基于GPRS的停車場計數(shù)器設(shè)計論文

1、學(xué)士學(xué)位畢業(yè)設(shè)計（論文）基于GPRS的停車場計時器學(xué)生姓名：指導(dǎo)教師：所在學(xué)院：信息技術(shù)學(xué)院專 業(yè)：電子信息工程中國·大慶2014 年 6 月黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文）任務(wù)書學(xué)生姓名所在班級導(dǎo)師姓名導(dǎo)師職稱論文題目基于GPRS的停車場計時器題目分類ÖÖ1應(yīng)用與非應(yīng)用類：工程 科研 教學(xué)建設(shè) 理論分析模擬2軟件與軟硬結(jié)合類：軟件硬件軟硬結(jié)合非軟硬件（1、2類中必須各選一項適合自己題目的類型在內(nèi)打）主要研究內(nèi)容及指標(biāo)：利用GPRS模塊和進行無線數(shù)據(jù)通訊，同時對停車時間計時，可采用短信通知的方式通知用戶及時取車，避免停車超時。主要參考文獻：1(英)Ian G

2、raham. Object-Oriented Methods: Principles&Practice. Third Edition. Pearson Education. 20032李春葆等.Visual Basic程序設(shè)計.北京：清華大學(xué)出版設(shè).2005 階段規(guī)劃：2014年3 月1 日 2014年3 月 10日 認(rèn)真地分析了任務(wù)書，查閱相關(guān)資料并列出所需實現(xiàn)的功能與應(yīng)用到的材料軟件和工具，了解DXP軟件的安裝，并學(xué)會使用AD10。2014年 3月11日 2014年 3月 25日 查閱資料，GPRS系統(tǒng)進行學(xué)習(xí)，學(xué)習(xí)GPRS模塊的使用并檢測所有硬件。學(xué)習(xí)AD10的使用，了解AD10

3、的各項操作及功能，學(xué)習(xí)keil的使用，查閱資料，了解51單片機所用到的功能，查閱資料，了解1602模塊的使用和GPRS模塊的使用。2014年3月26 日 2014年 5月 10日 利用AD10完成硬件電路的設(shè)計，并搭建面包板電路，對照電路完成硬件的焊接與調(diào)試。2014年5月10 日 2014年 5月 12日 完成軟件的初步編寫，并開始初步調(diào)試。2014年5月12日 2014年 5月 20日 完成系統(tǒng)連調(diào)，完成debug保證各項功能正常實現(xiàn)。2014年5月20日 2014年6月 1日 完成畢業(yè)論文的撰寫，進一步補充論文完善資料并準(zhǔn)備答辯。開題時間2014-3-1完成論文時間2014-6-1專家審

4、定意見：系主任簽字：年 月 日注：1任務(wù)書由指導(dǎo)教師填寫后交給學(xué)生，要求學(xué)生妥善保存。2此任務(wù)書夾于論文扉頁與論文一并裝訂，作為論文評分依據(jù)之。黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 摘要本課題設(shè)計采用8位單片機STC89C52為核心，設(shè)計出停車場計時系統(tǒng),可以實現(xiàn)當(dāng)車主停車時開始計時，計時累加到一定時間是，當(dāng)車主還沒有取走車進行發(fā)信息提醒車主及時取走車，到車主取走車后計時停止。本系統(tǒng)利用LCD1602液晶顯示器作為顯示器件，顯示的順序是00:00:00，利用GPRS作為無線傳輸系統(tǒng)，通過GPRS發(fā)信息來達到無線傳輸?shù)墓δ?。該設(shè)計采用LCD1602液晶顯示器和GPRS通訊模塊，因為其微功耗、小體積

5、、使用靈活等諸多優(yōu)點在袖珍式儀表和低功耗應(yīng)用系統(tǒng)還有無線通訊系統(tǒng)中得到越來越廣泛的應(yīng)用，通過仿真基本上實現(xiàn)了上述功能，操作簡單，性能穩(wěn)定，很適合一般的停車場計時系統(tǒng)。關(guān)鍵詞：AT89C52；GPRS模塊；LCD1602；計數(shù)器；計時器 AbstractThis study is designed to use 8 bit microcontroller STC89C52 as the core,design a parking timing system, can start timing when the own

6、ers of parking,timing adds some time, when the owners did not take cars for messages to remind the owners promptly took the car owner, to take car to stop time.The system useLCD1602 LCD monitor as the disp

7、lay device, display order is 00:00:00, using GPRS as the wireless transmission system, to achieve thewireless transmission through the GPRS information function.This design uses LCD1602 liquid crystal display and GPRS communication module, becau

8、se of its consumption, small volume, flexible useand many other advantages of being more and more in portableinstruments and low power application system and wireless communication system, thesimulation basically realized the 

9、;function, simpleoperation, stable performance, it is for parking a general timing system. Keywords: AT89C52; GPRS module; LCD1602; counter; timer目 錄摘要- 1 -Abstract- 2 -前言- 4 -1緒論- 5 -1.1本課題選取的目的及意義- 5 -1.2本系統(tǒng)的主要研究內(nèi)容- 6 -2系統(tǒng)分析- 7 -2.1系統(tǒng)構(gòu)成-

10、7 -2.2系統(tǒng)工作原理- 8 -3系統(tǒng)硬件設(shè)計- 8 -3.1系統(tǒng)總體設(shè)計- 8 -3.2 STC89C51微控制器- 9 -3.3時鐘模塊電路- 15 -3.4復(fù)位電路模塊- 16 -3.5 LCD1602液晶顯示模塊- 17 -3.6 GPRS（TC35i）模塊電路- 21 -3.7按鍵電路- 24 -3.8元器件清單- 25 -4 系統(tǒng)軟件設(shè)計- 26 -4.1計時器- 26 -4.2 LEC1602顯示模塊軟件設(shè)計- 27 -4.3 GPRS模塊軟件接口和設(shè)計- 29 -4.4總體程序流程圖- 29 -5結(jié)論- 31 -參考文獻- 32 -致謝- 33 -附錄- 34 -前言進入21

11、世紀(jì),伴隨著電子、信息技術(shù)的應(yīng)用與迅速普及，人們對電子技術(shù)的要求越來越高。當(dāng)今社會，科學(xué)技術(shù)日新月異，時代前進的步伐越邁越寬，應(yīng)用自動化設(shè)備,計算機處理,現(xiàn)代化通訊,數(shù)字化信息,現(xiàn)代化顯示設(shè)備等高新技術(shù)而建立的現(xiàn)代化智能。目前單片機滲透到我們生活的各個領(lǐng)域，幾乎很難找到哪個領(lǐng)域沒有單片機的蹤跡。導(dǎo)彈的導(dǎo)航裝置，飛機上各種儀表的控制，計算機的網(wǎng)絡(luò)通訊與數(shù)據(jù)傳輸，工業(yè)自動化過程的實時控制和數(shù)據(jù)處理，廣泛使用的各種智能IC卡，民用豪華轎車的安全保障系統(tǒng)，錄像機、攝像機、全自動洗衣機的控制，以及程控玩具、電子寵物等等，這些都離不開單片機。更不用說自動控制領(lǐng)域的機器人、智能儀表、醫(yī)療器械了。因此，單片機

12、的學(xué)習(xí)、開發(fā)與應(yīng)用將造就一批計算機應(yīng)用與智能化控制的科學(xué)家、工程師。通過此次基于單片機設(shè)計的停車場計時系統(tǒng)，我們可以更清楚詳細的了解單片機程序設(shè)計的基本指令功能、編程步驟和技巧來講述單片機編程，并對AT89S51單片機的結(jié)構(gòu)和原理進行講述，以及基于單片機開發(fā)應(yīng)用的相關(guān)芯片的工作原理，和相關(guān)外圍電路的設(shè)計和調(diào)試過程進一步了解，有助于今后的工作和學(xué)習(xí)生活。1緒論1.1本課題選取的目的及意義GPRS-General Packet Radio Service，通用無線分組業(yè)務(wù)，是一種基于GSM系統(tǒng)的無線分組交換技術(shù)，提供端到端的、廣域的無線IP連接。通俗地講，GPRS是一項高速數(shù)據(jù)處理的技術(shù)，方法是以

13、"分組"的形式傳送資料到用戶手上。雖然GPRS是作為現(xiàn)有GSM網(wǎng)絡(luò)向第三代移動通信演變的過渡技術(shù)，但是它在許多方面都具有顯著的優(yōu)勢。目前，香港作為第一個進行GPRS實地測試的地區(qū)，已經(jīng)取得了良好的收效。由于使用了"分組"的技術(shù)，用戶上網(wǎng)可以免受斷線的痛苦(情形大概就跟使用了下載軟件NetAnts差不多)。此外，使用GPRS上網(wǎng)的方法與WAP并不同，用WAP上網(wǎng)就如在家中上網(wǎng)，先"撥號連接"，而上網(wǎng)后便不能同時使用該電話線，但GPRS就較為優(yōu)越，下載資料和通話是可以同時進行的。從技術(shù)上來說，聲音的傳送(即通話)繼續(xù)使用GSM，而數(shù)據(jù)的傳

14、送便可使用GPRS，這樣的話，就把移動電話的應(yīng)用提升到一個更高的層次。而且發(fā)展GPRS技術(shù)也十分"經(jīng)濟"，因為只須沿用現(xiàn)有的GSM網(wǎng)絡(luò)來發(fā)展即可。GPRS的用途十分廣泛，包括通過手機發(fā)送及接收電子郵件，在互聯(lián)網(wǎng)上瀏覽等?，F(xiàn)在手機上網(wǎng)的口號就是"always online"、"IP in hand"，使用了GPRS后，數(shù)據(jù)實現(xiàn)分組發(fā)送和接收，這同時意味著用戶總是在線且按流量計費，迅速降低了服務(wù)成本。對于繼續(xù)處在難產(chǎn)狀態(tài)的中國移動聯(lián)通WAP資費政策，如果將CSD(電路交換數(shù)據(jù)，即通常說的撥號數(shù)據(jù)，歐亞WAP業(yè)務(wù)所采用的承載方式)承載改為在

15、GPRS上實現(xiàn)，則意味著由數(shù)十人共同來承擔(dān)原來一人的成本。而GPRS的最大優(yōu)勢在于：它的數(shù)據(jù)傳輸速度不是WAP所能比擬的。目前的GSM移動通信網(wǎng)的傳輸速度為每秒9.6K字節(jié)，GPRS手機在今年年初推出時已達到56Kbps的傳輸速度，到現(xiàn)在更是達到了115Kbps(此速度是常用56Kmodem理想速率的兩倍)。所以敬請大家珍惜手上的Nokia7110及MotorolaL2000，相信到了GPRS手機推出時，他們都要讓路。GPRS的應(yīng)用，遲些還會配合Bluetooth(藍牙技術(shù))的發(fā)展。到時，數(shù)碼相機加了bluetooth，就可以馬上通過手機，把像片傳送到遙遠的地方，也不過一刻鐘的時間，相信這樣的

16、日子離我們不遠了。1.2本系統(tǒng)的主要研究內(nèi)容隨著單片機在各個領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，許多用單片機做控制的計時系統(tǒng)也應(yīng)運而產(chǎn)生，如用單片機控制LCD液晶顯示器計計分器，用單片機控制無線通訊等等?；贕PRS的停車場計時器是為了有效提高車位利用率，方便車主停車和提醒車主取車而設(shè)計的系統(tǒng)。此裝置利用單片機AT89C51完成了計時和無線定時通訊的功能。本文詳細地介紹了系統(tǒng)硬件與軟件的設(shè)計過程，采用該裝置可根據(jù)實際情況進行定時通訊，具有低功耗，可靠性，安全性以及低成本等特點。本次設(shè)計用由AT89C52編程控制LCD做顯示的停車計時系統(tǒng)，GPRS做通訊系統(tǒng)。它具有價格低廉，性能穩(wěn)定，操作方便并且易于攜帶等特點。廣

17、泛適合各類大中小型停車場的停車計時系統(tǒng)。通過本次基于GPRS模塊的以C52為主CPU系統(tǒng)的設(shè)計，可以了解、熟悉有關(guān)單片機開發(fā)設(shè)計的過程，并加深對單片機的理解和應(yīng)用以及掌握單片機與外圍接口的一些方法和技巧，這主要表現(xiàn)在以下一些方面：(1) 停車場計時系統(tǒng)包含了8051系列單片機的最小應(yīng)用系統(tǒng)的構(gòu)成，同時在此基礎(chǔ)上擴展了一些使用性強的外圍接口。(2) 可以了解到LCD顯示器的結(jié)構(gòu)、工作原理以及這種顯示器的接口實例與具體連接與編程方法。(3)可以學(xué)習(xí)到GPRS模塊的結(jié)構(gòu)，電路，無線通訊的原理，各種接口，AT指令的發(fā)送和接收，PUD和TEXT文件的發(fā)送方式和，具體連接與編程方法。 （4）怎樣利用串行口

18、來擴展顯示接口，串口的調(diào)試等。2系統(tǒng)分析2.1系統(tǒng)構(gòu)成時鐘電路復(fù)位電路無線通訊電路主控制系統(tǒng)，控制所有的外設(shè)硬件電路和編程。按鍵電路顯示電路圖2.1系統(tǒng)結(jié)構(gòu)電路圖本系統(tǒng)的基本電路模塊有：51單片機控制模塊，時鐘電路模塊，復(fù)位電路模塊，按鍵電路模塊，LCD顯示電路模塊，GPRS無線通訊模塊。2.2系統(tǒng)工作原理本系統(tǒng)是基于STC89C52系統(tǒng)的定時顯示和短信發(fā)送的設(shè)計，首先是8位單片機作為微控制器，它是將組成微型計算機的所必須的部件(中央處理器CPU，程序存儲器（ROM）數(shù)據(jù)存儲器（ARM）輸入輸出I/O口，定時/計時器，串行口，系統(tǒng)總線等)集成在一個超大規(guī)模集成電路芯片上。接下來是定時電路，89

19、C52單片機系統(tǒng)自帶三個定時/計數(shù)器，所以我們不在外圍接定時外設(shè)電路，而是應(yīng)用微控制器本身的定時/計時器，這個即可以簡化電路，節(jié)約成本，還方便易操作。第三個要介紹的是顯示電路，這里我們采用的是LCD1602液晶顯示器，1602大量應(yīng)用在顯示電路中，在電路中通過程序?qū)⒂嫊r器的時間顯示在1602屏幕上，并且不斷累加計時。接著是無線通訊模塊電路，本文采用GPRS模塊進行短息發(fā)送，以便為客戶提供信息服務(wù)。當(dāng)計時器計時累加到我們設(shè)定的值是，定時器會自動停止計時，并將信息反饋給控制器，控制器向GPRS發(fā)送命令，使GPRS向用戶發(fā)送短信。最后是按鍵模塊，按鍵就代表車主停好了車，開始計時。當(dāng)按鍵按下時，控制器

20、進行感應(yīng)，并且命令計數(shù)器進行計數(shù)。各個模塊電路之間相互連接還有通過程序控制控制器，各個模塊和控制器之間相互調(diào)節(jié)，協(xié)調(diào)，反饋從而實現(xiàn)整個系統(tǒng)的控制。3系統(tǒng)硬件設(shè)計3.1系統(tǒng)總體設(shè)計將設(shè)計的通信系統(tǒng)硬件進行模塊化設(shè)計，主要由以下模塊構(gòu)成：1： AT89C51 單片機最小系統(tǒng)，控制的核心部件；2：鍵盤電路；3： LCD1602液晶顯示電路；4：復(fù)位電路；5：時鐘電路；6：GPRS無線通訊電路；按鍵電路 STC89C52控制器時鐘電路復(fù)位電路GPRS無線短息發(fā)生電路LCD1602液晶顯示電路圖3.1系統(tǒng)總體電路圖3.2 STC89C51微控制器3.2.1 AT89C51簡介MCS51是指由美國INTE

21、L公司生產(chǎn)的一系列單片機的總稱，這一系列單片機包括了很多品種，如8031，8051，8751，8032，8052，8752等，其中8051是最早最典型的產(chǎn)品，該系列其它單片機都是在8051的基礎(chǔ)上進行功能的增、減、改變而來的，所以人們習(xí)慣于用8051來稱呼MCS51系列單片機，而8031是前些年在我國最流行的單片機，所以很多場合會看到8031的名稱。INTEL公司將MCS51的核心技術(shù)授權(quán)給了很多其它公司，所以有很多公司在做以8051為核心的單片機，當(dāng)然，功能或多或少有些改變，以滿足不同的需求，其中89C51就是這幾年在我國非常流行的單片機，它是由美國ATMEL公司開發(fā)生產(chǎn)的。本課題中用到的芯

22、片就是AT系列中的AT89C51單片機芯片。AT89C51是一個低電壓，高性能CMOS 8位單片機，片內(nèi)含4k bytes的可反復(fù)擦寫的Flash只讀程序存儲器和128 bytes的隨機存取數(shù)據(jù)存儲器（RAM），器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存儲技術(shù)生產(chǎn)，兼容標(biāo)準(zhǔn)MCS-51指令系統(tǒng)，內(nèi)置功能強大的微型計算機的AT89C51提供了高性價比的解決方案。AT89C51具有PDIP、PQFP/TQFP及PLCC等三種封裝形式，以適應(yīng)不同產(chǎn)品的需求。它是一個低功耗高性能單片機，40個引腳，32個外部雙向輸入/輸出（I/O）端口，同時內(nèi)含2個外中斷口，2個16位可編程定時計數(shù)器,2個全雙工串行

23、通信口，AT89C51可以按照常規(guī)方法進行編程，也可以在線編程。其將通用的微處理器和Flash存儲器結(jié)合在一起，特別是可反復(fù)擦寫的Flash存儲器可有效地降低開發(fā)成本。如圖所示，圖3.2.1為AT89C51單片機基本構(gòu)造，其基本性能介紹如下：圖3.2.1 AT89C51AT89C51本身內(nèi)含40個引腳，32個外部雙向輸入/輸出（I/O）端口，同時內(nèi)含2個外中端口，2個16位可編程定時計數(shù)器,2個全雙工串行通信口，AT89C51可以按照常規(guī)方法進行編程，也可以在線編程。其將通用的微處理器和Flash存儲器結(jié)合在一起，特別是可反復(fù)擦寫的Flash存儲器可有效地降低開發(fā)成本。3.2.2 主要特性AT

24、89C51的主要特性如下表所示：兼容MCS51指令系統(tǒng)4k可反復(fù)擦寫(>1000次）Flash ROM32個雙向I/O口可編程UARL通道兩個16位可編程定時/計數(shù)器全靜態(tài)操作0-24MHz1個串行中斷128x8bit內(nèi)部RAM兩個外部中斷源共6個中斷源可直接驅(qū)動LED3級加密位低功耗空閑和掉電模式軟件設(shè)置睡眠和喚醒功能表3.2.2 AT89C51主要功能描述3.2.3 管腳說明VCC：供電電壓。GND：接地。P0口：P0口為一個8位漏級開路雙向I/O口，每腳可吸收8TTL門電流。當(dāng)P1口的管腳第一次寫1時，被定義為高阻輸入。P0能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲器，它可以被定義為數(shù)據(jù)/地址的第八

25、位。在FIASH編程時，P0 口作為原碼輸入口，當(dāng)FIASH進行校驗時，P0輸出原碼，此時P0外部必須被拉高。P1口：P1口是一個內(nèi)部提供上拉電阻的8位雙向I/O口，P1口緩沖器能接收輸出4TTL門電流。P1口管腳寫入1后，被內(nèi)部上拉為高，可用作輸入，P1口被外部下拉為低電平時，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。在FLASH編程和校驗時，P1口作為第八位地址接收。P2口：P2口為一個內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口，P2口緩沖器可接收，輸出4個TTL門電流，當(dāng)P2口被寫“1”時，其管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高，且作為輸入。并因此作為輸入時，P2口的管腳被外部拉低，將輸出電流。這是由于內(nèi)部上拉的緣故。

26、P2口當(dāng)用于外部程序存儲器或16位地址外部數(shù)據(jù)存儲器進行存取時，P2口輸出地址的高八位。在給出地址“1”時，它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢，當(dāng)對外部八位地址數(shù)據(jù)存儲器進行讀寫時，P2口輸出其特殊功能寄存器的內(nèi)容。P2口在FLASH編程和校驗時接收高八位地址信號和控制信號。P3口：P3口管腳是8個帶內(nèi)部上拉電阻的雙向I/O口，可接收輸出4個TTL門電流。當(dāng)P3口寫入“1”后，它們被內(nèi)部上拉為高電平，并用作輸入。作為輸入，由于外部下拉為低電平，P3口將輸出電流（ILL）這是由于上拉的緣故。P3口也可作為AT89C51的一些特殊功能口，如下表所示：表3.2.3 AT89C51特殊功能表：端口引腳第二功能P3.0

27、RXD（串行輸入口）P3.1TXD（串行輸出口）P3.2/INT0（外部中斷0）P3.3/INT1（外部中斷1）P3.4T0（記時器0外部輸入）P3.5T1（記時器1外部輸入）P3.6/WR（外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通）/RD（外部數(shù)據(jù)存儲器讀選通）P3口同時為閃爍編程和編程校驗接收一些控制信號。RST：復(fù)位輸入。當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時，要保持RST腳兩個機器周期的高電平時間。ALE/PROG：當(dāng)訪問外部存儲器時，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的地位字節(jié)。在FLASH編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。在平時，ALE端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號，此頻率為振蕩器頻率的1/6。因此它可用作對外部輸出的

28、脈沖或用于定時目的。然而要注意的是：每當(dāng)用作外部數(shù)據(jù)存儲器時，將跳過一個ALE脈沖。如想禁止ALE的輸出可在SFR8EH地址上置0。此時， ALE只有在執(zhí)行MOVX，MOVC指令是ALE才起作用。另外，該引腳被略微拉高。如果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài)ALE禁止，置位無效。/PSEN：外部程序存儲器的選通信號。在由外部程序存儲器取指期間，每個機器周期兩次/PSEN有效。但在訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時，這兩次有效的/PSEN信號將不出現(xiàn)。/EA/VPP：當(dāng)/EA保持低電平時，則在此期間外部程序存儲器（0000H-FFFFH），不管是否有內(nèi)部程序存儲器。注意加密方式1時，/EA將內(nèi)部鎖定為RESET；當(dāng)/EA

29、端保持高電平時，此間內(nèi)部程序存儲器。在FLASH編程期間，此引腳也用于施加12V編程電源（VPP）。XTAL1：反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時鐘工作電路的輸入。XTAL2：來自反向振蕩器的輸出。3.2.4 芯片擦出整個PEROM陣列和三個鎖定位的電擦除可通過正確的控制信號組合，并保持ALE管腳處于低電平10ms 來完成。在芯片擦操作中，代碼陣列全被寫“1”且在任何非空存儲字節(jié)被重復(fù)編程以前，該操作必須被執(zhí)行。此外，AT89C51設(shè)有穩(wěn)態(tài)邏輯，可以在低到零頻率的條件下靜態(tài)邏輯，支持兩種軟件可選的掉電模式。在閑置模式下，CPU停止工作。但RAM，定時器，計數(shù)器，串口和中斷系統(tǒng)仍在工作。在掉電模式下，

30、保存RAM的內(nèi)容并且凍結(jié)振蕩器，禁止所用其他芯片功能，直到下一個硬件復(fù)位為止。3.2.5空閑節(jié)電模式AT89C51有兩種可用軟件編程的省電模式，它們是空閑模式和掉電工作模式。這兩種方式是控制專用寄存器PCON（電源控制寄存器）中的PD（PCON.1）和IDL（PCON.0）位來實現(xiàn)的。PD是掉電模式，當(dāng)PD=1時，激活掉電工作模式，單片機進入掉電工作狀態(tài)，IDL是空閑等待狀態(tài)，當(dāng)IDL=1時，激活空閑工作模式，單片機進入睡眠狀態(tài)，如需同時進入兩種工作模式，即PD和IDL同時為1，則先激活掉電工作模式。在空閑工作模式狀態(tài)，CPU保持睡眠狀態(tài)而所有片內(nèi)的外設(shè)仍保持激活狀態(tài)，這種方式由軟件產(chǎn)生。此時

31、，片內(nèi)RAM和所有特殊功能寄存器的內(nèi)容保持不變?？臻e模式可由任何允許的中斷請求或者硬件復(fù)位終止。終止空閑工作模式的方法有兩種其一是任何一條被允許中斷的事件被激活，IDL（PCON.0）被硬件清除，即刻終止空閑工作模式。程序會首先響應(yīng)中斷，進入中斷服務(wù)程序，執(zhí)行完中斷服務(wù)程序并緊隨RETI（中斷返回）指令后，下一條要執(zhí)行的指令就是使單片機進入空閑模式那條指令后面的一條指令。其二是通過硬件復(fù)位也可以將空閑工作模式終止。需要注意的是，當(dāng)由硬件復(fù)位來終止空閑工作模式時，CPU通常是從激活模式那條指令的下一條指令開始繼續(xù)執(zhí)行程序的，要完成內(nèi)部復(fù)位操作，硬件復(fù)位脈沖要保持兩個機器周期（24個時鐘周期）有效

32、，在這種情況下，內(nèi)部禁止CPU訪問片內(nèi)RAM，而允許訪問其他端口。為了避免對端口產(chǎn)生意外寫入，激活空閑模式的那條指令的后一條指令不應(yīng)是一條對端口或者外部存儲器的寫入指令。3.2.6 掉電模式在掉電模式下，振蕩器停止工作，進入掉電模式的指令是最后一條被執(zhí)行的指令，片內(nèi)RAM和特殊功能寄存器的內(nèi)容在終止掉電模式前被凍結(jié)。推出掉電模式的唯一方法是硬件復(fù)位。復(fù)位后將重新定義全部特殊功能寄存器但不改變RAM中的內(nèi)容，在VCC恢復(fù)到正常工作電平前，復(fù)位應(yīng)無效，且必須保持一定時間以使振蕩器重新啟動并且穩(wěn)定的工作。空閑和掉電模式外部引腳狀態(tài)如表3.2.6所示：表3.2.6 外部引腳狀態(tài)表模式空閑模式空閑模式掉

33、電模式掉電模式程序存儲器內(nèi)部外部內(nèi)部外部ALE1100/PROG1100P0數(shù)據(jù)浮空數(shù)據(jù)浮空P1數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)P2數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)P3浮空浮空數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)3.2.7程序儲存器的加密AT89C51可使用對芯片上的三個加密位LB1、LB2、LB32進行編程（P）或者不進行編程（U）。當(dāng)加密位LB1被編程時，在復(fù)位期間，EA斷的邏輯電平被采樣并鎖存，如果單片機上電后一直沒有服位，則鎖存起的初始值是一個隨機數(shù)，這個隨機數(shù)會保存到真正復(fù)位為止。3.2.8 AT89C51的極限參數(shù)表3.2.8極限參數(shù)表工作溫度-55°C to +125°C儲藏溫度-65°C to +150&#

34、176;C任一引腳對地電壓-1.0V to +7.0 V最高工作電壓6.0V直流輸出電流15.0mA3.3時鐘模塊電路時鐘電路在單片機系統(tǒng)中起著非常重要的作用，是為保證系統(tǒng)正常工作的基礎(chǔ)，在一個單片機系統(tǒng)中，時鐘是保障系統(tǒng)正常工作的基準(zhǔn)震蕩定時信號。圖3.8是晶振電路，主要有晶振和外圍電路組成，晶振頻率大小決定單片機的快慢，我們這里采用的是12MHZ，另外有2個33P的電容。其中接地用來削減諧波對電路的穩(wěn)定性的影響。圖3.3 時鐘電路3.4復(fù)位電路模塊單片機系統(tǒng)的復(fù)位電路我們采用的是上電加按鈕的復(fù)位電路形式，電阻采用220歐的阻值，采用22的電容。其電路連接方式如圖3.9。當(dāng)單片機的復(fù)位引腳R

35、ESET出現(xiàn)2個機器周期以上的高電平時，單片機就執(zhí)行復(fù)位操作。圖3.9 復(fù)位電路3.5 LCD1602液晶顯示模塊顯示器是最常用的輸出設(shè)備，其種類繁多，但在單片機系統(tǒng)設(shè)計中最常用的是發(fā)光二極管顯示器（LED）和液晶顯示器（LCD）兩種。由于這兩種顯示器結(jié)構(gòu)簡單，價格便宜，接口容易實現(xiàn)，因而得到廣泛的應(yīng)用。發(fā)光二極管LED，組成的顯示屏，每個點都是一個或多個發(fā)光二極管，通過控制電路控制二極管的亮與滅來控制點的發(fā)光，從而使整個大屏幕顯示圖案。 液晶顯示器LCD最常見的就是TFT類型的，它是由光源，液晶光柵，和控制芯片組成，他的光源是常亮的白色強光，當(dāng)光線通過液晶光柵（液晶屏）的時候，通過電壓改變液

36、晶顆粒濾光方向，從而改變每個點的顏色和強度來顯示圖案液晶顯示器分很多種類，按顯示方式可分為段式，行點陣式和全點陣式。段式與數(shù)碼管類似，行點陣式一般是英文字符，全點陣式可顯示任何信息， 如漢字、圖形、圖表等。兩者之間的區(qū)別：（1）二極本身發(fā)光， 液晶本身不發(fā)光，只是透射光。 （2）二極管體積大，圖像質(zhì)量一般，適合作室外大屏幕，價格較低。液晶成本較高，面積無法做得很大，但圖像質(zhì)量很好，適合做顯示器。 （3）二極管耗電大，液晶耗電小。（4）二極管圖像刷新率低，液晶的高。二者的檔次相差比較大，一般來講在一些圖像簡單，對成本控制較嚴(yán)格的場合，用二極管，比如商場、銀行等服務(wù)部門的電子提示窗，街道、百貨公司

37、外面的廣告宣傳窗；而液晶一般都是作計算機顯示器、電視、手持設(shè)備等對圖像質(zhì)量要求高的場合。下面介紹LCD1602液晶顯示的結(jié)構(gòu)、工作原理及其接口電路。市面上字符液晶絕大多數(shù)是基于HD44780液晶芯片的，控制原理是完全相同的，因此HD44780寫的控制程序可以很方便地應(yīng)用于市面上大部分的字符型液晶。字符型LCD通常有14條引腳線或16條引腳線的LCD，多出來的2條線是背光電源線VCC(15腳)和地線GND(16腳)，其控制原理與14腳的LCD完全一樣，本設(shè)計采用LM016L同時顯示16x02即32個字符（16列2行），各引腳功能定義如下表所示：管腳號名稱電平功能描述1VSS0V電源地2VDD5.

38、0V電源正極3VEE液晶顯示偏壓信號4RSH/LH：數(shù)據(jù)線上為數(shù)據(jù)信號，L：數(shù)據(jù)線上為指令信號5RWH/LH：讀數(shù)據(jù)模式，L：寫數(shù)據(jù)信號6EH/L使能信號端714DB0DB7H/L數(shù)據(jù)線表3.5.1 LM016L引腳說明表HD44780內(nèi)置了DDRAM、CGROM和CGRAM。DDRAM就是顯示數(shù)據(jù)RAM，用來寄存待顯示的字符代碼。共80個字節(jié)，其地址和屏幕的對應(yīng)關(guān)系如下表：顯示位置123456740DDRAM地址第一行00H01H02H03H04H05H06H27H第二行40H41H42H43H44H45H46H67H表3.5.2 DDRAM地址與屏幕對應(yīng)關(guān)系要在LCD1602屏幕的第一行第

39、一列顯示一個"A"字,就要向DDRAM的00H地址寫入“A”字的代碼就行了。但具體的寫入是要按LCD模塊的指令格式來進行的。在1602中我們就用前16個就行了。第二行也一樣用前16個地址。對應(yīng)如下：00H01H02H03H04H05H06H07H08H09H0AH0BH0CH0DH0EH0FH40H41H42H43H44H45H46H47H48H49H4AH4BH4CH4DH4EH4FH表3.5.3 DDRAM地址與顯示位置的對應(yīng)關(guān)系文本文件中每一個字符都是用一個字節(jié)的代碼記錄的。一個漢字是用兩個字節(jié)的代碼記錄。在PC上我們只要打開文本文件就能在屏幕上看到對應(yīng)的字符是因為在

40、操作系統(tǒng)里和BIOS里都固化有字符字模。字模就代表了是在點陣屏幕上點亮和熄滅的信息數(shù)據(jù)。例如“A”           01110           10001           10001        

41、   10001           11111           10001           10001圖3.5 .1 'A'的字模上圖左邊的數(shù)據(jù)就是字模數(shù)據(jù)，右邊就是將左邊數(shù)據(jù)用“”代表0，用“”代表1。在LCD模塊上也固化了字模存儲器，這就是CGROM

42、和CGRAM。HD44780內(nèi)置了192個常用字符的字模，存于字符產(chǎn)生器CGROM(Character Generator ROM)中，另外還有8個允許用戶自定義的字符產(chǎn)生RAM，稱為CGRAM(Character Generator RAM)。下圖說明了CGROM和CGRAM與字符的對應(yīng)關(guān)系。表3.5.4 CGROM中字符碼與字模關(guān)系對照表從上圖可以看出，“A”字的對應(yīng)上面高位代碼為0100，對應(yīng)左邊低位代碼為0001，合起來就是01000001，也就是41H。可見它的代碼與我們PC中的字符代碼是基本一致的。因此我們在向DDRAM寫C51字符代碼程序時甚至可以直接用P1'A'

43、這樣的方法。PC在編譯時就把“A”先轉(zhuǎn)為41H代碼了。在LCD顯示電路中AT89C51的 P0 口作為8 位數(shù)據(jù)的輸出端，P2.5、P2.6、P2.7 作為控制信號的輸出端，連接完成的電路如圖3.16所示。該顯示器的RS，RW，E端與P2相連，引腳的作用分別是：RS=0輸入指令，RS=1輸入數(shù)據(jù)，RW=0向LCD寫入指令或數(shù)據(jù)，RW=1從LCD讀取信息，E是使能信號。D0D7與P0相連是數(shù)據(jù)總線。RP1排阻，阻值為10K,作為上拉電阻。圖3.5.2 LCD1602液晶顯示3.6 GPRS（TC35i）模塊電路3.6.1 GPRS模塊簡介TC35i新版西門子工業(yè)GPRS模塊是一個支持中文短信息的

44、工業(yè)級GPRS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)，2.5A峰值；可傳輸語音和數(shù)據(jù)信號, 功耗在EGSM900(4類)和GPRS1800(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 Serv

45、ice,短消息),可通過AT命令或關(guān)斷信號實現(xiàn)重啟和故障恢復(fù)，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(shè)備中的所有模擬和數(shù)字功能。3.6.2 TC35i硬件設(shè)計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，1

46、3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,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(biāo)準(zhǔn)。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(rèn)9600。硬件握手信號用RTS0/CTS0，軟件

47、流量控制用XON/XOFF，CMOS電平，支持標(biāo)準(zhǔn)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A(yù)T

48、+SYNC進行切換，本模塊使用的是后一種。當(dāng)LED熄滅時,表明TC35i處于關(guān)閉或睡眠狀態(tài)；當(dāng)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(luò)登錄；當(dāng)LED為75 ms亮/3s熄時，表明TC35i已登錄進網(wǎng)絡(luò)，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）3.6.3 TC35i開發(fā)技巧 模塊的供電電壓如果低于3.3V會自動關(guān)機。同時模塊在在發(fā)射時，

49、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(guān)機、復(fù)位等，通過串口與TC35進行數(shù)據(jù)通信，通信速率為9600Kbps，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。3.6.4 TC35i與單片機的硬件接口電路3.6.4 TC35i與單片機硬件接口設(shè)計圖3.7按鍵電路本設(shè)計有按鍵，當(dāng)按鍵按下時計時器開始工作按鍵與P3.2口相接。

50、其電路圖如圖3.7。圖3.7按鍵電路3.8元器件清單單片機AT89C51*1GPRS模塊*1；液晶顯示器LCE1602*1排阻RP*1按鍵*2 電阻10K*1電阻220*1晶振11.0592M*1電容33pf*2電容47pf*2電容10uf*1可調(diào)電阻：103*1TC35i模塊一個40芯專用排線及接插件一個GSM天線轉(zhuǎn)接線一根 GSM小天線一根 普通SIM卡座一個4 系統(tǒng)軟件設(shè)計4.1計時器停車場計時器其實就是一個計數(shù)器，本課程設(shè)計就是利用單片機中的定時/計數(shù)器來實現(xiàn)其計時的功能。在51單片機中有兩個16位的定時/計數(shù)器TO、T1，分別由TH0、TL0和TH1、TL1組成，它們均是8位寄存器，

51、在特殊功能寄存器中占地址8AH-8DH。它們用于存放定時或計數(shù)的初始值。此外，內(nèi)部還有一個8位的方式寄存器TMOD和一個8位的控制寄存器TCON，用于選擇和控制定時/計數(shù)器的工作，其格式見下面兩表：表4.1.1 方式寄存器TMODGATEC/TM1M0GATEC/TM1M0門控開關(guān)計數(shù)/定時方式選擇門控開關(guān)計數(shù)/定時方式選擇表4.1.2 控制寄存器TCONTF1TR1TF0TR0IE1IT1IE0IT0T1請求有無T1工作啟/停T0請求有無T0工作啟/停INT1請求有無INT1方式下沿INT0請求有無INT0方式下沿停車場計時器利用單片機的計數(shù)器進行工作，計數(shù)器對脈沖電平進行加一計數(shù)，直至計滿

52、回零。作為可編程器件，單片機中的定時/計數(shù)器初始化編程步驟如下：根據(jù)定時時間要求或計數(shù)要求計算計數(shù)器初值：將工作方式控制字寫入TMOD寄存器；將計數(shù)初值寫入THX和TLX寄存器；啟動定時器/計數(shù)器，即將TRX置位。如果工作于中斷方式，需置位EA(中斷總開關(guān))及ETX（允許定時/計數(shù)器中斷），并編寫中斷服務(wù)程序。4.2 LEC1602顯示模塊軟件設(shè)計1602是一種顯示屏，控制接口如下：1 基本操作時序： 1.1 讀狀態(tài)：輸入：RS=L,RW=H,E=H         

53、0; 輸出：D0D7=狀態(tài)字 1.2 寫指令：輸入：RS=L,RW=L,D0D7=指令碼,E=高脈沖     輸出：無 1.3 讀數(shù)據(jù)：輸入：RS=H,RW=H,E=H               輸出：D0D7=數(shù)據(jù)1.4 寫數(shù)據(jù)：輸入：RS=H,RW=L,D0D7=數(shù)據(jù),E=高脈沖      輸出：無2 

54、狀態(tài)字說明 STA7D7 STA6 D6  STA5D5 STA4D4STA3D3  STA2D2 STA1D1STA0 D0STA0-6  當(dāng)前數(shù)據(jù)地址指針的數(shù)值  STA7  讀寫操作使能 1: 禁止0: 允許 注：對控制器每次進行讀寫操作之前，都必須進行讀寫檢測，確保STA7為03 RAM地址映射圖控制器內(nèi)部帶有80X8位（80字節(jié)）的RAM緩沖區(qū)，對應(yīng)關(guān)系如右圖所示4 指令說明 4.1&#

55、160;初始化設(shè)置 4.1.1 顯示模式設(shè)置 指令碼功能 0 0 1 1 1 0 0 0  設(shè)置16X2顯示,5X7點陣,8位數(shù)據(jù)接口 4.1.2 顯示開/關(guān)及光標(biāo)設(shè)置指令碼 功能 0 0 0 0 1 D C B D=1 開顯示；  D=0 關(guān)顯示 C=1 顯示光標(biāo)；C=0不顯示光標(biāo) B=1 光標(biāo)閃

56、爍；B=0 光標(biāo)不閃爍 0 0 0 0 0 1 N SN=1 當(dāng)讀或?qū)懸粋€字符后地址指針加一，且光標(biāo)加一 N=0 當(dāng)讀或?qū)懸粋€字符后地址指針減 一，且光標(biāo)減一 S=1 當(dāng)寫一個字符，整屏顯示左移（N=1）或右移（N=0），以得到光標(biāo)不移動而屏幕移動的效果。 S=0 當(dāng)寫一個字符，整屏顯示不移動4.2 數(shù)據(jù)控制 控制器內(nèi)部設(shè)有一個數(shù)據(jù)地址指針，用戶可通過它們來訪問內(nèi)部的全部80字節(jié)RAM。4.2.1 數(shù)據(jù)指針

57、設(shè)置指令碼 功能 80H+地址碼（0-27H，40H-67H） 設(shè)置數(shù)據(jù)地址指針4.2.2 讀數(shù)據(jù)：4.2.3 寫數(shù)據(jù)：4.2.4 其他設(shè)置指令碼功能 01H顯示清屏：1.數(shù)據(jù)指針清零       2.所有顯示清零 02H 顯示回車：1.數(shù)據(jù)指針清零5 初始化過程（復(fù)位過程） 5.1 寫指令38H：顯示模式設(shè)置第一次 5.2 延時3ms 5.3 寫指令38H：顯示模式設(shè)置第二次

58、 5.4 延時3ms 5.5 寫指令38H：顯示模式設(shè)置第三次 5.6 延時3ms 5.7 寫指令38H：顯示模式設(shè)置第四次 5.8 延時3ms 5.9 寫指令08H：顯示關(guān)閉 5.10 寫指令01H：顯示清屏 5.11 延時3ms 5.12 寫指令06H：顯示光標(biāo)移動設(shè)置 5.13 寫指令0CH：顯示開及光標(biāo)設(shè)置4.3 GPRS模塊軟件接口和設(shè)計4.3.1 連接方式：TTL 電平，需要直接TXD-TXD,RXD-RX