基于单片机的智能家居毕业设计正文--最终版(10)

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3.9串口通讯模块

智能家居的一个重要特点就是一体化，即主人可以控制各部分家居系统的开关，也能随时清楚家居系统的工作状态，比如，如果人员闯入室内，报警监测模块会发出声光报警，与此同时，系统会智能的给主人发送一条短信通知主人。而这也就实现了真正意义上的智能家居。而系统给家居主人发送报警短信的这一功能，则是智能家居的核心构成部分，信息通信模块电路的设计也就成为不能忽视的问题。在本设计中，串行通信模块采用先进的GSM通信技术。 3.9.1 GSM简介

GSM是Global System For Mobile Communications的缩写，由欧洲电信标准组织ETSI制订的一个数字移动通信标准，GSM是全球移动通信系统(Global System for Mobile communications) 的简称。它的空中接口采用时分多址技术。随着GSM技术的迅速发展以及GSM网络的普遍性的提升，加之其集高效、快速、准确于一身的优点，GSM Modem与单片机的串口通讯是核心部分。GSM Modem是数据通讯与单片机结合的重要组成部分，大部分的GSM Modem使用AT指令来设置参数。

表3-4 与SMS相关的AT指令 AT指令 AT+CMGC AT+CMGD AT+CMGF AT+CMGR AT+CMGS AT+CMGW AT+CMSS AT+CNMI 功能 发出一条短消息命令 删除SIM卡内存的短消息 选择短消息信息格式：0--PDU；1--文本 读取短消息 发送短消息 向SIM内存中写入待发的短消息 从SIM内存中发送短消息 显示新收到的短消息 由于GSM Modem提供的接口是标准的RS232接口，采用ELA电平。而单片机使用TTL电平，与EIA电平不能直接通用，所以要在单片机和GSM Modem之间连接实现电平转换的电路，一般用芯片MAX232来实现EIA和TTL电平之间的转换。 3.9.2 MAX232芯片简介

MAX232芯片是美信（MAXIM）公司专为RS-232标准串口设计的单电源电平转换芯片，使用+5v单电源供电。该产品是由德州仪器公司（TI）推出的一款兼容RS232标准的芯片。一般的单片机应用系统的信号电压是TTL电平0~+5V，MAX232

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就是用来进行电平转换的,该器件包含2驱动器、2接收器和一个电压发生器电路提供TIA/EIA-232-F电平。该器件符合TIA/EIA-232-F标准，每一个接收器将TIA/EIA-232-F电平转换成5V的TTL/CMOS电平。每一个发送器将TTL/CMOS电平转换成TIA/EIA-232-F电平。所有的驱动器、接收器及电压发生器都可以在德州仪器公司的LinASICTM 元件库中得到 标准单元。

MAX232的工作温度范围为0℃至70℃，MAX232I的工作温度范围为-40℃至85℃。

图3-23 MAX232的引脚配置图

? 引脚功能：

第一部分是电荷泵电路。由1、2、3、4、5、6脚和4只电容构成。功能是产生+12v和-12v两个电源，提供给RS-232串口电平的需要。

第二部分是数据转换通道。由7、8、9、10、11、12、13、14脚构成两个数据通道。其中13脚（R1IN）、12脚（R1OUT）、11脚（T1IN）、14脚（T1OUT）为第一数据通道。8脚（R2IN）、9脚（R2OUT）、10脚（T2IN）、7脚（T2OUT）为第二数据通道。TTL/CMOS数据从11引脚（T1IN）、10引脚（T2IN）输入转换成RS-232数据从14脚（T1OUT）、7脚（T2OUT）送到电脑DB9插头；DB9插头的RS-232数据从13引脚（R1IN）、8引脚（R2IN）输入转换成TTL/CMOS数据后从12引脚（R1OUT）、9引脚（R2OUT）输出。

第三部分是供电。15脚GND、16脚VCC（+5v）。 3.9.3 GSM模块电路设计

GSM模块，是将GSM射频芯片、基带处理芯片、存储器、功放器件等集成在一块线路板上，具有独立的操作系统、GSM射频处理、基带处理并提供标准接口的功能模块。GSM模块，是一个类似于手机的通讯模块，集成了手机的若干功能于一块小电路板上，它可以发送短消息，通话等等，模块虽小，但它具备了很多手机的功能，

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拥有它等于就是拥有了手机的核心部分了，它在很多应用领域中都有着广泛的应用，GSM模块通过使用AT指令才能控制它，模块可以与电脑RS232串口相连，也可以用单片机来进行控制。

图3-24 TC35i实物图

? TC35i的管脚功能：

1～5引脚是正电源输入脚通常推荐值4.2V，第6～10引脚是电源地。11、12为充电引脚，可以外接锂电池，13为对外输出电压(共外电路使用)，14为ACCU-TEMP接负温度系数的热敏电阻，用于锂电池充电保护控制。

15脚是启动脚IGT，系统加电后为使TC35i进入工作状态,必须给IGT加一个大于100ms的低脉冲,电平下降持续时间不可超过1ms。

16～23为数据输入/输出，分别为DSR0、RING0、RxD0、TxD0、CTS0、RTS0、DTR0 和DCD0。tc35i模块的数据输入/输出接口实际上是一个串行异步收发器，符合ITU-T RS232接口标准。它有固定的参数：8位数据位和1位停止位，无校验位，波特率在300bps~115kbps之间可选，默认9600。硬件握手信号用RTS0/CTS0，软件流量控制用XON/XOFF，CMOS电平，支持标准的AT命令集。其中18脚RXD、19脚TXD为TTL的串口通讯脚，可以方便和单片机进行通讯。

TC35i使用外接式SIM卡, 24～29为SIM卡引脚，SIM卡同TC35i是这样连接的:SIM上的CCRST、CCIO、CCCL、CCVCC和CCGND通过SIM卡阅读器与TC35i的同名端直接相连，ZIF连接座的CCIN引脚用来检测SIM卡是否插好，如果连接正确，则CCIN引脚输出高电平，否则为低电平。

TC35i的第32脚SYNC引脚有两种工作模式，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，可用AT命令AT+SYNC进行切换，本模块使用的是后一种。当LED熄灭时,表明TC35i处于关闭或睡眠状态；当LED为600 ms亮/600ms灭时，表明SIM卡没有插入或TC35i正在进行网络登录；当LED为75 ms亮/3s熄时，表明TC35i已登录进网络，处于待机状态。

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30、31、32脚为控制脚，其中30为RTC backup，31为Power down，32 为SYNC。 35～38为语音接口，35、36接扬声器放音。37、38可以直接接驻极体话筒来采集声音（37是话筒正端，39是话筒负端）。

图3-25 串口通信模块电路图

串口通讯模块工作原理：GSM Modem采用的RS232串口与单片机通信时的两问两答的握手信号：DTR----数据终端就绪，DSR----数据设备就绪好，RTS----请求发送，CTS----清除发送，它们依次有效（1为有效）RS232串口才能收发数据。其中，DSR、CTS是串口输出给单片机的，对单片机来讲可不用接入，而DTR、RTS这2条输入线是终端设备输入给RS232串口的，必须接通。这2个信号可用软件设置或者由硬件产生（即直接把DTR、RTS接到正电压）。本系统采用前者，如上图所示。 至此为止，智能家居系统的硬件电路已经分模块设计完成，把所有的硬件模块进行整合，就完成了智能家居系统的整体硬件电路设计。硬件电路部分是智能家居系统的关键环节，整个系统的功能实现和执行就依靠硬件电路的准确连接和配合。所以，硬件整体电路构成了家居系统的“躯干”，所有的执行和配合都需要对硬件电路作出精确控制，而控制部分就是软件系统的设计。

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第四章 软件系统设计

前文中详细阐述了硬件电路的模块化设计及最终电路总图的整合，这些而能够控制这个家居系统“躯干”的“大脑思维”就是 …… 此处隐藏：2507字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……