信非常經(jīng)濟(jì)適用，但有線技術(shù)有明顯的局限性。他們過于依賴控制室

15、和遠(yuǎn)程現(xiàn)場之間的物理連接。這種數(shù)據(jù)傳輸方式極大地限制了其使用場合，無法應(yīng)用于偏遠(yuǎn)山區(qū)和通訊線路難以設(shè)置的地區(qū)。然而，基于無線技術(shù)的監(jiān)控系統(tǒng)仍處于較低水平。大多采用無線數(shù)據(jù)傳輸、網(wǎng)絡(luò)、自組網(wǎng)等形式進(jìn)行自動控制。這些方法在穩(wěn)定性和抗干擾性方面具有明顯優(yōu)勢。監(jiān)控距離也有一些限制。但是，GSM網(wǎng)絡(luò)依賴于現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)，具有網(wǎng)絡(luò)能力強(qiáng)的特點(diǎn)。用戶不需要組成另一個網(wǎng)絡(luò)。該通信方法攜帶方便、實(shí)用、簡單方便、網(wǎng)絡(luò)覆蓋廣、通信成本低。不受通訊線路和地區(qū)的限制。 、高性能、高可靠性、抗干擾能力強(qiáng)、使用方便、通信靈活等突出優(yōu)勢，可以有效解決這些問題。1.2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求及方案論證本項(xiàng)目的主題是設(shè)計(jì)一種無線遠(yuǎn)程設(shè)備控制器，

16、用于控制一些分散的設(shè)備或受控終端，并返回一些操作的關(guān)鍵數(shù)據(jù)。主要有以下兩種實(shí)現(xiàn)方式。方案一：利用衛(wèi)星通信系統(tǒng)傳輸數(shù)據(jù)，通過數(shù)據(jù)收發(fā)模塊與CPU處理系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。方案二：利用GSM網(wǎng)絡(luò)傳輸數(shù)據(jù)，控制單片機(jī)，返回關(guān)鍵數(shù)據(jù)。方案3：ZigBee無線傳輸模塊用于控制單片機(jī)并返回關(guān)鍵數(shù)據(jù)。采用方案一傳輸數(shù)據(jù)，傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量大，范圍廣，但系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的方法相對復(fù)雜，成本高。第二種方案采用ZigBee傳輸方式。 ZigBee組網(wǎng)方便，但需要一個中心節(jié)點(diǎn)，所以有一個明顯的缺點(diǎn)傳輸距離和周圍環(huán)境有限。方案3為本課題選擇的方案。借助GSM短信技術(shù)和單片機(jī)控制技術(shù)，主要用于獨(dú)立用戶的一對一通信方式。由于通信介質(zhì)為GS

17、M網(wǎng)絡(luò)，數(shù)據(jù)交換采用SMS，因此整個系統(tǒng)在價(jià)格和成本上具有很大優(yōu)勢，用戶操作使用也非常方便；并且由于采用單片機(jī)控制器作為整個系統(tǒng)的控制核心，可以保證系統(tǒng)在使用過程中性能穩(wěn)定，質(zhì)量可靠。系統(tǒng)的可擴(kuò)展性保證了該技術(shù)能夠滿足特定用戶的需求，因此具有較為廣闊的市場前景。第二章 GSM網(wǎng)絡(luò)原理和短信技術(shù)2.1 GSM網(wǎng)絡(luò)和短信技術(shù)概述GSM（Global System for Mobile Communication）系統(tǒng)是當(dāng)前基于時(shí)分多址技術(shù)的移動通信系統(tǒng)中最成熟、應(yīng)用最廣泛的系統(tǒng)。目前，覆蓋全國的GSM數(shù)字蜂窩移動通信網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)建成，是我國公共移動通信網(wǎng)絡(luò)的主要模式?；贕SM的短消息業(yè)務(wù)是一種在移動

18、網(wǎng)絡(luò)上傳輸短消息的無線應(yīng)用，是在移動網(wǎng)絡(luò)上存儲和轉(zhuǎn)發(fā)信息的過程。SMS短消息業(yè)務(wù)是通過服務(wù)中心在數(shù)字蜂窩移動通信（GSM）終端之間收發(fā)短信的應(yīng)用服務(wù)，服務(wù)中心完成信息的存儲和轉(zhuǎn)發(fā)功能。 SMS（Short Messaging Service）是最早的短信服務(wù)，也是普及率最高的短信服務(wù)。短消息通信僅限于一條消息，也就是說，一條消息的傳輸就構(gòu)成了一次通信。因此，服務(wù)是不對稱的，一般認(rèn)為移動發(fā)起的短消息傳輸和移動終結(jié)的短消息傳輸是兩個不同的東西。這并不妨礙實(shí)時(shí)對話，但系統(tǒng)認(rèn)為不同的消息是相互獨(dú)立的，消息的傳輸總是由 GSM 之外的 SMSC 中繼，消息有目的地或來源，但SMSC 只與用戶通信，與其他

19、 GSM 基礎(chǔ)設(shè)施無關(guān)。短信服務(wù)器使手機(jī)（包括Pocket PC Phone）能夠使用GSM網(wǎng)絡(luò)發(fā)送短信，它有很多功能，主要概括如下：(1) 一條 SMS 消息最多可包含 160 個字符（甚至是二進(jìn)制）。(2) SMS SMS也是一種存儲轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)。也就是說，短消息不是直接從發(fā)送方發(fā)送到接收方，而是始終通過短信中心轉(zhuǎn)發(fā)。如果收件人未連接（可能已關(guān)閉），則會在收件人再次連接時(shí)發(fā)送消息。(3) SMS 短信具有短信發(fā)送確認(rèn)功能。這意味著 SMS 與尋呼不同，因?yàn)橛脩舨皇呛唵蔚匕l(fā)送一條短消息然后相信消息已傳遞；相反，短消息的發(fā)送者可以收到一條返回消息，通知他們是否發(fā)送了短消息。(4) SMS短消息的收

20、發(fā)可以與GSM語音同步。(5) SMS 短消息按消息計(jì)費(fèi)，因此比通過基于 IP 的網(wǎng)絡(luò)（例如，使用 GPRS 通用分組無線服務(wù)）發(fā)送的數(shù)據(jù)要昂貴得多（按字節(jié)）。2.2 短信架構(gòu)GSM標(biāo)準(zhǔn)中定義的點(diǎn)對點(diǎn)短消息服務(wù)使得移動臺和短消息服務(wù)中心之間可以進(jìn)行短消息通信。這些服務(wù)中心通過稱為 SMS-GMSC 的特定 MSC 連接到 GSM 網(wǎng)絡(luò)。 SMS管理中涉及的協(xié)議如圖2-1所示。圖2-1 短信管理協(xié)議圖SME：Short Messaging Entity，短消息實(shí)體。它可以接收或改進(jìn)短消息，位于固定線路系統(tǒng)、移動基站或其他服務(wù)中心。SMSC：Short Message Service Center

21、，短消息服務(wù)中心，負(fù)責(zé)基站與SME之間的短消息的中繼、存儲或轉(zhuǎn)發(fā)；移動臺（ME）到 SMSC 協(xié)議可以向移動臺發(fā)送短消息或向移動臺發(fā)送短消息，該協(xié)議稱為 SMTP（短消息傳輸協(xié)議）。SMCGWMS或SMCGMSC：SMS-Gateway MSC，短信網(wǎng)關(guān)。接收 SMSC 發(fā)送的短消息，向 HLR 查詢路由信息，并將短消息發(fā)送到接收者所在基站的交換中心。HLR：Home Location Register，歸屬位置寄存器。由 SMSC 生成的用于永久存儲管理用戶和服務(wù)記錄的數(shù)據(jù)庫。 SMS網(wǎng)關(guān)和HLR之間的協(xié)議使得前者可以要求HLR搜索可以找到的用戶地址。它與 MSC 和 HLR 之間的協(xié)議一起

22、，可以在消息因超出覆蓋范圍而丟失時(shí)向移動臺發(fā)出警報(bào)，并且可以在以后找到。MSC：Mobile Switching Center，移動交換中心。負(fù)責(zé)系統(tǒng)切換管理和控制撥入或撥入其他或數(shù)據(jù)系統(tǒng)。VLR：訪客位置登記：訪問位置登記。包含臨時(shí)用戶信息的數(shù)據(jù)庫。票據(jù)交換所服務(wù)需要此信息才能訪問用戶。GSM用戶在發(fā)送短消息時(shí)，至少要在其內(nèi)容中包含最終地址的標(biāo)識，以及處理該消息的服務(wù)中心，然后請求投遞。短消息的傳輸需要在移動臺和MSC之間建立信令連接。消息本身的傳輸需要在無線路徑上建立專用的鏈路層，并使用專用的消息傳輸協(xié)議。指定協(xié)議棧的最頂層是傳輸層協(xié)議，如果是移動發(fā)起的短消息，它是一個單獨(dú)的消息，即 SM

23、TP（不是 SMTP for TCP/IP）短消息傳遞消息，下層是處理響應(yīng)的傳遞，它只表示 SMSC 已收到消息。發(fā)往 GSM 用戶的短消息必須先從發(fā)送者路由到短消息服務(wù)中心，然后再路由到實(shí)際地址。當(dāng) SMSC 有一條短消息需要發(fā)送給某個 GSM 用戶時(shí)，它會建立一個 SMS-DELIVER 消息，其中包含對接收方有利的各種信息。該信息包括用戶的內(nèi)容、原始發(fā)送者的身份以及用于表明 SMSC 已收到短消息的時(shí)間戳。與 MO 案例類似，SMS-DELIVER 消息將在各種接口上傳輸。在到達(dá)目的地之前，必須使用 MAP/C 查詢功能獲取消息的實(shí)際路由。采用如下方法：SMSC將短消息發(fā)送到與服務(wù)中心相

24、連的SMS網(wǎng)關(guān)。網(wǎng)關(guān)的選擇取決于它想進(jìn)入的用戶，因?yàn)橥ǔ＞W(wǎng)關(guān)只能處理某些用戶（某個運(yùn)營商或某個國家的用戶）。這樣，用戶通過目錄號碼（一般相同）來識別，這些號碼最初是由短信的發(fā)送者輸入的，這使得短信網(wǎng)關(guān)能夠識別相關(guān)的HLR并進(jìn)行查詢。查詢是通過發(fā)送特殊消息實(shí)現(xiàn)的，即短消息的MAP/C SEND ROUTING INFOR 消息；對它的響應(yīng)可以通過使用包含用戶正在訪問的 MSC/VLR 的 SS7 地址的 MAP/C SEND ROUNTING INFO 來實(shí)現(xiàn)。 FOR SHORT MESSAGE RESULT 消息，當(dāng)知道此時(shí)用戶不可達(dá)時(shí)拒絕消息。2.3 AT指令的應(yīng)用AT是Attention

25、，AT指令集是從終端設(shè)備（Terminal Equipment，TE）或數(shù)據(jù)終端設(shè)備（Data Terminal Equipment，DTE）到終端適配器（Terminal Adapter，TA）或數(shù)據(jù)電路終端設(shè)備（Data Circuit Terminal Equipment，DCE）發(fā)送。移動臺（Mobile Station，MS）的功能是通過TA和TE發(fā)送AT命令來控制的，與GSM網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)交互。用戶可以通過AT指令控制通話、短信、書籍、數(shù)據(jù)服務(wù)等。2.3.1 AT命令格式的形式AT 命令格式：關(guān)鍵字（AT）+命令+設(shè)置參數(shù)。(1) 執(zhí)行操作指令：用于控制 DCE 執(zhí)行某項(xiàng)操作。例如：AT

26、+CCID（獲取SIM卡標(biāo)識）、ATH； （掛機(jī)），AT+CSQ（檢測信號質(zhì)量）。(2) 讀取參數(shù)指令：用于讀取當(dāng)前參數(shù)值。例如：AT+CMEE？ （讀取當(dāng)前錯誤信息格式），AT+CPBS? （閱讀當(dāng)前書籍），AT+CMGF？ （是當(dāng)前的消息格式文本或 PDU 格式）。(3) 測試參數(shù)命令：查詢可設(shè)置的參數(shù)和范圍或返回參數(shù)和范圍。例如： AT+CMEE=? , AT+CPBS=? , AT+CMGF=? , AT+CSQ=? .(4) 設(shè)置參數(shù)命令：設(shè)置參數(shù)值。例如：AT+CFUN=1（啟動無線CPU功能）。(5) 其他設(shè)置要求： AT命令行可以由一個命令或多個命令組成，每個命令之間用分號“

27、; ”隔開。執(zhí)行命令沒有參數(shù)； set parameter 命令可以取多個參數(shù)，以逗號分隔；讀取參數(shù)命令是獲取當(dāng)前參數(shù)的具體值； test parameter 命令是獲取允許的參數(shù)范圍。 AT命令不區(qū)分大小寫，但參數(shù)區(qū)分大小寫。2.3.2常用AT命令及分析2.3.2.1 一般命令A(yù)T+CGMI給出模塊制造商的 ID。索尼愛立信AT+CGMM獲取模塊 ID。該命令用于獲取支持的頻段（ GSM900 、 DCS1800或PCS1900 ）。當(dāng)模塊有多個頻段時(shí)，響應(yīng)可能是不同頻段的組合。 AAB-1021011-CNAT+CGMR獲取修訂的軟件版本。 R 6C005 CXC125582 CHINA1

28、AT+CGSN獲取GSM模塊的IMEI （國際移動設(shè)備識別碼）序列號。 8596AT+CSCS選擇TE功能集。該命令報(bào)告TE 正在使用哪個狀態(tài)設(shè)置的ME 。然后ME可以轉(zhuǎn)換輸入或顯示的每個字母。這用于發(fā)送、閱讀或撰寫短信。AT+CSCS？ +CSCS：“GSM”AT+WPCS設(shè)置圖書狀態(tài)。此特殊命令報(bào)告TE書使用的狀態(tài)的 ME 。然后ME可以轉(zhuǎn)換輸入或顯示字符串的每個字母。此條目用于閱讀或編寫本書。沒有任何2.3.2.2 呼叫控制命令A(yù)TD撥號命令。該命令用于建立呼叫、數(shù)據(jù)或呼叫。ATH掛斷命令。ATA抓住。AT+CEER擴(kuò)展的錯誤報(bào)告。該命令給出了在最后一次呼叫建立失敗時(shí)斷開呼叫的原因。AT

29、DL上次重?fù)?。ATS0自動應(yīng)答。2.3.2.3 網(wǎng)絡(luò)服務(wù)命令A(yù)T+COPS服務(wù)提供商選擇。AT+警察？+COPS: 0,0, ChinaMobileAT+CREG網(wǎng)絡(luò)注冊。獲取手機(jī)的注冊狀態(tài)。AT+CREG?+CREG：0,12.3.2.4 預(yù)訂命令A(yù)T+CPBP圖書查詢。AT+WDCP刪除通話。沒有任何AT+CPBS選擇書籍內(nèi)存存儲。AT+CPBS?+CPBS：“SM”2.3.2.5 短信指令A(yù)T+CSMS選擇消息服務(wù)。支持的服務(wù)有GSM-MO 、 SMS-MT 、 SMS-CB 。AT+CNMA新消息確認(rèn)回復(fù)。AT+CPMS優(yōu)先信息存儲。該命令定義了用于讀取和寫入信息的存儲區(qū)域。AT+CM

30、GF優(yōu)先消息格式。執(zhí)行格式包括TEXT模式和PDU模式。AT+CSAS保存設(shè)置。保存+CSAS和+CSMP參數(shù)。AT+CRES恢復(fù)設(shè)置。AT+CSDH以文本模式顯示參數(shù)。AT+CNMI新的信息指示。該命令選擇如何接收來自網(wǎng)絡(luò)的短消息。AT+CMGR閱讀短信。從+CPMS命令設(shè)置的內(nèi)存中讀取信息。AT+CMGL列出存儲的信息。AT+CMGS發(fā)信息。AT+CMGW寫一條短消息并存儲它。AT+CMSS從內(nèi)存中發(fā)送信息。AT+CSMP設(shè)置文本模式的參數(shù)。AT+CMGD刪除短消息。刪除一條或多條短信。2.3.2.6 常用AT指令分析AT+CMGF是優(yōu)先消息格式的設(shè)置。主要有兩個參數(shù)：一個設(shè)置為1（ TE

31、XT模式），另一個設(shè)置為0（ PDU模式）AT+CMGS功能是寫入目的地手機(jī)和信件內(nèi)容。例如 AT+CMGS=+8615xxxxxxxxx 回車 輸入短消息。 Crtl+Z 結(jié)束并發(fā)送。AT+CMGR接收短信指令。 AT+CMG =X 表示從 X 存儲區(qū)讀取短信。AT+CSCA功能是設(shè)置短信中心。例如：AT+CSCA=+00 回車。2.4 短信收發(fā)方式發(fā)送和接收 SMS 消息有兩種常見的模式：TEXT 模式和 PDU 模式。使用Text模式收發(fā)短信簡單易實(shí)現(xiàn)，但最大的缺點(diǎn)是不能收發(fā)中文短信；而PDU模式不僅支持中文短信，也支持英文短信。在 TEXT 模式下，發(fā)送和接收的數(shù)據(jù)以 ASCII 格式

32、表示。在 PDU 模式下，短消息的文本經(jīng)過十六進(jìn)制編碼傳輸。第三章系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì)3.1 系統(tǒng)硬件總體設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)該系統(tǒng)由MCU模塊、GSM模塊、溫度采集模塊和手機(jī)終端組成。 MCU模塊AT 89C51為整個系統(tǒng)的控制模塊，GSM模塊TC35i作為系統(tǒng)通訊模塊，溫度采集模塊DS18B20現(xiàn)場采集溫度數(shù)據(jù)。 AT 89C51 通過串口與 TC35i 模塊通信。 AT 51收到監(jiān)控終端的讀取溫度或操作指令后，89C對相應(yīng)的設(shè)備進(jìn)行操作，并將溫度數(shù)據(jù)和設(shè)備的工作狀態(tài)編碼到PDU中。借助GSM網(wǎng)絡(luò)，通過發(fā)送短信返回給監(jiān)控終端，終端對短信進(jìn)行解碼，獲取溫度信息。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖如圖3.1所示。圖 3.1 系統(tǒng)

33、結(jié)構(gòu)框圖3.2 GSM模塊接口電路設(shè)計(jì)3.2.1TC35i 概述TC35i模塊是西門子推出的無線通信模塊，已經(jīng)擁有國家無線電設(shè)備入網(wǎng)卡。該模塊集成了射頻電路和基帶，為用戶提供標(biāo)準(zhǔn)的AT指令接口，為數(shù)據(jù)、語音、短信等提供快速、安全、可靠的傳輸。TC35i 模塊3.2.1如圖所示。從功能上看，主要由4部分組成：GSM基帶處理器、GSM射頻部分、電源A-SIC（Application Specific Integrated Circuit）、Flash。 GSM基帶處理器是整個模塊的核心。一個C166CPU和一個DSP處理器內(nèi)核控制模塊各種信號的傳輸、轉(zhuǎn)換、放大等處理過程。 GSM射頻部分是單芯片收

34、發(fā)器SMARTi，它由外差接收器、上變頻調(diào)制環(huán)發(fā)射器（upconversionmodulation loop transmission）、射頻鎖相環(huán)和全集成中頻合成器4個功能塊組成，共同完成接收和發(fā)送射頻信號的處理。 GSM模塊的電流變化很大，空閑時(shí)電流小于3.5mA，通話時(shí)可以達(dá)到最大電流2.3A，這對供電電路提出了更高的要求。 GSM模塊電源的ASIC部分采用線性穩(wěn)壓器穩(wěn)定外部輸入電源電壓Vbatt+，供GSM基帶處理器和GSM射頻部分使用。此外，它還輸出2.9V170mA電壓供模塊外的其他電路使用。 GSM RF部分的功放對供電電壓要求不高，所以直接使用外部輸入電壓Vbatt+Flash

35、來存儲一些用戶配置信息，this等信息。天線插GSM射頻部分電源ASICFALSH基帶處理器 40芯片ZIF連接 器圖3.2.1TC35i 模塊結(jié)構(gòu)圖TC35i共有40個引腳，通過ZIF（ZeroInsertionF orce）連接器引出。這 40 個引腳可分為 5 類。即電源、數(shù)據(jù)輸入/輸出、SIM卡、音頻接口和控制系統(tǒng)。 1-14腳為電源部分，其中1-5腳為電源電壓輸入端Vbatt+，6-10腳為電源地GND，11、12個充電腳，13個外部輸出電壓（供外電路使用），14個接負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻ACCU-TEMP； 24-29為SIM卡管腳，分別為CCIN、CCRST、CCIO、CCCLK 、

36、 CCVCC、CCGND； 33-40為連接手柄的語音接口；巧，30、31、32腳為控制用部分，15是點(diǎn)火線IGT（Ignition），當(dāng)TC35i上電時(shí)，必須給IGT一個大于織機(jī)的值低電平，模塊啟動，30為RTC備份，31為掉電，32為SYNC； 16-23位數(shù)據(jù)輸入/輸出分別為 DSRO、RINGO、RxDO、TxDO、CTSO、RTSO、DTRO 和 DCDO。3.2.2TC35i的電源設(shè)計(jì)TC35i的電源主要采用LM2596開關(guān)穩(wěn)壓器輸出4.2V電壓。 LM2596開關(guān)穩(wěn)壓器是一款降壓型電源管理單片機(jī)，能夠輸出3A具有良好線性度和負(fù)載調(diào)節(jié)特性的驅(qū)動電流。固定輸出為3.3V、5V、12V

37、，可輸出37V以下的各種電壓。 LM2596集成了頻率補(bǔ)償和固定頻率發(fā)生器，開關(guān)頻率為150KHz。 LM2596的外形和引腳排列如圖3.2.2所示。圖3.2.2LM2596外形及引腳排列(1) VIN 正輸入端，必須在該引腳處添加一個合適的輸入旁路電容，以降低瞬態(tài)電壓并為 LM2596 提供所需的開關(guān)電流。(2) GND 接地端。(3) 輸出輸出，此引腳上的電壓可以在(+VIN-VSAT) 和-0.5V (大約) 之間轉(zhuǎn)換。為了減少耦合，PCB 上連接到該引腳的銅面積應(yīng)盡可能小。(4 )反饋反饋端，該管腳將輸出端的電壓反饋給閉環(huán)反饋回路。(5)該管腳可以用邏輯電平切斷LM2596，使輸入電流

38、降低到80A左右。將此引腳拉至低于約 1.3V 可打開 LM2596；將其拉到 1.3V 以上（最高 25V）會關(guān)閉 LM2596。如果您不需要使用此功能，您可以將此引腳接地或打開以保持 IC 開啟。TC35i的電源設(shè)計(jì)主要采用LM2596開關(guān)穩(wěn)壓器輸出4.2V電壓，供TC35i正常工作。其電路設(shè)計(jì)原理如圖3.2.3所示。圖3.2.3TC35i 電源設(shè)計(jì)原理圖計(jì)算輸出電壓的公式為：，其中 VREF=1.23V，,為保證輸出穩(wěn)定，R1選用標(biāo)稱阻值為1K、精度為1%的電阻。CIN470F/50V COUT220F/35V R11K, 1%D1 -5A/40V IN 5825 L168H CFF參考

39、相關(guān)應(yīng)用信息。3.2.3SIM卡電路設(shè)計(jì)TC35i的基帶處理器集成了一個兼容IS07816-3ICCard標(biāo)準(zhǔn)的SIM接口。為了適配外置SIM接口，接口連接到主接口（ZIF連接器）。在GSM模塊為SIM卡預(yù)留5個引腳的基礎(chǔ)上，TC35i為ZIF連接器上的SIM卡接口預(yù)留6個引腳，增加的CCIN引腳用于檢測SIM卡座是否插入。有一張 SIM 卡。 SIM卡插入時(shí)，該引腳置高電平，系統(tǒng)可以進(jìn)入正常工作狀態(tài)。但是目前移動運(yùn)營商提供的SIM卡沒有CCIN管腳，所以在設(shè)計(jì)電路時(shí)將管腳CCIN和CCVCC連接起來。如圖所示3.2.3。圖3.2.3SIM卡電路設(shè)計(jì)TC35i的SYNC管腳有兩種工作模式，可以

40、通過AT指令A(yù)TS YNC切換。一種是在發(fā)射狀態(tài)下指示功率增加，另一種是指示TC35i的工作狀態(tài)。該模塊使用后一種功能。發(fā)射狀態(tài)下功率增加，當(dāng) LED 熄滅時(shí)，表示 TC35i 處于關(guān)閉或休眠狀態(tài)；當(dāng)LED長亮600ms/600ms滅時(shí)，表示沒有插入SIM卡或TC35i正在登錄網(wǎng)絡(luò)；當(dāng) LED 亮 75ms/3s 時(shí)熄滅，表示 TC35i 已登錄網(wǎng)絡(luò)，處于待機(jī)狀態(tài)。電路圖3.2.3如圖1所示圖1 3.2.3SIM卡指示燈電路3.2.4TC35I與MCU接口電路設(shè)計(jì)TC35I 與 MCU 的連接方式主要有兩種：一種是通過 ZIF 連接器直接連接到微控制器。如圖3.2.41所示圖1 3.2.4TC

41、35I與MCU接口電路圖二是設(shè)計(jì)一個TTL轉(zhuǎn)RS232電平的電路，一端連接MCU，另一端連接TC35I。本系統(tǒng)中TC35I采用的連接方式為第二種方式，通過RS232串口TC35I與MCU連接。連接方法如圖所示3.2.4。 2 所示。圖2 3.2.4TC35I與MCU接口電路圖3.3 MCU主控模塊電路設(shè)計(jì)3.3.1MCU概述STC 12C5A60S2單片機(jī)是宏晶科技生產(chǎn)的單時(shí)鐘/機(jī)器周期8位單片機(jī)。是新一代8051單片機(jī)，具有高速、低功耗、超強(qiáng)干擾等特點(diǎn)。 STC 12C5A60S2單片機(jī)結(jié)構(gòu)及各種功能部件如圖3.3.1所示。1. 有一個 1280 字節(jié)的 slice RAM 數(shù)據(jù)存儲器。2、

42、芯片具有EEPROM功能。3、系統(tǒng)具有ISP可編程功能。4. 8通道10位高速ADC模數(shù)轉(zhuǎn)換器。5.可編程計(jì)數(shù)器陣列PCA和可編程脈寬調(diào)節(jié)器PWM，實(shí)現(xiàn)時(shí)鐘和可調(diào)頻率PWM輸出。6、高速SPI通訊口。7、全雙工異步串口（UART）8. 32個通用寄存器。9.硬件看門狗功能。圖3.3.1STC 12C5A60S2單片機(jī)結(jié)構(gòu)圖3.3.2MCU最低系統(tǒng)配置3.3.2.1 晶振電路這部分是單片機(jī)運(yùn)行所需的外圍電路部分。特別是電路的振蕩部分與單片機(jī)的機(jī)械周期有關(guān)。振蕩電路物理模型的滿足條件：整個電路的電阻R=0（包括線圈和導(dǎo)線）。大小和方向隨周期變化的電流稱為振蕩電流。能產(chǎn)生振蕩電流的電路稱為振蕩電路。

43、最簡單的振蕩電路稱為 LC 環(huán)路。單片晶振的作用是為系統(tǒng)提供基本時(shí)鐘信號。通常一個系統(tǒng)共用一個晶振，便于各部分保持同步。一些通信系統(tǒng)對基頻和射頻使用不同的晶體，并通過電子調(diào)節(jié)頻率來保持同步。圖3.3.1晶振電路3.3.2.2 復(fù)位電路為保證微機(jī)系統(tǒng)中電路的穩(wěn)定可靠運(yùn)行，復(fù)位電路是必不可少的部分，復(fù)位電路的首要功能就是上電復(fù)位。一般微機(jī)電路正常工作需要5V5%的電源，即4.755.25V。由于微機(jī)電路是時(shí)序數(shù)字電路，需要穩(wěn)定的時(shí)鐘信號，所以上電時(shí)，只有當(dāng)VCC超過4.75V低于5.25V才能與晶振穩(wěn)定工作時(shí)，復(fù)位信號為拆下，微機(jī)電路啟動。正常工作。單片機(jī)復(fù)位電路主要有四種：（1）差分復(fù)位電路；

44、(2) 積分復(fù)位電路； (3)比較器復(fù)位電路； (4)看門狗復(fù)位電路。復(fù)位電路上電時(shí)，復(fù)位引腳（RST）為高電平；當(dāng)單片機(jī)正常工作時(shí)，復(fù)位引腳為低電平。單片機(jī)系統(tǒng)的復(fù)位方式有：手動按鍵復(fù)位和上電復(fù)位。圖3.3.1復(fù)位電路3.4 測溫電路設(shè)計(jì)3.4.1DS18B20 概述DS18B20是美國 DALLAS 半導(dǎo)體公司的單總線數(shù)字溫度傳感器。它結(jié)構(gòu)簡單，不需要外部元件。可通過IO數(shù)據(jù)線供電和傳輸數(shù)據(jù)，溫度報(bào)警限值可由用戶設(shè)置。 ，可廣泛用于食品、冷庫等需要溫度控制的場所。其形狀和引腳排列如圖3.4.1所示。圖3.4.1DS18B20 外形及引腳列(1) NC（針腳 1、2、6、6、7 和 8）：空

45、針腳，如果懸空，請勿使用。(2) VDD（3腳）：可選電源腳，供電電壓在3-5、5V左右。當(dāng)使用寄生電源工作時(shí)，該引腳必須接地。(3) DQ（引腳 4）：數(shù)據(jù)輸入/輸出引腳。開漏，正常狀態(tài)下為高電平。(4) GND（引腳 5）是電源地。DS18B20主要由四部分組成：64位光刻ROM、溫度傳感器、非易失性溫度報(bào)警觸發(fā)器TH和TL、配置寄存器。如圖3.4.2所示。圖3.41.2DS18B20 部分結(jié)構(gòu)圖光刻ROM中的64位序列號是出廠前光刻的，可以看作是DS18B20的地址序列號。 64位光刻ROM的排列為：前8位（28H）為產(chǎn)品型號標(biāo)簽，后48位為DS18B20本身的序列號，后8位為前56位循

46、環(huán)冗余校驗(yàn)代碼（CRC=X8 +X5+X4+1）。光刻ROM的作用就是讓每一個DS18B20都不一樣，這樣就可以實(shí)現(xiàn)在一條總線上連接多個DS18B20的目的，也就是要做配置寄存器。3.4.2DS18B20接口電路設(shè)計(jì)DS18B20數(shù)字溫度傳感器通過上拉電阻R10單總線方式連接到單片機(jī)的P1.4端口。如圖3.4.2所示。圖3.4.2DS18B20接口電路圖3.5 顯示電路設(shè)計(jì)3.5.1LED顯示屏簡介LED顯示屏又稱數(shù)碼管，LED是一種半導(dǎo)體發(fā)光器件，其基本單元是發(fā)光二極管。八段LED顯示屏由8個發(fā)光二極管組成。其中，7個發(fā)光二極管構(gòu)成8”“字體”的每個筆劃段，另一個小數(shù)點(diǎn)為dp發(fā)光二極管。LE

47、D顯示屏有兩種不同的形式：一種是發(fā)光二極管的陽極都是接在一起的，叫共陽極LED。另一種是發(fā)光二極管的陰極都接在一起，叫共陰LED顯示屏。如圖3.5.1。圖3.5.1LED數(shù)碼管共陽極共陰極示意圖LED顯示有兩種方式：動態(tài)顯示和靜態(tài)顯示。系統(tǒng)采用動態(tài)掃描顯示接口電路，連接所有同名顯示器的8個筆劃段ah，每個顯示器的公共極COM由I/O線獨(dú)立控制。當(dāng) CPU 將字體代碼發(fā)送到現(xiàn)場輸出端口時(shí)，所有顯示器都接收到相同的字體代碼，但哪個顯示器取決于 COM 端口。也就是說，我們可以采用分時(shí)的方式，依次控制各個顯示器的COM端，使各個顯示器開機(jī)。在開機(jī)和掃描過程中，每個顯示器的點(diǎn)亮?xí)r間極短（約1ms），但

48、由于人類視覺的暫留和發(fā)光二極管的余輝效應(yīng)，雖然顯示器實(shí)際上并沒有點(diǎn)亮同時(shí)，只要掃描速度足夠快，就會給人一種顯示數(shù)據(jù)穩(wěn)定無閃爍的印象。3.5.2LED顯示屏接口電路設(shè)計(jì)8位段碼信號（ah）和8位碼信號（a1-a8）通過2個74LS595芯片串行轉(zhuǎn)換為并行信號，驅(qū)動2個LED顯示模塊的8個LED數(shù)碼燈。 P2.1是啊，a1-a8是串行數(shù)據(jù)的輸入端（SER），P2.2是串行移位信號的SCLK輸入端，P2.3是并行輸出信號的鎖存端（RCLK）。這些信號由微控制器軟件生成。如圖3.5.21所示。圖1 3.5.2LED顯示接口電路第四章系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)4.1 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)的總體設(shè)計(jì)思路本系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)主要由G

49、SM模塊程序設(shè)計(jì)、短信收發(fā)程序設(shè)計(jì)、測溫模塊程序設(shè)計(jì)和串口模塊程序設(shè)計(jì)組成。 GSM模塊程序設(shè)計(jì)主要是設(shè)置GSM模塊的波特率、短信中心號和AT指令的接收格式；短消息收發(fā)程序設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)一是發(fā)送信息，二是讀取信息的功能；測溫模塊程序設(shè)計(jì)是通過數(shù)碼管顯示當(dāng)前溫度；串口模塊編程分為向串口發(fā)送字符的編程和串口接收中斷函數(shù)的編程。系統(tǒng)軟件的整體流程是，當(dāng)控制設(shè)備上電時(shí)，首先初始化GSM（TC35）模塊，然后單片機(jī)監(jiān)控GSM模塊是否接收到新的短信。發(fā)送新短信時(shí)，系統(tǒng)會驗(yàn)證發(fā)送短信的手機(jī)號碼。如果身份驗(yàn)證成功，則進(jìn)一步對短信內(nèi)容解碼執(zhí)行相應(yīng)的操作命令。受控單元執(zhí)行操作后，將狀態(tài)信息反饋給單片機(jī)，單片機(jī)判斷操作是

50、否成功。當(dāng)操作正確完成后，單片機(jī)通過GSM模塊向用戶返回操作成功信息。圖 4.1 顯示了軟件設(shè)計(jì)流程圖。圖 4.1 軟件設(shè)計(jì)流程圖4.2 GSM模塊軟件設(shè)計(jì)4.2.1GSM模塊初始化程序設(shè)計(jì)GSM模塊初始化程序主要設(shè)置：串口通信的工作模式、通信波特率、短信中心和AT接收格式。其設(shè)計(jì)流程如下：無效init_serialcom（無效）SCON = 0 x50 ; /SCON: serail mode 1, 8-bit UART, enable ucvr/UART為模式1，8位數(shù)據(jù)，允許接收TMOD = 0 x20 ; /TMOD：定時(shí)器1，模式2，8位重載/定時(shí)器1為模式2，8位自動重載PCON

51、= 0 x 0 0 ; /SMOD= 0 ;TH1 = 0 xFD ; /波特： 9600 fosc=11.0592MHzIE = 0 x90 ; /啟用串行中斷TR1 = 1 ; / 定時(shí)器 1 運(yùn)行TI=1；/寫信息中心號void AT_CSCA()/AT+CSCA=+8613010130500uchar i;for(i=0;isizeof(TC_ZXH)-1;i+)send_uart(TC_ZXHi); send_uart(0X0D); send_uart(0X0D);send_uart(0X0A);TC35_CON=CSCA;/AT接收格式指令void AT_CMGF()/AT+CMG

52、F=1uchar i;for(i=0;isizeof(TC_MSXZ)-1;i+)send_uart(TC_MSXZi);send_uart(0X0D); send_uart(0X0D); send_uart(0X0A);TC35_CON=CMGF;4.3短信收發(fā)程序設(shè)計(jì)4.3.1短信發(fā)送程序設(shè)計(jì)短信發(fā)送程序的主要功能是設(shè)置發(fā)送目的地和要發(fā)送的數(shù)據(jù)，然后GSM模塊將數(shù)據(jù)發(fā)送給用戶。其設(shè)計(jì)流程如下：void AT_CMGS() /寫入目標(biāo)手機(jī)/AT+CMGS=13 *uchar我;for(i=0;isizeof(TC_MDSJ)-1;i+)send_uart(TC_MDSJi);發(fā)送_uart（

53、0X0D）；發(fā)送_uart（0X 0A）；void ATNAME()/發(fā)送消息 /我沒事uchar我;for(i=0;isizeof(TC_FSNR)-1;i+)send_uart(TC_FSNRi);延遲（1000）；發(fā)送_uart（0X 1A）； 4.3.2短信閱讀指導(dǎo)程序設(shè)計(jì)短信讀取指令程序的主要功能是讀取GSM模塊存儲區(qū)的信息。其設(shè)計(jì)流程如下：void AT_CMGR() /AT 短信讀取命令/AT+CMGR=1uchar我;for(i=0;isizeof(TC_DQML)-1;i+)send_uart(TC_DQMLi);發(fā)送_uart（0X0D）； send_uart(0X0D);

54、send_uart(0X 0A);4.3 測溫模塊軟件設(shè)計(jì)4.3.1DS18B20的初始化時(shí)序初始化序列包括來自主機(jī)的復(fù)位脈沖和來自從機(jī)的響應(yīng)脈沖。這個過程如下圖4.3.1所示。復(fù)位脈沖為480us-960us的低電平，然后總線釋放進(jìn)入接收狀態(tài)?？偩€通過上拉電阻連接到高電平。 15-16us 后，從機(jī)開始向總線發(fā)送響應(yīng)脈沖。該脈沖為60us到240us的低電平信號，表示從機(jī)根據(jù)指令準(zhǔn)備發(fā)送或接收數(shù)據(jù)。在初始化過程中，從機(jī)接收脈沖的時(shí)間至少為 480us。 DS18B20的初始化軟件設(shè)計(jì)流程如下。uchar Init_DS18B20(無效)無符號整數(shù)標(biāo)志=0；DQ=0； /MCU拉低DQ延遲x_

55、us（250）； /精確延遲480us 960us延遲x_us（250）；延遲x_us（250）；DQ=1； /拉高總線延遲x_us（60）； /大于15US60US標(biāo)志=DQ； /稍微延遲后，如果x=0，則初始化成功。如果 x=1，則初始化失敗。延遲x_us（250）；DQ=1；延遲x_us（250）；返回（標(biāo)志）；4.3.2DS18B20的讀時(shí)序DS18B20的讀時(shí)序分為兩個過程：讀0時(shí)序和讀1時(shí)序。從 DS18B20 讀取溫度時(shí)，主機(jī)會生成一個讀取序列。當(dāng)主機(jī)將單條總線從高電平拉到低電平時(shí)，讀序列開始。總線保持低電平至少 1us。由于 DS18B20 的輸出數(shù)據(jù)在讀序列下降沿后 15us

56、 有效，因此必須在 15us 后才能讓 DS18B20 將數(shù)據(jù)傳輸?shù)絾慰偩€供主機(jī)讀取。之后，總線將被外部上拉。電阻被拉回高電平以完成讀取序列過程。讀取一個bit數(shù)據(jù)至少需要60us，兩個讀取周期至少要有1us的恢復(fù)時(shí)間。 DS18B20 讀取數(shù)據(jù)的編程如下。uchar 讀取位（無效）位;DQ=1； /拉高電平，準(zhǔn)備開始讀序列 延遲1_us（）；DQ=0； 延遲1_us（）；延遲1_us（）；DQ=1； /在15US處停止低位延遲1_us（）；延遲1_us（）；延遲1_us（）；延遲1_us（）；延遲1_us（）；延遲1_us（）；延遲1_us（）；s=DQ； /讀取1位數(shù)據(jù)延遲x_us（60）

57、； /讀時(shí)序不能小于60us退貨；4.3.3DS18B20的寫時(shí)序DS18B20的寫時(shí)序還是分為寫0時(shí)序和寫1時(shí)序兩個過程?？偩€電平變低后，在 15us-16us 窗口內(nèi)對總線進(jìn)行采樣。線高時(shí)寫1，低線時(shí)寫0。level”在15us和45us之間的IO總線上。0”寫入1的序列時(shí)，單總線拉低后，單總線必須在15us內(nèi)釋放。DS18B20寫入數(shù)據(jù)的程序設(shè)計(jì)如下。無效 WriteOneChar（無符號字符數(shù)據(jù)）無符號字符 i=0;第 n 位；對于 (i=0;i=1； /刪除下一位，從低到高if(n) /寫 1 DQ=0; /拉低電平15US釋放總線延遲1_us（）；延遲1_us（）；DQ=1； /寫

58、1延遲x_us（60）； /整個時(shí)序不能低于60US否則/寫0DQ=0;延遲x_us（60）； /保持低電平60us120usDQ=1；延遲1_us（）； 4.3.4DS18B20溫度值處理DS1820溫度采集轉(zhuǎn)換后得到的12位數(shù)據(jù)存儲在DS1820的兩個8位RAM中。二進(jìn)制中的前 5 位是符號位。如果實(shí)測溫度大于等于0，這5位為0，只要將實(shí)測值乘以0.0625即可得到實(shí)際溫度；如果溫度小于0，這5位為1，需要將測量值取反加1再乘以0.0625得到實(shí)際溫度。通過片上溫度測量技術(shù)測量溫度。 （表 4.1）顯示了溫度值和輸出數(shù)據(jù)之間的關(guān)系。數(shù)據(jù)通過單線接口串行傳輸。 DS1820 溫度測量范圍-5

59、5+ 125，0.5增量。表 4.1 DS1820 溫度數(shù)據(jù)表溫度數(shù)據(jù)輸出（二進(jìn)制）數(shù)據(jù)輸出（十六進(jìn)制）+12500000000 1111101000FA+2500000000 001100100032+1/200000000 000000010001000000000 000000000000-1/211111111 11111111FFFF-2511111111 11001110FFCE-5511111111 10010010FF924.4 串口模塊軟件設(shè)計(jì)4.4.1到串口數(shù)據(jù)編程串口數(shù)據(jù)程序的主要功能是向單片機(jī)的串口發(fā)送一個字符數(shù)據(jù)。其設(shè)計(jì)流程如下：無效 send_uart（無符號字符 ch） 而 (TI=0);