基于GPRS的室內溫度監(jiān)測報警系統(tǒng)設計

1、基于gprs的室內溫度監(jiān)測報警系統(tǒng)設計專業(yè)：電子信息工程 學生： 指導老師： 摘要溫度是倉庫存儲系統(tǒng)、室內烤煙系統(tǒng)、室內釀酒系統(tǒng)、花卉溫室培育系統(tǒng)的一個重要參數(shù)，溫度過高、過低都會使系統(tǒng)各組成部分的性能下降,嚴重影響系統(tǒng)的正常工作。準確地測量溫度并能及時向戶主報警對排除系統(tǒng)潛在的故障有重要的意義。溫度測量報警系統(tǒng)在生活中也有重要的意義。近年來，溫度監(jiān)測報警裝置已悄然盛行，但是由于經(jīng)濟、技術等原因，目前溫度監(jiān)控報警系統(tǒng)設計不盡合理，存在漏誤、誤報、不動作等問題。針對市場上流行的普通監(jiān)測裝置的缺陷，本文利用較低的硬件配置環(huán)境設計了一種基于gprs的室內溫度監(jiān)測報警系統(tǒng)設計，實現(xiàn)無線報警和室內實時信

2、息顯示，提高了開發(fā)效率，也便于軟件和硬件后期的維護與修改。該系統(tǒng)集成傳統(tǒng)的監(jiān)測報警和gprs技術，通過stc89c52單片機系統(tǒng)設計原理，利用短消息的無線通信協(xié)議，通過多種方式進行報警和預警，并借助電話等現(xiàn)代化通訊手段進行信息傳遞。本系統(tǒng)相對于市面上的其它監(jiān)測系統(tǒng)的不同之處在于，可以將部分已經(jīng)安裝在用戶室內的普通電子式報警器改裝成網(wǎng)絡式溫度監(jiān)測報警系統(tǒng)，從而大大降低用戶的費用投入，提升了產(chǎn)品的性價比。此外，市場上的大部分網(wǎng)絡報警系統(tǒng)都是通過將高頻嵌入式cpu與嵌入式wince或linux操作系統(tǒng)相結合而構建的，而本系統(tǒng)則是利用stc89c52微控制器為中心，外擴gprs模塊，當室內溫度超過我們

3、設定的溫度值后，考慮有可能會有危險，在第一時間向戶主手機進行遠程無聲報警，提示戶主迅速采取措施。當溫度在正常范圍內，該系統(tǒng)能顯示時間、顯示日期、溫度和鬧鐘等功能。這樣既能夠使室內安全得到保證，又能確保該系統(tǒng)在未來一段時間內的先進性，因此可以廣泛應用于家庭、銀行和倉庫等重要場所。關鍵字：溫度監(jiān)測系統(tǒng) stc89c52單片機 串口通信 遠程監(jiān)控 gprs目 錄1 緒論11.1 引言11.2 課題研究的背景11.3 課題主要研究內容51.4 課題研究意義52 系統(tǒng)總體設計方案62.1 系統(tǒng)方案設計62.2 系統(tǒng)硬件設計方案72.3 系統(tǒng)軟件設計方案83 系統(tǒng)硬件設計93.1 微處理器的硬件設計93.

4、2 各模塊硬件設計134 系統(tǒng)軟件設計254.1 匯編語言和c語言的特點及選擇254.2 系統(tǒng)軟件開發(fā)環(huán)境254.3主程序設計274.4 各模塊程序設計285 系統(tǒng)調試395.1 硬件調試395.2 軟件調試405.3 系統(tǒng)聯(lián)調406 結論與展望426.1 結論426.2 展望42參考文獻44附錄一45致謝4848基于gprs的室內溫度監(jiān)測報警系統(tǒng)設計1 緒論1.1 引言溫度是倉庫存儲系統(tǒng)、室內烤煙系統(tǒng)、室內釀酒系統(tǒng)、溫室培育系統(tǒng)的一個重要參數(shù)，溫度過高、過低都會使系統(tǒng)各組成部分的性能下降,嚴重影響系統(tǒng)的正常工作。準確地測量溫度并能及時向戶主報警對排除系統(tǒng)潛在的故障有重要的意義1。近年來，溫度

5、監(jiān)測報警裝置已悄然盛行，但是由于經(jīng)濟、技術等原因，目前溫度監(jiān)控報警系統(tǒng)設計不盡合理，存在漏誤、誤報、不動作等問題。針對市場上流行的普通監(jiān)控產(chǎn)品的缺陷，本文利用較低的硬件配置環(huán)境設計了一種基于gprs的室內溫度監(jiān)測報警系統(tǒng)設計，實現(xiàn)無線報警和室內實時信息顯示，提高了開發(fā)效率，也便于軟件和硬件后期的維護與修改。該系統(tǒng)集成傳統(tǒng)的報警監(jiān)測技術和gprs技術，通過stc89c52單片機系統(tǒng)設計原理，利用短消息的無線通信協(xié)議，通過多種方式進行報警和預警，并借助電話等現(xiàn)代化通訊手段進行信息傳遞。1.2 課題研究的背景1.2.1 課題國內外現(xiàn)狀隨著微電子技術的不斷發(fā)展，以單片機為主體，將計算機技術與測量控制技

6、術結合在一起，組成了智能儀表。一般智能儀器都配有rs232、rs485等標準的通信接口，可以很方便地與pc機和其他儀器一起完成更復雜的任務。在溫度測量領域里，智能化測溫儀2也越來越被廣泛地得到應用，但rs232、rs485等通信手段具有傳輸距離短，抗干擾性差的缺點，在實際應用中，有時需要儀器能具有投資維護費用低、可靠性好的高性價比的通信方式。近年來，基于公共網(wǎng)絡的通信手段得到初步應用，這些遠程通信手段包括公共電話網(wǎng)、internet網(wǎng)絡等。這些遠程通信方法具有投資少、免維護、成本低、可靠性高等特點，在一些對操作和監(jiān)控的實時性要求不高的情況下具有很高的性價比，但在一些場合下，如無人值守場所，采用

7、上述的有線通信方式是很不經(jīng)濟的。隨著手機應用資費的不斷下調及其通信網(wǎng)絡的不斷完善，應用手機短消息來進行遠程監(jiān)控具有很廣闊的應用前景，使用gprs短消息來傳遞數(shù)據(jù)信息也是近年來遙測遙控發(fā)展領域中的熱門技術。 某些測溫設備位于環(huán)境惡劣倉庫或是在無人值守的條件下，如果在數(shù)據(jù)的傳輸部分加裝gprs短消息模塊，便可利用gprs網(wǎng)組成的傳輸系統(tǒng)，使系統(tǒng)的可靠性、抗干擾性、穩(wěn)定性、可維護性、功能擴展性等方面具有明顯的優(yōu)越性，并可降低運營成本和勞動強度。本課題研制的溫度監(jiān)測報警就是以gprs短消息方式為通信手段的。在分布式溫度監(jiān)測系統(tǒng)中，上位機與下位機的通信手段有多種，距離從幾米到幾千千米幾乎都可以實現(xiàn)，當前

8、國內外報警系統(tǒng)使用最廣的是有線報警或短距離無線報警，如rs232, rs485、紅外線等。但隨著應用需求的日益復雜，如在一些測控系統(tǒng)中，由于各測控點分布范圍廣、數(shù)量多、距離遠，還可能地處偏僻，因此鋪設電纜難度大、不切合實際，向電信部門租用專用電話線又要申請很多電話線，而且有些測控點線路難以到達，況且采用電話線路時需要等待漫長的電話撥號過程，速度慢，運營成本較高，總之測控系統(tǒng)采用有線通信方式建設周期長、工作難度大、運行費用高，不便于大規(guī)模使用；與之相比，gprs無線通信方式則顯得非常靈活，它具有投資較少、建設周期短、運行維護簡單、性價比高等優(yōu)點。正是在這一環(huán)境下誕生了無線報警系統(tǒng)，無線報警系統(tǒng)是

9、不需要人員到達現(xiàn)場，使用計算機技術、單片機技術、通信技術、網(wǎng)絡技術和微電子技術相結合，通過一定的網(wǎng)絡設備建立通訊聯(lián)系，具有高度集成性，集軟件、硬件為一體，對各種范圍內各種待監(jiān)測設備自動正確采集、傳輸、統(tǒng)計及綜合分析的系統(tǒng)。具有傳輸速度快，傳輸質量高、遠距離、安全、可直接與營業(yè)計算機聯(lián)網(wǎng)等突出的優(yōu)點。采用無線報警系統(tǒng)可以降低人員的勞動強度、降低人為因素造成的不安全，并能迅速的統(tǒng)計實時線損。無線報警技術的出現(xiàn)，是計算機網(wǎng)絡技術與監(jiān)控技術相結合的必然結果。早期無線報警技術是非實時非在線監(jiān)控方式，而現(xiàn)代無線報警技術是實時在線監(jiān)控方式，借助于計算、互聯(lián)網(wǎng)和通信技術，操作者可以依靠安裝在現(xiàn)場的各種傳感器及

10、音視頻設備，遠隔千里便可隨時了解現(xiàn)場生產(chǎn)與設備情況，對生產(chǎn)現(xiàn)場進行監(jiān)控、診斷與控制。無線報警技術的模式與通信技術的發(fā)展密不可分的，伴隨著通信技術的發(fā)展，出現(xiàn)了三種無線報警模式3：人工無線報警、有線網(wǎng)絡無線報警和無線網(wǎng)絡無線報警。無線網(wǎng)絡無線報警利用gprs數(shù)據(jù)業(yè)務通過internet進行通信。gprs技術傳輸速度快，永遠在線，實時性強，安全可靠，按流量計費，比短消息更經(jīng)濟、合理。利用gprs進行無線報警，既避免了開發(fā)新的頻率資源，又開辟了無線報警的新領域。隨著gprs網(wǎng)絡技術的不斷發(fā)展，構筑在gprs網(wǎng)上的遠程無線測控報警系統(tǒng)必然能與移動通信技術的發(fā)展同步，因而具有廣闊的前景。1.2.2 研究

11、主要成果隨著信息技術的迅猛發(fā)展以及人們對移動通信需求的急劇上升，gprs技術一種迎合gsm移動通信市場和全球因特網(wǎng)迅猛發(fā)展和日益融合而興起的技術，廣泛受到人們關注。gprs能把分組交換技術引入現(xiàn)有gsm系統(tǒng)，將移動通信和數(shù)據(jù)網(wǎng)絡合二為一，以其“極速傳送”、“永遠在線”等特點4，倍受國內外電信業(yè)的青睞。gprs被公認為將成為通往第三代移動通訊(3g)的一個重要里程碑。當今世界已進入了飛速發(fā)展的信息時代，信息產(chǎn)業(yè)己成為國民經(jīng)濟的主導產(chǎn)業(yè)，通信則成為信息產(chǎn)業(yè)中發(fā)展最為迅速，進步最快的行業(yè)。而在通信領域中，移動通信(gprs)網(wǎng)則是這個領域中發(fā)展最積極最活躍最快的分支之一。在gprs中，唯一不需建立端

12、到端通信的業(yè)務就是短消息業(yè)務(sms)，在移動設備處于點與點通信狀態(tài)下，還能同時實現(xiàn)短消息業(yè)務。gprs模塊在短信息方面的應用最具優(yōu)勢，短消息具有隨時在線、不需撥號、價格便宜、覆蓋范圍廣等特點，特別適合于需頻繁傳送小流量數(shù)據(jù)的應用，如工業(yè)遙感遙測遙控、信息反饋無人值守站機房監(jiān)控和遠程維護(如服務器，交換機等)，其他無人值守點(如倉庫、辦公樓等)監(jiān)控、電力系統(tǒng)城市中壓電網(wǎng)實時監(jiān)控和自動補償、集團車輛調度與安排計算機增值服務等領域。正是基于以上考慮，本系統(tǒng)提出并設計了一種基于gprs網(wǎng)絡無線報警系統(tǒng)、運用它最具優(yōu)勢的短信功能，將采集的數(shù)據(jù)以短信的方式發(fā)送到用戶手機，實現(xiàn)對室內溫度實時監(jiān)控。系統(tǒng)采用

13、了微電子技術、計算機接口技術、傳感器技術、gprs通信等多項技術。設計要點是采用單片機技術進行數(shù)據(jù)采集和處理，對裝置進行控制，主機監(jiān)控系統(tǒng)軟件設計，單片機與gprs模塊的通信與控制，短消息編碼等設計內容。系統(tǒng)主要分為兩部分：報警模塊與數(shù)據(jù)采集模塊；然后再進行模塊劃分為主控模塊、gprs模塊、顯示模塊、溫度傳感器模塊5、時鐘模塊。引入模塊化設計思想，從而使系統(tǒng)整體更簡潔、完善。1.2.3 發(fā)展趨勢目前遠程數(shù)據(jù)傳輸方式主要有6：基于無線的遠程數(shù)據(jù)傳輸和基于有線的遠程數(shù)據(jù)傳輸。有線的遠程數(shù)據(jù)傳輸又主要包括：基于公用電話網(wǎng)絡的遠程數(shù)據(jù)傳輸、基于internet網(wǎng)絡的遠程數(shù)據(jù)傳輸、基于電力線載波的遠程數(shù)

14、據(jù)傳輸、基于專用線路的遠程數(shù)據(jù)傳輸和基于現(xiàn)場總線技術的遠程數(shù)據(jù)傳輸。基于無線的遠程數(shù)據(jù)傳輸方式主要有：藍牙監(jiān)控7、利用gsm的sms短消息業(yè)務實現(xiàn)遠程監(jiān)控、以及利用gprs網(wǎng)絡的無線遠程監(jiān)控。藍牙協(xié)議是一種較流行的短距離無線通信協(xié)議。它主要應用在短距離無線應用的場合，例如無線終端，醫(yī)療設備等。對于遠距離的數(shù)據(jù)傳輸是不適用的。gsm全名為：global system for mobile communications8，中文為全球移動通訊系統(tǒng)，是一種起源于歐洲的移動通信技術標準，是第二代移動通信技術，其開發(fā)目的是讓全球各地可以共同使用一個移動電話網(wǎng)絡標準，讓用戶使用一部手機就能行遍全球。sms是

15、短信息服務的簡稱，它通過gsm模塊發(fā)送和接收有限長度的文本信息。sms屬于gsm第一階段(phase 1)的標準。目前sms已經(jīng)被集成到了很多網(wǎng)絡標準中，不僅僅是在gsm網(wǎng)絡標準中，在其它移動網(wǎng)絡如cdma、tdma、phs等移動網(wǎng)絡都支持sms，這使得sms成為一項非常普及的移動數(shù)據(jù)業(yè)務。利用sms短消息業(yè)務實現(xiàn)遠程監(jiān)控有以下幾個優(yōu)點9-10：（1）收費低廉,不管是長途短途，每發(fā)送一條短信息僅0.1元，而且接收免費。（2）隨時隨地，而短信息用戶可以隨時隨地發(fā)送短信息，不用擔心對方是不是在服務區(qū)，只要設置了對方的號碼，就可以給對方發(fā)送短消息。（3）能夠承載多種數(shù)據(jù)，短信息有3種模式:塊模式、p

16、du模式和text模式。（4）能夠保障傳輸中的安全；短信息在發(fā)送之前，可以通過stk卡將信息加密后進行傳輸。在到達目的地后由接收者將信息解密，實現(xiàn)了點到點的信息安全保障。但同時gsm短信息業(yè)務也有較大的缺點：存在延遲，沒有達到真正的“實時”；傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量有限，sms的消息長度只有160個字節(jié)，對數(shù)據(jù)量較大的系統(tǒng)，只能分成幾條短信息進行傳輸，進一步增加了延遲時間。只是對于數(shù)據(jù)量較小、實時要求不高的監(jiān)控系統(tǒng)，sms的延遲才能夠在系統(tǒng)延遲允許的范圍內。隨著internet技術的推廣，ip技術在通信網(wǎng)絡中正占據(jù)著越來越重要的地位，己經(jīng)成為未來的發(fā)展方向。gprs在gsm的系統(tǒng)上解決了移動通信技術與ip

17、技術的結合11。由于gprs采用分組交換方式，它大大地提高了無線信道和核心網(wǎng)絡的使用效率。gprs理論上可提供高達171.2kbps的傳輸速率，這意味著通過便攜式電腦，gprs用戶能和isdn用戶一樣快速地上網(wǎng)瀏覽，同時也使一些對傳輸速率敏感的移動多媒體應用成為可能。gprs是gsm phase+2階段引入的內容。隨著通信技術的發(fā)展，gsm/gprs網(wǎng)絡通信以其更加低廉的價格和永遠在線的性能有著不可估量的發(fā)展前景。無論是2.5g還是3g，發(fā)展目標都是在更好的語音通信之外，向用戶提供豐富多彩的高速無線數(shù)據(jù)應用。由于gsm發(fā)展還不太成熟，覆蓋面不廣，利用gsm進行遠程數(shù)據(jù)傳輸還沒有發(fā)展起來，在這個

18、階段最常用的遠程數(shù)據(jù)傳輸方法是利用單片機的串行接口，通過專門布設的通訊電纜線加以實現(xiàn)，或者是利用現(xiàn)場總線技術實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸，但是這些方法傳輸距離有限，成本也比較高。隨著gsm網(wǎng)絡不斷的發(fā)展，開始出現(xiàn)了利用gsm網(wǎng)絡的sms短消息業(yè)務進行遠程數(shù)據(jù)傳輸，并且出現(xiàn)了利用internet網(wǎng)絡進行更廣范圍內的遠程數(shù)據(jù)傳輸12。由于gprs網(wǎng)絡的不斷發(fā)展和完善，特別是隨著嵌入式internet的不斷發(fā)展，一些像vxwork，psos，neculeus，window ce，linux等嵌入式操作系統(tǒng)的應用。像arm，powerpc，x86，c51、ip2022等等功能強大的cpu、網(wǎng)絡單片機和西門子公司s系列

19、gprs模塊的出現(xiàn)和推廣，使得利用gprs進行遠程數(shù)據(jù)傳輸已經(jīng)得到越來越廣泛的應用13。1.2.4 存在問題ds1820雖然具有測溫系統(tǒng)簡單、測溫精度高、連接方便、占用口線少等優(yōu)點，但在實際應用中也應注意較小的硬件開銷需要相對復雜的軟件進行補償，由于ds1820與微處理器間采用串行數(shù)據(jù)傳送，因此，在對ds1820進行讀寫編程時，必須嚴格的保證讀寫時序，否則將無法讀取測溫結果。在使用pl/m、c等高級語言進行系統(tǒng)程序設計時，對ds1820操作部分最好采用匯編語言實現(xiàn)。在使用gprs模塊14時，要注意如下問題：（1）通信協(xié)議較為復雜，入門有一定難度，不如無線專用簡單易用。（2）受公網(wǎng)業(yè)務開通狀況及

20、信號覆蓋范圍的影響較大，能否在某處使用，完全取決于運行商的系統(tǒng)建設情況。（3）運行費用較高，gprs是按流量計費，那樣通過網(wǎng)絡侵入的無用信息也會被計費。（4）實時性差，尤其是節(jié)假日系統(tǒng)的負荷會達到高峰（如短信、彩信成倍增長），系統(tǒng)及網(wǎng)絡堵塞嚴重，信息不暢，不能及時發(fā)送或收到有用信息。（5）系統(tǒng)安全性較差，由于gprs是通過互聯(lián)網(wǎng)發(fā)送數(shù)據(jù)，而目前的網(wǎng)絡安全性不高，越來越容易受到攻擊，造成癱瘓。1.3 課題主要研究內容本課題根據(jù)溫度監(jiān)測報警系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀，在gprs網(wǎng)絡技術的不斷發(fā)展的基礎上，研究并設計了基于gprs的室內溫度監(jiān)測報警系統(tǒng)，報警系統(tǒng)引入模塊化設計思想，從而使系統(tǒng)整體更簡潔、完善。本

21、課題需要研究的內容主要有以下幾個方面：（1）根據(jù)系統(tǒng)功能要求并且考慮產(chǎn)品的性價比，進行系統(tǒng)的整體方案設計。該方案采用模塊化設計方法，以方便系統(tǒng)的調試和用戶的使用。（2）系統(tǒng)硬件設計。包括芯片的選型、所選芯片的功能、芯片外圍電路的合理設計。主要內容有單片機的應用、gprs模塊的選擇、顯示模塊的設計、溫度傳感器模塊的設計、時鐘模塊的設計、鍵盤電路的設計和系統(tǒng)電源電路的設計。（3）系統(tǒng)軟件設計。主要包括系統(tǒng)主程序、中斷子程序、短信息發(fā)送程序、溫度采集程序、時鐘程序、顯示程序等。（4）系統(tǒng)整體電路調試、系統(tǒng)整體軟件調試、最后進行聯(lián)機調試。1.4 課題研究意義本課題研究的意義在于：（1）在溫度監(jiān)測報警器

22、領域，引入了網(wǎng)絡監(jiān)測系統(tǒng)理念，提出一種新的全方位室內安全解決方案，通過設計具有遠程監(jiān)控功能的通訊平臺，為室內監(jiān)測報警系統(tǒng)的無線網(wǎng)絡化發(fā)展提供了良好的應用基礎。（2）當室內處于常溫下，這個網(wǎng)絡報警系統(tǒng)能夠顯示室內實時溫度，當前的時間，日期和鬧鐘功能等。（3）利用較低的硬件環(huán)境完成較高的系統(tǒng)功能，為網(wǎng)絡式室內監(jiān)測報警系統(tǒng)市場探索出一條新路，為今后網(wǎng)絡式報警系統(tǒng)在國內的普及奠定了基礎。2 系統(tǒng)總體設計方案2.1 系統(tǒng)方案設計2.1.1 系統(tǒng)需求分析系統(tǒng)要設計成集數(shù)據(jù)采集、報警、用戶接收手機于一身的無線報警系統(tǒng)。該報警系統(tǒng)應具備如下特點： 報警模塊能夠通過按鍵設置采集模塊的參數(shù)、能夠接收采集模塊發(fā)送的

23、采集數(shù)據(jù)； 報警模塊能夠通過短消息將報警數(shù)據(jù)發(fā)給用戶接收手機； lcd液晶能顯示報警內容、報警時間以及室內采集到的溫度； 采集模塊能夠采集待采集點的數(shù)據(jù)； 用戶接收手機能夠隨時獲得采集模塊的當前采集數(shù)據(jù)； 斷電保護。斷電后，由備用電池給系統(tǒng)供電，保證系統(tǒng)能夠正常工作。通過上述來說本系統(tǒng)實現(xiàn)如下功能： 一般情況下系統(tǒng)實時顯示當時室內溫度； 當室內溫度超過我們設定的溫度值后，考慮有可能會產(chǎn)生危險，在第一時間向戶主手機進行遠程報警，提示戶主迅速采取措施或向警方報警，有效防止火災發(fā)生； 利用按鍵可設置溫度報警線和各種實時時間； 與上位機實時通信。2.1.2 系統(tǒng)工作原理本系統(tǒng)由硬件和軟件兩部分組成。硬

24、件主要由主控模塊、電源模塊、溫度采集模塊、時鐘模塊、顯示模塊及按鍵模塊，外擴gprs模塊等組成；系統(tǒng)具體功能由軟件實現(xiàn)。單元模塊功能如下：本系統(tǒng)以stc89c52單片機為控制核心，通過主控模塊控制其他模塊進行工作。數(shù)據(jù)采集模塊負責采集相關數(shù)據(jù)；報警模塊和gprs模塊能夠接收采集模塊所采集到的數(shù)據(jù)；接收模塊是帶有移動通信裝置的手機。顯示模塊能實時顯示當前室內采集到的溫度和時間；按鍵模塊可設置溫度報警線和各種實時時間；時鐘模塊是保證斷電后可保存時間數(shù)據(jù)。系統(tǒng)結構圖如圖2-1所示：單片機stc89c52顯示模塊報警模塊按鍵模塊溫度采集模塊電源模塊串口通信gprs模塊實時時鐘模塊圖 2-1 系統(tǒng)結構圖

25、其中數(shù)據(jù)采集模塊負責實時采集溫度數(shù)據(jù)，采集到的溫度數(shù)據(jù)傳輸?shù)絾纹瑱C，由單片機處理后的數(shù)據(jù)送顯示部分顯示。設置模塊可設置預定溫度，當檢測到的溫度高于設定溫度時，單片機控制gprs電路啟動發(fā)送短信到用戶手機，并發(fā)出報警聲；當檢測溫度低于設定溫度時，實時顯示當前室內溫度并作為室內電子鐘使用。2.2 系統(tǒng)硬件設計方案2.2.1系統(tǒng)主要模塊設計本系統(tǒng)要實現(xiàn)基于gprs的室內溫度監(jiān)測報警系統(tǒng)。根據(jù)設計要求，綜合本系統(tǒng)的特點及應用范圍提出以下幾方面的問題重點考慮。（1）主控模塊采用技術較為成熟的stc89c52單片機15，該芯片為宏晶公司生產(chǎn)的一種低功耗，高性能的微處理器。內含8k字/計數(shù)器等資源，全雙工串

26、行口，并具有低功耗空閑狀態(tài)以及掉電狀態(tài)。stc89c52單片機與工業(yè)80c5l產(chǎn)品指令和引腳完全兼容，能為眾多控制系統(tǒng)提供靈活、高效的解決方案。（2）gprs無線通信模塊系統(tǒng)中采用simcom公司的sim300 gprs 模塊。該模塊是simcom公司為嵌入式設備設計的gsm雙頻通信核心模塊sim300 gprs 模塊內含sim300sim卡座電源天線rs232接口，是可獨立使用的通訊終端。sim300支持標準的at指令集，上位機通過rs232接口，使用at指令集，即可實現(xiàn)數(shù)據(jù)撥號、收發(fā)短信等功能。該模塊需要一張己開通服務的電信運營商提供的sim卡，以通過gprs網(wǎng)絡實現(xiàn)遠程報警、定位。它內置

27、了tcp/ip協(xié)議，這樣更容易進行數(shù)據(jù)傳輸?shù)膽?6。（3）溫度采集模塊通過數(shù)據(jù)溫度傳感器ds18b20進行溫度采集和數(shù)據(jù)轉換，主控板能獲取室內當前狀態(tài)，如當前室內的溫度，時間等，判斷當前溫度是否超過我們所設置的溫度值，如果超過系統(tǒng)能實施相應的控制，并遠程無線報警。室內溫度的狀態(tài)信息可直接連入主控板cpu的i/o口，通過讀cpu對應的i/o口，獲取室內溫度的狀態(tài)。2.2.2 系統(tǒng)其它方案設計（1）按鍵方案方案一：采用獨立式鍵盤。獨立式鍵盤的優(yōu)點是連接電路簡單，編程容易。缺點是每一個按鍵均需要一根i/o口線，當鍵盤按鍵數(shù)量比較多時，需要的i/o口線也較多。方案二：采用矩陣式行列鍵盤。矩陣式鍵盤的

28、優(yōu)點是：當鍵盤按鍵數(shù)量比較多時，需要的i/o口線比較少。本設計，只需4個按鍵，所需鍵盤按鍵較少，不需用到鍵盤，繁復又浪費，故選用方案一。（2）電源方案方案一：采用家庭交流電源把交流220v降壓為單片機所需要的5v電源。將220v交流電經(jīng)變壓器轉換成9-15v的交流電，再經(jīng)7805電路整流成5v電源。本方案比較適合家庭用戶使用,也比較方便。方案二：用lm317將24v直流電轉換成5v直流電源。因直流穩(wěn)壓電源應用廣泛，在我的設想里，經(jīng)變壓器后得到9-15v的電壓，容易得到，較為常見，基于實際考慮，本設計選用方案一。（3）顯示方案方案一：led的亮度好，編程易實現(xiàn)。采用并行i/o接口端來驅動。方案二

29、：lcd有明顯的優(yōu)點：微功耗、尺寸小，超薄輕巧、顯示信息量大、字跡清晰、美觀、視覺舒適。采用lcd1602液晶顯示，它是工業(yè)字符型液晶，能夠同時顯示16x02即32個字符。本設計采用要實現(xiàn)室內溫度的實時顯示，并且顯示各種按鍵狀態(tài)變化下的參數(shù)，故采用lcd1602液晶顯示，可以顯示2行字符，每行16個字符，以達到設計要求，所以選擇方案二。2.3 系統(tǒng)軟件設計方案基于系統(tǒng)確定的硬件方案，軟件采用模塊化設計，應實現(xiàn)如下幾部分功能：（1）室內溫度狀態(tài)的檢測；（2）實時數(shù)據(jù)顯示；（3）短信的發(fā)送功能；（4）溫度數(shù)據(jù)的采集。由于系統(tǒng)控制較復雜，為了增強系統(tǒng)性能和簡化軟件開發(fā)，程序在keil c軟件編譯下完

30、成。3 系統(tǒng)硬件設計3.1 微處理器的硬件設計gprs無線報警的主機采用單片機為核心，實現(xiàn)系統(tǒng)所要求的各種功能設計。單片機就是將中央處理器(cpu)、隨機存儲器(ram)、只讀存儲器(rom)、定時/計數(shù)器及輸入輸出接口電路等計算機主要部件集成在一塊芯片上的微型控制器?，F(xiàn)在世界上已經(jīng)有很多大公司生產(chǎn)單片機，并且隨著超大規(guī)模集成電路的迅猛發(fā)展，單片機的功能也日漸強大，運算速度日益提高，但是根據(jù)報警系統(tǒng)實現(xiàn)的功能以及性價比，系統(tǒng)選用stc89c52單片機來構成系統(tǒng)的核心主機。3.1.1 stc89c52芯片介紹stc89c52單片機是一個低電壓，高性能，低功耗的cmos 8位單片機芯片，內含8k字

31、節(jié)的可反復擦寫的flash只讀程序存儲器和512字節(jié)的隨機存取數(shù)據(jù)存儲器(ram)。使用宏晶科技高密度非易失性存儲器技術制造，與工業(yè)80c51產(chǎn)品指令和引腳完全兼容。片上flash允許程序存儲器在系統(tǒng)可編程，亦適于常規(guī)編程器。stc89c52具有以下標準功能：8k字節(jié)flash，512字節(jié)ram，32位i/o口線，看門狗定時器，2個數(shù)據(jù)指針，三個16位定時器/計數(shù)器，8個中斷源、一個6向量2級中斷結構，全雙工串行口，片內晶振及時鐘電路。另外，stc89c52可降至0hz靜態(tài)邏輯操作，支持2種軟件可選擇節(jié)電模式?？臻e模式下，cpu停止工作，允許ram、定時器/計數(shù)器、串口、中斷繼續(xù)工作。掉電保護

32、方式下，ram內容被保存，振蕩器被凍結，單片機一切工作停止，直到下一個中斷或硬件復位為止。（1）stc89c52的主要特點如下： 增強型6時鐘/機器周期，12時鐘/機器周期 8051 cpu 工作電壓：5.5v-3.4v(5v單片機) 工作頻率范圍：0-80mhz 實際工作頻率可達48mhz 用戶應用程序空間：8k、100000次擦寫周期 片上集成512字節(jié) ram 通用i/o口（32/36個）、復位后為：p1/p2/p3/p4是準雙向口，弱上拉p0口是開漏輸出，作為總線擴展用時，不用加上拉電阻，作為i/o口用時，需加上拉電阻 isp(在系統(tǒng)可編程)/iap（在應用可編程），無需專用編程器/仿

33、真器可通過串口（p3.0/p3.1）直接下載用戶程序，8k程序3秒即可完成 eeprom功能 看門狗 共3個16位定時器/計數(shù)器，其中定時器0還可以當成2個8位定時器使用 外部中斷4路、8個中斷源，下降沿中斷或低電平觸發(fā)中斷，power down模式可由外部中斷低電平觸發(fā)中斷方式喚醒 通用異步串行口（uart），還可用定時器軟件實現(xiàn)多個uart 低功耗空閑和掉電模式、掉電后中斷可喚醒、雙數(shù)據(jù)指針、掉電標識符（2）stc89c52的管腳排列（如圖3-1）圖3-1 管腳圖3.1.2 單片機最小系統(tǒng)設計單片機最小系統(tǒng)是能滿足stc89c52單片機工作的最簡單電路，它由電源、晶體振蕩器、時鐘電路和復位

34、電路等構成。它是本系統(tǒng)的處理單元也是控制單元，負責信號處理、外設的接口與控制，同時它也是所有軟件的載體。本系統(tǒng)終端所采用的實時操作系統(tǒng)和所有的應用程序在調試成功后用keil c開發(fā)環(huán)境編譯成指定的可執(zhí)行的文件格式，通過串口下載到stc89c52芯片的內部或者外部ram存儲器中運行，進行硬件仿真；或者通過keil c開發(fā)環(huán)境把程序燒寫到stc89c52內的flash存儲器中以實現(xiàn)脫離系統(tǒng)獨立運行。單片機控制系統(tǒng)要工作就必須先達到單片機最小系統(tǒng)，單片機的最小系統(tǒng)是指用最少的元件組成的單片機可以工作的系統(tǒng)。對stc89c52單片機來說，晶振電路和復位電路便組成了一個最小系統(tǒng)。最小系統(tǒng)電路如圖3-2所

35、示。單片機的31（ea/vp）引腳為外部訪問控制引腳，當其為高電平時程序從內部地址開始讀取，串接一個460的電阻主要起限流作用。圖3-2 單片機最小系統(tǒng)電路圖（1）時鐘電路單片機工作的時間基準是由晶振電路提供的。在單片機的18（xtal1）和19（xtal2）兩個引腳間，接一只晶振及兩只電容就構成了單片機的晶振電路。時鐘電路如圖3-3所示。電路中的器件選擇可以通過計算和實驗確定，也可以參考一些典型電路的參數(shù)。電路中，電容c8和c9對晶振頻率有微調作用，通常的取值范圍為3010pf；石英晶體選擇12mhz。 圖3-3 時鐘電路（2）復位電路 復位是單片機的初始化操作，單片機在啟動運行時，都需要先

36、復位，它的作用是使cpu和系統(tǒng)中的其他部件都處于一個確定的初始狀態(tài)，并從這個狀態(tài)開始工作。stc89c52單片機的9（rst）引腳為主機提供一個外部復位信號輸入端口。復位信號是高電平有效，高電平有效的持續(xù)時間應為2個機器周期以上。復位以后，單片機內各部件恢復到初始狀態(tài)，單片機從rom的0000h開始執(zhí)行程序。單片機的整個復位電路包括芯片內、外兩部分，外部電路產(chǎn)生的復位信號通過復位引腳rst進入片內與片內的復位電路相連。單片機的外部復位電路有上電自動復位和按鍵復位兩種。上電復位要求接通電源后，自動實現(xiàn)復位操作。按鍵手動復位要求在電源接通的條件下，在單片機運行期間，用按鈕開關操作使單片機復位。本設

37、計采用手工復位，系統(tǒng)所用復位電路如圖3-4所示。當單片機己在運行之中時，按下復位鍵使rst引腳上出現(xiàn)高電平信號，從而實現(xiàn)上電且開關復位的操作。 圖3-4復位電路根據(jù)系統(tǒng)設計的需要，系統(tǒng)硬件部分的設計還包括以下幾部分：（1）按鍵電路：輸入電路由按鍵與cpu的p1.0p1.3構成； （2）實時時鐘電路：由dsl302與cpu的p3.3p3.5組成；（3）溫度采集電路：由dsl8b20與cpu的p0.7組成；（4）rs232通訊控制電路：由max232芯片與cpu的p3.0、p3.1組成：（5）gprs無線通信模塊電路：通過rs232串口通信與單片機串口進行通信 ；（6）液晶顯示電路：輸出電路由lc

38、d1602液晶屏與cpu的p2數(shù)據(jù)口構成，lcd1602的rs、rw、en分別與cpu的p0.0、p0.1、p0.2相連。系統(tǒng)硬件原理如圖3-5所示：圖3-5 系統(tǒng)硬件原理圖3.2 各模塊硬件設計3.2.1 系統(tǒng)電源模塊設計本系統(tǒng)stc89c52微處理器所需的正常工作電壓時+5v，外圍電路的工作電壓為+5v；而系統(tǒng)最終的電源供給來自220v的交流電。綜合考慮，該系統(tǒng)采用lm7805穩(wěn)壓芯片將220v交流電轉化為+5v的直流電。圖3-6 直流穩(wěn)壓電源電路如圖3-6，整個電源是通過變壓器把220v交流電轉換成9v交流電，通過整流橋把交流變成直流，最后通過穩(wěn)壓片7805把直流9v穩(wěn)壓到直流5v，來為

39、系統(tǒng)各個模塊供電。c1、c2 、c3、c4、分別為輸出端和輸入端濾波電容，r1為負載電阻。當輸出電流較大時，7805應配上散熱板。7805是一款單芯片集成電路的電壓轉換器，它有以下特點： 輸出電流超過1.5安培； 不需要外圍元件； 內部有過熱保護； 內部有短路限流電路； 輸出晶體管安全范圍補償； 輸出電壓允許2的誤差。通過框圖分析，該電路由四個部分組成，它們的功能分述如下：（1）電源變壓器它的任務是將電網(wǎng)電壓轉變成整流濾波電路所需要的交流壓，用來保證供電的穩(wěn)定性，防止電源系統(tǒng)的過壓與欠壓，有利于提高整個系統(tǒng)的可靠性。后級所接的集成三端穩(wěn)壓器lm7805的輸出電壓為+5v，如果變壓器輸出的電壓值

40、太大，會造成lm7805的功耗太大，溫度升高且浪費電能。而且如果大小超過它的輸入范圍，三端穩(wěn)壓器不能正常工作，失去穩(wěn)壓作用。（2）整流電路它的任務是將交流電壓變換成直流電壓。這里采用橋式整流電路來實現(xiàn)，即用四個二極管來組成。（3）濾波電路它的任務是將全波整流后的電壓通過電容濾波電路變成更平坦的直流電壓，其原理是利用電容的充、放電作用，使輸出電壓趨于平滑，減小脈動，提高整流的效果。（4）穩(wěn)壓電路它的任務是輸出滿足要求的恒定直流電壓，采用集成穩(wěn)壓電路三端固定輸出集成穩(wěn)壓lm7805，c4用來抵消輸入端接線較長時的電感效應，防止產(chǎn)生自激震蕩；c1是為了瞬時增減負載時，不致于引起輸出有較大的波動。3.

41、2.2 液晶顯示模塊設計本系統(tǒng)采用lcd1602液晶顯示，它是工業(yè)字符型液晶，能夠同時顯示16x02即32個字符。該顯示模塊體積小、功耗低、指令功能強、接口簡單方便適合本系統(tǒng)使用。1602液晶模塊內部的字符發(fā)生存儲器已經(jīng)存儲了160個不同的點陣字符圖形，這些字符有：阿拉伯數(shù)字、英文字母的大小寫和常用的符號等，每一個字符都有一個固定的代碼。（1）lcd1602 主要技術參數(shù)： 顯示容量：162 個字符 芯片工作電壓：4.55.5v 工作電流：2.0ma(5.0v) 模塊最佳工作電壓：5.0v 字符尺寸：2.954.35(wh)mm（2）引腳功能說明：1602lcd 采用標準的16 腳（帶背光）接

42、口，各引腳接口說明如表3-1所示。表3-1 引腳接口說明表編號符號引腳說明編號符號引腳說明1vss電源地9d2data i/o2vdd電源正極10d3data i/o3vl液晶顯示偏壓信號11d4data i/o4rs數(shù)據(jù)/命令選擇端（h/l）12d5data i/o5r/w讀/寫選擇端（h/l）13d6data i/o6e使能信號14d7data i/o7d0data i/o15bla背光源正極8d1data i/o16blk背光源負級（3）硬件顯示電路：接口方面:模塊有8條數(shù)據(jù)線，與微處理器的p2口相連，三條控制線與微處理器的p0.0、p0.1、p0.2相連，并通過其送入數(shù)據(jù)和指令，就可使

43、模塊正常工作。lcd1602模塊電路如圖3-7所示： 圖3-7 lcd1602顯示模塊電路3.2.3 串口通信模塊設計串行通信使用rs-232c標準，它本是美國電子工業(yè)協(xié)會的推薦標準，現(xiàn)在已在全世界范圍廣泛采用。它實際上是串行通信的總線標準。rs-232c標準(協(xié)議)的全稱是eia-rs-232c標準，其中eia(electronic industry association)代表美國電子工業(yè)協(xié)會，rs(recommend standard)代表推薦標準，232是標識號，c代表rs232的最新一次修改(1969)。串行通信可以分為同步及異步兩種模式。同步通信的兩端使用同步信號作為通信的依據(jù)，而

44、異步則使用起始位及停止位作為通信的判斷。目前采用異步傳輸模式較為普遍，異步傳輸只要9支引腳就足夠了。如果要采用同步傳輸，則需要25支引腳。引腳：（1）cd載波檢測：（2）rxd接收字符；（3）txd發(fā)送字符；（4）dtr數(shù)據(jù)端備妥；（5）gnd接地：（6）dsr數(shù)據(jù)備妥；（7）rts要求發(fā)送：（8）cts清除以接收；（9）ri響鈴檢測。rs-232的每支引腳都有其功能和信號流動的方向。最初的rs-232設計是用來連接調制解調器的，正因如此，它的引腳意義通常和調制解調器的傳輸有關。以下是9支引腳的相關說明。rs-232引腳如圖3-8所示。圖3-8 rs-232管腳圖課題中采用的芯片是maxim公

45、司的max232芯片來完成ttl與eia雙向電平的轉換。stc89c52單片機只提供了一個串口，串口通信接口如圖3-9所示。該電路采用了符合rs-232標準的驅動芯片max232，進行串行通信。max232芯片功耗低、集成度高，+5v供電，具有兩個接收和發(fā)送通道。由于stc89c52采用+5v供電，所以在max232與stc89c52之間加了ti公司提供的典型電平匹配電路。圖3-9 stc89c52與max232接口電路其中max232的主要性能參數(shù)如下：（1）單5v電源工作。（2）tm工藝技術。（3）兩個驅動器及兩個接收器。（4）30v輸入電平。（5）低電源電流，典型值是8ma。（6）可與m

46、axim公司的max232互換。3.2.4 溫度采集模塊設計3.2.4.1 ds18b20單總線數(shù)字式溫度傳感器概述ds18b20是美國dallas公司生產(chǎn)的單線數(shù)字式溫度計芯片，它具有結構簡單，不需外接元件，采用一根i/o數(shù)據(jù)線既可供電又可傳輸數(shù)據(jù)、并可由用戶設置溫度報警界限等特點。能在現(xiàn)場采集溫度數(shù)據(jù)，并將溫度數(shù)據(jù)直接轉換成數(shù)字量輸出。ds18b20是ds1820的改進型產(chǎn)品，該產(chǎn)品具有比ds1820更好的性能，目前，該產(chǎn)品已成為ds1820的替代品而在溫控系統(tǒng)中得到廣泛的應用。它采用單根信號線既傳輸時鐘又傳輸數(shù)據(jù)，而且數(shù)據(jù)的傳輸是雙向的。它具有節(jié)省i/o口線資源，結構簡單，成本低廉，便于

47、總線擴展和維護等優(yōu)點，適用于單個主機系統(tǒng)，能夠控制一個或多個測控點。3.2.4.2 ds18b20的性能特點ds18b20主要具有以下的性能特點17： ds18b20提供912位的溫度測量精度（包括一位符號位），并可由編程決定具體位數(shù)； ds18b20具有較寬的溫度測量范圍，為-55+125，在-10+85范圍內，ds18b20具有0.5的精度，增量值最小為0.0625； ds18b20響應迅速，信號轉換時間短，抗干擾能力強，使用時無需標定或調試； ds18b20可以采用單獨的電源供電，供電范圍為3.5v5.5v，也可以采用信號線寄生供電，這時就無需額外的電源供電； 每個ds18b20具有唯一

48、的64位序列碼，可使多個ds18b20在單個總線上工作； 數(shù)字信號輸出，不需要信號放大和a/d轉換等外圍電路； 具有獨特的單總線接口方式，ds18b2o在與微處理器連接時僅需一條i/o口線； 用戶可自行設定非易失溫度報警上下限值th和tl，ds18b20在完成溫度轉換后，所測得的溫度值將自動貯存在th和tl內的觸發(fā)值相比較，如果測溫結果高于th或低于tl，ds18b20內部的警告標志就會被置位，表示溫度值超出了測量范圍，同時還有報警搜索命令可以識別出溫度超限的ds1sb20。3.2.4.3 ds18b20的引腳、工作過程和測溫原理（1）ds18b20的引腳ds18b20采用3腳to-92封裝或

49、8腳soic封裝。3腳to-92封裝形式和器件如圖3-10所示，器件只有3根外部引腳，其中vdd和gnd為電源引腳，另一根dq線則用作i/o總線，因此稱為一線式數(shù)據(jù)總線。圖3-10 to-92封裝(ds18b20)其中gnd接地；dq數(shù)據(jù)輸入輸出。漏極開路單線接口。也在寄生電源模式時給設備提供電源；vdd可選的電源電壓腳。vdd在寄生電源模式時必須接地。（2）ds18b20的工作過程ds18b20獲得溫度信息的操作順序，亦即外部微控制器經(jīng)過單線接口訪問ds 18b20的步驟如下18： 初始化命令，由單片機發(fā)一復位脈沖，ds18b20送出存在脈沖； 令rom操作命令，有讀rom、匹配rom、搜索

50、rom、跳過rom及告警搜索等； 存儲器操作命令，有讀、寫、復制暫存存儲器及重調非易失性存儲器等； 溫度變換命令。（3）ds18b20的測溫原理ds18b20的溫度傳感器是通過溫度對振蕩器的頻率影響來測量溫度的。如圖3-11所示。ds18b20內部有兩個不同溫度系數(shù)的振蕩器。低溫系數(shù)振蕩器輸出的時鐘脈沖信號通過由高溫系數(shù)振蕩器產(chǎn)生的門開通周期而被記數(shù)，通過該計數(shù)值來測量溫度。計數(shù)器被預置為與-55對應的一個基數(shù)值，如果計數(shù)器在高溫系數(shù)振蕩器輸出的門周期結束前計數(shù)到零，表示測量的溫度高于-55，被預置在-55的溫度寄存器的值就增加1，同時為了補償和修正溫度振蕩器的非線性，計數(shù)器被斜率累加器所置定

51、的值進行預置，時鐘再次使計數(shù)器計數(shù)直至零，如果開門通時間仍未結束，那么重復此過程，直到高溫度系數(shù)振蕩器的門周期結束為止。這時寄存器中的值就是被測的溫度值。這個值以16位二進制補碼的形式存放在便箋式存儲器中。溫度值由主機發(fā)出讀存儲器命令讀出，經(jīng)過取補和十進制轉換，得到實測的溫度值。圖3-11 ds18b20測溫原理圖。斜率累加器預置低溫度系數(shù)震蕩器高溫度系數(shù)震蕩器計數(shù)器=0溫度寄存器=0預置計數(shù)器比較器+1停止+1圖3-11 ds18b20測溫原理3.2.4.4 溫度采集電路從上面分析知道ds18b20的基本特性，所以本系統(tǒng)采用ds18b20的vcc引腳接+5v電源，gnd接地，dq接單片機st

52、c89c52的p0.7引腳。溫度采集電路如圖3-12所示：圖3-12 溫度采集電路3.2.5 時鐘電路模塊設計3.2.5.1 dsl302芯片介紹dsl302是dallas公司推出的涓流充電時鐘芯片內含有一個實時時鐘/日歷和3l字節(jié)靜態(tài)ram，通過簡單的串行接口與單片機進行通信。實時時鐘/日歷電路提供秒、分、時、日、日期、月、年的信息，每月的天數(shù)和閏年的天數(shù)可自動調整，時鐘操作可通過am/pm指示決定采用24或12小時格式。dsl302與單片機之間能簡單地采用同步串行的方式進行通信，僅需用到三個口線：(1)res(復位)，(2)i/o(數(shù)據(jù)線)，(3)sclk(串行時鐘)。時鐘ram的讀/寫數(shù)

53、據(jù)以一個字節(jié)或多達31個字節(jié)的字符組方式通信。dsl302作時功耗很低保持數(shù)據(jù)和時鐘信息時功率小于lmw。3.2.5.2 dsl302引腳功能及結構ds1302的引腳排列,其中vcc1為后備電源，vcc2為主電源。在主電源關閉的情況下，也能保持時鐘的連續(xù)運行。ds1302由vcc1或vcc2兩者中的較大者供電。當vcc2大于vcc10.2v時，vcc2給ds1302供電。當vcc2小于vcc1時，ds1302由vcc1供電。x1和x2是振蕩源，外接32.768khz晶振。rst是復位/片選線，通過把rst輸入驅動置高電平來啟動所有的數(shù)據(jù)傳送。rst輸入有兩種功能：首先，rst接通控制邏輯，允許

54、地址/命令序列送入移位寄存器；其次，rst提供終止單字節(jié)或多字節(jié)數(shù)據(jù)的傳送手段。當rst為高電平時，所有的數(shù)據(jù)傳送被初始化，允許對ds1302進行操作。如果在傳送過程中rst置為低電平，則會終止此次數(shù)據(jù)傳送，i/o引腳變?yōu)楦咦钁B(tài)。上電運行時，在vcc2.0v之前，rst必須保持低電平。只有在sclk為低電平時，才能將rst置為高電平。i/o為串行數(shù)據(jù)輸入輸出端(雙向)， sclk為時鐘輸入端。圖3-13為ds1302的引腳功能圖： 圖3-13 ds1302芯片管腳圖3.2.5.3 時鐘電路（1）時間顯示系統(tǒng)設計該時鐘電路19，主要用于報警主機的時鐘顯示，時鐘晶振采用32.768khz，提供3.

55、6v的備用電池，一旦外部電源中斷。系統(tǒng)由該備用電池保證時鐘正常運行。圖3-14 時鐘電路圖：圖3-14時鐘電路圖（2）時間處理(鬧鐘，定時，備忘錄)同時，可作為住戶的鬧鐘提醒，事件定時，信息備忘。并為事件查詢提供時鐘。3.2.6 鍵盤輸入模塊設計本系統(tǒng)能夠實時顯示溫度和時間并能對溫度和時間進行調整。系統(tǒng)采用按鍵控制方法，可根據(jù)用戶需要自行設置溫度和時間，要實現(xiàn)這些功能，可以接入鍵盤輸入電路。在單片機組成的測控系統(tǒng)及智能化儀器中，鍵盤結構可以分為獨立式鍵盤和矩陣式鍵盤兩類。在本系統(tǒng)中只需要4個按鍵，因此選擇獨立式鍵盤。鍵盤在單片機應用系統(tǒng)中是一個關鍵部件，它能實現(xiàn)向單片機輸入數(shù)據(jù)、傳送命令等功能

56、，是人機對話不可缺少的輸入方式之一。本報警器一共設了4個功能鍵，分別是：狀態(tài)改變鍵、加1鍵、減1鍵、返回鍵。在電路中，4鍵分別與單片機直接p1.0p1.3相連，均為低電平有效。其電路如圖3-15所示：圖3-15 按鍵電路通過該鍵盤控制電路的四個按鍵，第一個鍵key用來對系統(tǒng)狀態(tài)的改變，當鍵按下時一直在進行系統(tǒng)時間、溫度等狀態(tài)的轉換。若第一鍵按下，則第二、三個鍵起作用，第二個鍵key1每按下一次，數(shù)值加一。第三個鍵key2每按下一次，數(shù)值減一；若第一鍵沒有按下，二、三鍵不起作用；第四鍵keyback為返回操作。為了保證正確檢測哪個鍵被按下，當按鍵按下后延時再判斷鍵號，就可以消除鍵盤機械抖動的影響20。在按鍵處理程序中，先識別鍵碼，然后根據(jù)鍵碼