基于TC35i模塊的短信報警系統(tǒng)課程設計報告

1、電子信息工程學院課程設計報告課程名稱： 單片機原理及應用 設計題目： 基于tc35i模塊的短信報警系統(tǒng) 專 業(yè)： 通 信 工 程 班 級： 學生姓名： 學 號： 起止日期： 2 指導教師： 指導教師評語： 最終成績： 指導教師簽名： 年 月 日成績評定項 目權 重成 績1、設計過程中的學習態(tài)度0.22、課程設計的質(zhì)量及答辯0.53、設計報告書規(guī)范程度0.34、總成績 目 錄 摘要11.設計任務與要求22.整體構(gòu)思22.1主要模塊介紹22.2 系統(tǒng)總體設計思路42.3 系統(tǒng)方案設計52.4 51系列單片機簡介63.具體實現(xiàn)73.1 電源電路設計73.2 時鐘電路的設計83.3 復位電路的設計94

2、.軟件設計104.1 軟件的程序?qū)崿F(xiàn)104.3 中斷服務程序工作流程圖114.4 報警電路流程圖114.5 信號采集電路流程圖125.設計總結(jié)14 基于tc35i模塊的短信報警系統(tǒng)摘要:隨著信息、電子、控制、通信等技術的迅速發(fā)展，健康、安全、舒適、便捷的生活品質(zhì)成為人們的迫切需要。家庭安全隱患隨之增多，傳統(tǒng)的安全防范措施已無法適應現(xiàn)代化社會的需求。因此我們可以建立了一個基于gsm網(wǎng)絡及短信息平臺上的家庭安防系統(tǒng)，可以打電話發(fā)短信還可以通過傳感器實現(xiàn)遠程的報警系統(tǒng)，設計中采用了stc89c52單片機系統(tǒng)、無線gsm短信模塊tc35i。該系統(tǒng)性價比高，硬件結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)也很簡單，未來發(fā)展前景很好。關鍵字

3、：gsm tc35i 短信報警 stc89c521. 設計任務與要求 (1)該設計包括硬件和軟件設計兩個部分。模塊劃分為數(shù)據(jù)采集、單片機控制、gsm電話短信及報警等模塊子函數(shù)。(2)本紅外線防盜報警系統(tǒng)由熱釋電紅外傳感器、單片機控制電路、gsm短信模塊及相關的控制管理軟件組成。用戶終端完成信息采集、處理、數(shù)據(jù)傳送、功能設定、報警信息告知用戶等功能。終端由中央處理器、輸入模塊、輸出模塊、通信模塊等部分組成。(3)系統(tǒng)可實現(xiàn)功能。當人員外出時，可把報警系統(tǒng)設置在外出布防狀態(tài)，探測器工作起來,當有人闖入時，熱釋電紅外傳感器將探測到動作，設置在監(jiān)測點上的紅外探頭將人體輻射的紅外光譜變換成電信號，經(jīng)放大

4、電路、比較電路送至門限開關，打開門限閥門送出ttl 電平至89c52單片機，經(jīng)單片機處理運算后驅(qū)動執(zhí)行短信報警電路使gsm模塊，向用戶發(fā)送短信息實現(xiàn)遠程防盜報警功能。2.整體構(gòu)思本系統(tǒng)通過主要模塊采用的是80c52單片機和tc35i gsm模塊，通過單片機向gsm發(fā)送一系列的指令集來完成打電話發(fā)短信的功能，再通過紅外傳感器，可以實現(xiàn)遠程報警系統(tǒng)。2.1主要模塊介紹tc35i新版西門子工業(yè)gsm模塊是一個支持中文短信息的工業(yè)級gsm模塊,工作在egsm900和gsm1800雙頻段,電源范圍為直流3.34.8v ,電流消耗休眠狀態(tài)為3.5ma，空閑狀態(tài)為25ma，發(fā)射狀態(tài)為300ma(平均)，2.

5、5a峰值；可傳輸語音和數(shù)據(jù)信號, 功耗在egsm900(4類)和gsm1800(1類)分別為2w和1w ,通過接口連接器和天線連接器分別連接sim卡讀卡器和天線。sim電壓為3v/1.8v，tc35i的數(shù)據(jù)接口(cmos電平)通過at命令可雙向傳輸指令和數(shù)據(jù),可選波特率為300b/s115kb/s , 自動波特率為1.2kb/s115kb/s。它支持text和pdu格式的sms(short message service,短消息),可通過at命令或關斷信號實現(xiàn)重啟和故障恢復，中文資料如下：tc35i由供電模塊(asic)、閃存、zif連接器、天線接口等6部分組成。作為tc35i的核心基帶處理器

6、主要處理gsm終端內(nèi)的語音和數(shù)據(jù)信號，并涵蓋了蜂窩射頻設備中的所有模擬和數(shù)字功能。 tc35i模塊有40個引腳，通過一個zif(zero insertion force，零阻力插座)連接器引出。這40個引腳可以劃分為5類，即電源、數(shù)據(jù)輸入/輸出、sim卡、音頻接口和控制。 tc35i的第15引腳是正電源輸入腳通常推薦值4.2v，第610引腳是電源地。11、12為充電引腳，可以外接鋰電池，13為對外輸出電壓(共外電路使用)，14為accu-temp接負溫度系數(shù)的熱敏電阻，用于鋰電池充電保護控制。15腳是啟動腳igt，系統(tǒng)加電后為使tc35i進入工作狀態(tài),必須給igt加一個大于100ms的低脈沖,

7、電平下降持續(xù)時間不可超過1ms。1623為數(shù)據(jù)輸入/輸出，分別為dsr0、ring0、rxd0、txd0、cts0、rts0、dtr0 和dcd0。tc35i模塊的數(shù)據(jù)輸入/輸出接口實際上是一個串行異步收發(fā)器，符合itu-t rs232接口標準。它有固定的參數(shù)：8位數(shù)據(jù)位和1位停止位，無校驗位，波特率在300bps115kbps之間可選，默認9600。硬件握手信號用rts0/cts0，軟件流量控制用xon/xoff，cmos電平，支持標準的at命令集。其中18腳rxd0、19腳txd0為ttl的串口通訊腳，需要和單片機或者pc通訊。tc35i使用外接式sim卡, 2429為sim卡引腳，sim

8、卡同tc35i是這樣連接的:sim上的ccrst、ccio、cccl、ccvcc和ccgnd通過sim卡閱讀器與tc35i的同名端直接相連，zif連接座的ccin引腳用來檢測sim卡是否插好，如果連接正確，則ccin引腳輸出高電平，否則為低電平。tc35i的第32腳sync引腳有兩種工作模式，一種是指示發(fā)射狀態(tài)時的功率增長情況，另一種是指示tc35i的工作狀態(tài)，可用at命令at+sync進行切換，本模塊使用的是后一種。當led熄滅時,表明tc35i處于關閉或睡眠狀態(tài)；當led為600 ms亮/600ms熄時，表明sim卡沒有插入或tc35i正在進行網(wǎng)絡登錄；當led為75 ms亮/3s熄時，表

9、明tc35i已登錄進網(wǎng)絡，處于待機狀態(tài)。30、31、32腳為控制腳，其中30為rtc backup，31為power down，32 為sync。3538為語音接口，35、36接揚聲器放音。37、38可以直接接駐極體話筒來采集聲音（37是話筒正端，39是話筒負端）。模塊的供電電壓如果低于3.3v會自動關機。同時模塊在在發(fā)射時，電流峰值可高達2a。同時在此電流峰值時，電源電壓（送入模塊的電壓）下降值不能超過0.4v。所以該模塊對電源的要求較高，電源的內(nèi)阻+ffc聯(lián)接線的電阻必需小于200m。單片機通過兩根i/o口控制tc35的開關機、復位等，通過串口與tc35進行數(shù)據(jù)通信，通信速率為9600kb

10、ps，采用8位異步通訊方式，1位起始位，8位數(shù)據(jù)位，1位停止位。tc35模塊輸入輸出的ttl正電平邏輯不是+5v，而是+2.9v，因此必要時加端口保護。2.2 系統(tǒng)總體設計思路 基于gsm短信模塊的家庭防盜報警系統(tǒng)組成如圖2.1所示。該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)組成為前端探測器（熱釋電紅外探測器）、單片機控制器、gsm短信模塊、用戶終端。圖2.1基于gsm短信模塊的家庭防盜報警系統(tǒng)本系統(tǒng)由五路熱釋電紅外探測器采集五路（門、窗、陽臺等報警監(jiān)測點）報警信號，將報警信號送入89c52控制芯片，控制觸發(fā)gsm短信模塊向用戶發(fā)送防盜報警信息，從而實現(xiàn)家庭用防盜報警系統(tǒng)的功能?；竟ぷ髟砣缦?利用被動式熱釋電型紅外傳感器

11、檢測人體輻射的紅外線，當檢測到紅外信號變化時，將其轉(zhuǎn)化為微弱的電信號，經(jīng)過信號處理電路對電信號進行濾波、放大、比較、輸出高電平作為告警信息送給mcu，mcu判斷是否報警，如果滿足報警條件，就會發(fā)出控制信號，通過串行通信接口rs232，控制gsm短信模塊給用戶發(fā)短信息，實現(xiàn)防盜報警。2.3 系統(tǒng)方案設計本設計包括硬件和軟件設計兩個部分。模塊劃分為數(shù)據(jù)采集、單片機控制、gsm短信模塊報警等子模塊。電路結(jié)構(gòu)可劃分為：熱釋電紅外傳感器、單片機控制電路、gsm短信模塊及相關的控制管理軟件組成。用戶終端完成信息采集、處理、數(shù)據(jù)傳送、短信報警等功能。就此設計的核心模塊來說，單片機就是設計的中心單元，所以此系

12、統(tǒng)也是單片機應用系統(tǒng)的一種應用。單片機應用系統(tǒng)也是有硬件和軟件組成。硬件包括單片機、輸入/輸出設備、以及外圍應用電路等組成的系統(tǒng)，軟件是各種工作程序的總稱。單片機應用系統(tǒng)的研制過程包括總體設計、硬件設計、軟件設計等幾個階段。從設計的要求來分析該設計須包含如下結(jié)構(gòu)：熱釋電紅外傳感探頭電路、報警電路、單片機、復位電路、gsm短信模塊及相關的控制管理軟件組成；它們之間的構(gòu)成框圖如圖2.2總體設計框圖所示：復位電路信號處理電路傳感器189c52單片機 用戶終端（移動電話）. . . . . .gsm網(wǎng)絡串口通信gsm短信模塊傳感器5時鐘電路圖2.2 總體設計框圖 處理器采用51系列單片機89c52。整

13、個系統(tǒng)是在系統(tǒng)軟件控制下工作的。設置在監(jiān)測點上的紅外探頭將人體輻射的紅外光譜變換成電信號，經(jīng)放大電路、比較電路送至門限開關，打開門限閥門送出ttl 電平至51單片機。在單片機內(nèi)，經(jīng)軟件查詢、識別判決等環(huán)節(jié)實時發(fā)出入侵報警狀態(tài)控制信號。驅(qū)動電路將控制信號放大并推動gsm模塊向事先設定好的用戶發(fā)送報警信息，從而實現(xiàn)相應報警功能。當報警延遲10s一段時間后自動解除，也可人工手動解除報警信號，當警情消除后復位電路使系統(tǒng)復位。2.4 51系列單片機簡介stc89c52單片機共有共40條引腳，分為端口、控制、電源三類：(1) 端口線：4個8位端口共32條引腳，用于傳輸數(shù)據(jù)、地址、控制、狀態(tài)等信息。p0口（

14、p0.0p0.7）：多功能端口，用于傳輸數(shù)據(jù)、地址。p0口在傳輸數(shù)據(jù)信息時，輸入帶緩沖、輸出帶鎖存，使用非常方便。p1口（p1.0p1.7）：單功能端口，用于數(shù)據(jù)輸入/輸出傳輸。p2口（p2.0p2.7）：多功能端口，用于傳輸?shù)刂沸畔⒒蜃鳛槠胀╥/o端口。p3口（p3.0p3.7）：多功能端口，用于傳輸控制信息或作為普通i/o端口。傳輸控制信息時：p3.0：rxd，串口輸入p3.1：txd，串口數(shù)出p3.2：int0，外部中斷0輸入p3.3：int1，外部中斷1輸入p3.4：t0，計數(shù)器0輸入p3.5：t1，計數(shù)器1輸入p3.6：wr，“寫”控制信號線p3.7：rd，“讀”控制信號線(2) 電

15、源線：共2條，vcc、vss(gnd)。(3) 控制線：共6條，傳送控制信號。ale：地址鎖存，用于區(qū)分在多功能端口傳送的數(shù)據(jù)/地址信息，ale=0/1：數(shù)據(jù)/地址。ea：允許訪問外程序存儲器。ea=0/1：片外/片內(nèi)存儲器有效。psen：片外rom選通。rst：芯片復位線。xtal1、xtal2：外接石英晶體輸入線。圖2.3為stc89c52單片機的引腳圖：圖2.3stc89c52單片機引腳結(jié)構(gòu)3.具體實現(xiàn)3.1 電源電路設計電源電路的功能介紹：此電路在整個設計中起著很重要的作用，是提供器械運轉(zhuǎn)的原動力。此電源為直流穩(wěn)壓電源包括降壓、整流、濾波、穩(wěn)壓三部分，最終將電網(wǎng)中220v的交流電壓轉(zhuǎn)換

16、為5v的直流電壓提供給后面的工作電路。在整個電路中電源部分起到重要的作用，如果電源部分不能實現(xiàn)整個電路都不能運行。（1）電源變壓器：是降壓變壓器，它將電網(wǎng)220v交流電壓變換成較低的交流電壓，并送給整流電路，變壓器的變比由變壓器的副邊電壓確定。變壓器副邊與原邊的功率比為p2/ p1=，式中是變壓器的效率。在本電源電路中取的數(shù)值為22，故降壓后副邊電壓值為10v。（2）整流電路：利用d1d4 4個二極管組成的一個橋式整流電路，將50hz的正弦交流電轉(zhuǎn)化成脈動的直流電。整流后的電壓約為9v。（3）濾波電路：可以將整流電路輸出電壓中的交流成分大部分通過c101加以濾除，從而得到比較平滑的直流電壓。（

17、4）穩(wěn)壓電路：芯片7805穩(wěn)壓電路的功能是使輸出的直流電壓穩(wěn)定，不隨交流電網(wǎng)電壓波動和負載電阻的變化而變化。本穩(wěn)壓電源可作為ttl電路或單片機電路的電源。三端穩(wěn)壓器，主要有兩種，一種輸出電壓是固定的，稱為固定輸出三端穩(wěn)壓器，另一種輸出電壓是可調(diào)的，稱為可調(diào)輸出三端穩(wěn)太器，其基本原理相同，均采用串聯(lián)型穩(wěn)壓電路。在線性集成穩(wěn)壓器中，由于三端穩(wěn)壓器只有三個引出端子，具有外接元件少，使用方便，性能穩(wěn)定，價格低廉等優(yōu)點，因而得到廣泛應用。三端穩(wěn)壓器，主要有兩種，一種輸出電壓是固定的，稱為固定輸出三端穩(wěn)壓器，另一種輸出電壓是可調(diào)的，稱為可調(diào)輸也三端穩(wěn)太器，其基本原理相同，均采用串聯(lián)型穩(wěn)壓電路。 lm780

18、5簡介：lm7805是常用的三段穩(wěn)壓器，一般使用的是to-220封裝，能提供dc 5v的輸出電壓，應用范圍廣，內(nèi)含過流和過載保護電路。圖3.1 直流穩(wěn)壓電源電路3.2 時鐘電路的設計xtal1和xtal2分別為反向放大器的輸入和輸出。該反向放大器可以配置為片內(nèi)振蕩器。石晶振蕩和陶瓷振蕩均可采用。如采用外部時鐘源驅(qū)動器件，xtal2應不接。因為一個機器周期含有6個狀態(tài)周期，而每個狀態(tài)周期為2個振蕩周期，所以一個機器周期共有12個振蕩周期，如果外接石英晶體振蕩器的振蕩頻率為12mhz，一個振蕩周期為1/12us，故而一個機器周期為1us。圖3-6為時鐘電路。圖3.2 時鐘電路圖3.3 復位電路的設

19、計復位方法一般有上電自動復位和外部按鍵手動復位，單片機在時鐘電路工作以后, 在reset端持續(xù)給出2個機器周期的高電平時就可以完成復位操作。例如使用晶振頻率為12mhz時，則復位信號持續(xù)時間應不小于2us。本設計采用的是外部手動按鍵復位電路。圖3-7為復位電路。圖3.3復位電路圖4.軟件設計4.1 軟件的程序?qū)崿F(xiàn)整個系統(tǒng)的功能是由硬件電路配合軟件來實現(xiàn)的，當硬件基本定型后，軟件的相應子程序模塊就大體定下來了。從軟件的功能不同可分為兩大類：一是監(jiān)控軟件（主程序），它是整個控制系統(tǒng)的核心，專門用來協(xié)調(diào)各執(zhí)行模塊和操作者的關系。二是執(zhí)行軟件（子程序），它是用來完成各種實質(zhì)性的功能如測量、計算、顯示、

20、通訊等。每一個執(zhí)行軟件也就是一個小的功能執(zhí)行模塊。下面分別說明各個子程序的編寫原理：短信報警子程序：當搜索到報警要求的信號后，調(diào)用報警子程序即可完成報警功能。串行口通信子程序：單片機和微機進行通信時，首先要設置串行口的波特率為9600,1位停止位，無奇偶校驗。串口通信程序可以采用查詢和中斷方式，由于單片機發(fā)送子程序的查詢和中斷方式的資源占用是一樣的，故發(fā)送采用查詢，接收子程序采用中斷。4.2 主程序工作流程圖 圖4.1 主程序工作流程圖4.3 中斷服務程序工作流程圖本主程序?qū)崿F(xiàn)的功能是：當單片機檢測到外部熱釋電傳感器送來的脈沖信號后，表示有人闖入監(jiān)控區(qū)，從而經(jīng)過單片機內(nèi)部程序處理后，驅(qū)動短信模

21、塊報警電路開始報警，報警持續(xù)10秒鐘后自動停止報警,然后程序開始循環(huán)工作，檢測是否還有下次觸發(fā)信號，等待報警從而使報警器進入連續(xù)工作狀態(tài)。同時，利用中斷方式可以實現(xiàn)報警持續(xù)時間未到10秒時，用手工按鍵停止短信報警的作用。手工按鍵停止報警中斷服務程序工作流程圖，如下圖4-2所示；中斷源發(fā)出中斷請求中斷返回恢復現(xiàn)場、開中斷int0端有輸入信號關閉短信報警關中斷、保護現(xiàn)場圖4.2 中斷服務程序工作流程圖4.4 報警電路流程圖報警電路控制端由單片機的p2.0端來完成，高電平有效。當p2.0輸出高電平時，npn三極管導通，驅(qū)動gsm模塊發(fā)送防盜報警短信。短信報警電路流程圖如下圖4-3所示：開始初始化 p

22、2.0是否為高電平 否 是電路啟動短信報警模塊報警結(jié)束 圖4.3 報警電路流程圖4.5 信號采集電路流程圖本設計需要采集五路報警信號（門、窗、陽臺等報經(jīng)檢測點），設計中采用了熱釋電紅外傳感器進行輸入信號的采集。圖4-4為信號采集流程圖。開始 初始化采集完畢？信號采集結(jié)束單片機int0口數(shù)據(jù)采集信號經(jīng)處理輸出高電平盜賊入侵？ 否 是 否 是圖4.4 信號采集電路流程圖程序如下：/*gsm測試程序2 撥打電話 掛斷電話 接聽電話 發(fā)送英文短信 發(fā)送中文短信 /*以下是正在撥打電話號碼信息*/uchar code calllcddata1=calling phone.;uchar code call

23、lcddata2=num: ;/*以下是發(fā)送短息內(nèi)容信息*/uchar code writecalldatalcddata1= wirte content ;uchar code writecalldatalcddata2=dat: ;/*以下是正在發(fā)送短信等待信息*/uchar code sendmessagewaitlcddata1= sending message;uchar code sendmessagewaitlcddata2= waiting please ;/*以下是短信已發(fā)送提示信息*/uchar code sendmessageoklcddata1=message has been;uchar code sendmessageoklcddata2= sent ok ;uchar code checkphonenumberdata1= calling number ;uc