基于TC35的远程家电控制系统的设计

2022年-2023年建筑工程管理行业文档 齐鲁斌创作毕 业 论 文论文题目 基于GSM模块 TC35的 短信远程家电控制系统 系 别 电子信息工程系 专 业 电子信息工程 班 级 学 号 学生姓名 指导教师（签名） 完成时间 年 月 III 摘要随着GSM(Global System for Mobile communication)移动通信网络的迅速普及和竞争的日益激烈，新技术和新业务的开发和应用己经提到一个十分重要的位置。短消息业务 (SMS )作为 GSM 网络的一种基本业务，已得到越来越多的系统运营商和系统开发商的重视，基于这种业务的各种应用也蓬勃发展起来。本文以GSM移动网络作为信息传输平台，设计了一个通过短消息进行远程家电控制的组件。短消息遵循GSM的标准AT指令集，这里着重介绍了和本课题相关的几条AT指令，同时采用了支持中文的PDU编码方式。本课题完全实现了标准的PDU编码和解码功能。具体实现将在软件设计部分进行详细的描述。 本课题的任务是实现一个控制组件，用户可以通过手机发送短信对家用电器进行远程ON/OFF控制。控制组件主要由GSM模块TC35、液晶显示LCD12864、单片机AT89S52及继电器T73-5V组成。硬件设计部分中对TC35、LCD12864、AT89S52及其外围电路进行了详细的描述。控制组件由主程序、按键控制程序、液晶显示初始化程序、串口接收中断服务程序、定时器中断服务程序等功能模块组成。其中主程序负责和TC35进行短消息收发，LCD12864负责显示TC35的工作状态。串口接收中断服务程序和定时器中断服务程序共同完成串口数据的接收。串口数据接收和短信检测是本软件的两个难点问题，软件设计部分将对这两个问题进行了详细的描述。本设计中，以发光二极管模拟家用电器为被控对象，成功的实现了对发光二极管的远程开启与关闭的控制，而且当发光二极管开启/关闭成功时模块会自动发送一个信息到发送方手机以确保开启/关闭成功。同时系统还增加了十三个按键（复位、拨号/接听、挂机、数字键09）。由此可见，基于GSM模块西门子TC35短消息的短信远程家电控制系统，不仅克服了电话远程家电控制系统电话费用高、控制时间长等的缺点，而且具有良好可扩展性和实用价值，还可以当作家庭电话使用。关键字：单片机AT89S52 短信消息 GSM模块TC35 串口通信 SMS remote control system for householdappliances based on Siemens TC35AbstractGSM（Global System for Mobile communication）is a popular mobile communication system, which is more mature, and widely used in mobile communication. SMS(Short Message Service), as an important service of GSM, has being widely used in Remote Control. During the past several years, system operators and system developers have been paying more and more attention to the usage of SMS. This paper designs a remote control component based on SMS.SMS makes use of standard AT command set of GSM. Here we are interested in several AT commands of SMS used in the program. This paper completely implements the standard PDU encoding and decoding functions, and will give a detailed description later about that.The purpose of this paper is to design a component, which can turn on and turn off the household appliance by SMS from the hosts mobile phone. The hardware of the component consists of a GSM module named TC35,a MCU named AT89S52，a Liquid Crystal Display named LCD12864, and a SSR named T73-5V. These objections are given a detailed description in the hardware designation.In software, the system which consists of the main program, Button control procedures, LCD display initialize program, serial receiving an interrupt service routine, and timer interrupt service routine function module. The main program decodes SMS received from TC35 and control the home appliance according to the command included in SMS. The LCD12864 is display the work of TC35. The most compelling problems facing the Remote Control are data receiving of UART and SMS detection. These problems will be given a detailed description in the software designation. This design, with light emitting diode simulation household appliances for controlled object, the successful implementation of led distance open and closed, and the control when led open/close successful module will automatically send a message to the sender phone open/close to ensure success. And the system will also increase the thirteen keys (ten reset and dial-up/answer, hang, digital key 0-9).Therefore, based on GSM module Siemens TC35 short message of SMS remote control system, not only the household appliance overcomes the phone remote control system, control of the high cost of telephone long time, and has good expansibility and practical value, but also can be used as a family telephone.Key Word: AT89S52 SMS message GSM module TC35 serial communication目录第一章 前言1第二章 系统结构及工作原理32.1 模块的选择32.1.1 方案一32.1.1 方案一32.2 系统的组成及功能介绍32.3 系统的工作原理4第三章 系统硬件设计73.1 家电控制器的总体结构73.2 TC35通信模块及外围电路83.2.1 TC35模块的结构和特点83.2.2 TC35模块引脚功能介绍83.2.3 TC35外围硬件93.2.4 TC35连机通信153.3 单片机控制部分电路193.3.1 单片机介绍193.3.2 单片机外围硬件20第四章 系统软件设计234.1主程序设计234.2数据查询程序244.3按键处理程序24第五章 硬件测试与分析265.1LED指示灯及功能按键265.2远程家电控制265.3远程语音通信275.4时间设置28第六章 结论30参考文献31附录32致谢45第一章 前言进入20世纪90年代后期以来，数字技术取得了更加迅猛的发展，随着Internet向普通家庭生活不断扩展，消费电子、计算机、通讯一体化趋势日趋明显，传统的家用电器行业也带来了新的革命，网络家电悄然进入到人们的生活中。网络家电是指可以使用远程终端（例如手机、个人电脑等）对连接在家庭网络上的家电进行遥控。网络家电可以互联组成家庭内部网络，同时又能与外部互联网连接。用户可以通过电脑、手机等远程终端操控家中所有电器运作。比如，下班前通过电脑或手机操控家中电热水器、空调、电饭煲的启动等。可以预见，网络家电的普及将极大地提高人们的生活质量。国内外的网络家电控制终端基本上都是专用的遥控终端或是个人电脑，而随着移动Mobile通讯的快速发展，其中GSM(Global for System communication)系统是目前基于时分多址技术的移动通讯体制中比较成熟、完善、应用最广泛的一种系统。SMS(Short Message Service)短信息服务是GSM系统中提供的一种GSM终端（手机）之间，通过服务中心(Service Center)进行文本信息收发的应用服务，其中服务中心完成信息的存储和转发功能。短信息服务作为GSM网络的一种基本业务，它具有传输速度快、费用低、不占用语音通信通道等优点，已得到越来越多的系统运营商和系统开发商的重视，所以具有实时传输数据功能的短消息应用得到了迅速普及。以GSM网络作为数据无线传输网络，可以开发出多种前景极其乐观的各类应用，如无线数据的双向传送、无线远程检测和控制等。利用GSM短信息系统进行无线通信，性能稳定，为远程数据传送和监控设备的通信提供了一个强大的支持平台。随着手机用户的不断增多，手机作为一种贴身物品，可供开发的潜力几乎是无限的，因此，通过手机远程控制家电成为家电行业近期的主要动向，国内外各大家电行业也相继推出了相关产品。而且短消息的收费十分低廉，无论距离的远近，接收方免费接收短消息，发送一条短消息网内收费0.1元，网间收费0.15元。并且发送一定量的短消息运营商会给出一定的优惠政策。针对在近阶段，无论是国内还是国外的网络电器，其价格昂贵这一点，我设想：利用GSM的短消息业务，设计一个低价位的控制组件，使用该组件实现对住宅内家用电器实现远程控制，并可当作家庭电话使用！基于GSM短消息的远程家电控制系统，其系统原理图1-1所示：手机短信GSM网络短信息服务中心GSM网络控制组件（AT89S52、TC35模块）家用电器1家用电器3家用电器2家用电器4手机、固定电话LCD12864、麦克风、喇叭电路图1-1 系统结构图用户端(手机)不需要使用任何应用程序，对机种和操作系统也无任何要求。将该控制组件作为与其它电器的接口，由用户端(手机)向控制组件发送短消息，控制组件接收并读取短信内容，并对其进行解码，并根据短信内容对家用电器的ONOFF实现控制，而且还可以跟其它手机/固定电话通讯！本设计方案具有如下特点：1、操作方便，通过手机短信控制家电在很多时候比其它手段更加方便；2、对现有家电兼容性较强；3、低成本方案，可定制性强，有利于实现商品化；4、可以当作家庭电话使用。第二章 系统结构及工作原理随着电子技术的发展、信息服务的普及，人们生活水平越来越高，人们的生活节奏越来越快，由此，基于GSM模块的远程家电控制应运而生！2.1 模块的选择常用的GSM模块有TC35、TC35I、MC35、MC35I。2.1.1 方案一采用TC35系列模块。TC35是Siemens公司推出的新一代无线通信GSM模块，可以快速安全可靠地实现系统方案中的数据、语音传输、短消息服务(Short Message Service)和传真。模块的工作电压为3.3 5.5V，可以工作在900MHz和1800MHz两个频段，所在频段功耗分别为2W（900M）和1W（1800M）。模块有AT命令集接口，支持文本和PDU模式的短消息、第三组的二类传真以及2.4k，4.8k，9.6k的非透明模式。此外，该模块还具有电话簿功能、多方通话，漫游检测等功能，常用工作模式有省电模式、IDLE、TALK等模式。通过独特的40引脚的ZIF连接器，实现电源连接、指令、数据、语音信号及控制信号的双向传输。通过ZIF连接器及50天线连接器，可分别连接SIM卡支架和天线。TC35I和TC35的区别在于外形、体积、电压都不同，TC35I的功耗比TC35要小一些，价格比TC35贵一些。2.1.2 方案二采用MC35系列模块。MC35是西门子公司的第一款GPRS模块，MC35 包括了TC35 的所有功能，支持GPRS 技术，MC35I比MC35的速度要快，价格比TC35I、MC35贵！综上所述，方案一适合做远程家电控制器，它不仅价格便宜，而且性能稳定，足以胜任远程遥控！由于对MCU的运行速度、容量要求不高，为此，我选择单片机AT89S52作为主控芯片。2.2 系统的组成及功能介绍本系统由单片机外围电路和GSM模块电路组成。单片机外围电路除了包括单片机正常工作所必须的元件外，还包括键盘、复位及继电器控制电路等，GSM模块电路由TC35及其外围电路组成。在此以发光二极管的亮/灭来模拟家用电器的开/关作，此系统有两大功能：一、 用手机向TC35上的SIM卡发送启动/关闭发光二极管的信息，经单片机处理后，将正式启动/关闭发光二极管，当启动/关闭成功后，系统会向手机返回启动/关闭成功的信息。二、 用手机/固定电话拨打TC35上的SIM卡的号码，单片机接收处理后会启动哄鸣器，让它时断时续地鸣响，而且LCD12864上会显示来电号码，按下接听/挂机，即可进行通话/挂机。反过来也可通过按键来拨打手机/固定电话，以进行通讯。系统具体实现过程如图2-1所示：手机短信手机/固定电话LCD12864麦克风音响、哄鸣器TC35模块AT89S52继电器发光二极管图2-1 系统框图2.3 系统的工作原理TC35模块板通过它的串口通讯脚（18脚RXD、19脚TXD）与AT89S52串行口通信引脚（10脚P30_RXD、11脚P31_TXD）相连接进行通信。AT89S52串行口的结构由串行口控制寄存器SCON、发送和接收电路等组成。SCON各位定义1：（见图2-2）位地址9F9E9D9C9B9A9998SCONSM0SM1SM2RENTB8RB8TIRI接收中断标志发送中断标志接收数据第9位发送数据第9位接收控制0：禁止接收1：允许接收多机通信0：单机对单机0：多机通信见表2-1图2-2 SCON各位定义 SM0和SM1：串行方式控制位，用于设定串行口的工作方式，如表2-1所列：表2-1 串行口的工作方式和所用波特率对照表SM0 SM1相应工作方式说明所用波特率0 0方式0同步移位寄存器fosc/120 1方式111位异步收发（双机通信）由定时器控制1 0方式212位异步收发（多机通信）fosc/32或fosc/641 1方式312位异步收发（多机通信）由定时器控制SM2：多机通信控制位，主要在方式2和方式3下使用。REN：允许接收控制位。TB8：发送数据第9位，用于在方式2和方式3时存放发送数据第9位。RB8：接收数据第9位，用于在方式2和方式3时存放接收数据第9位。TI：发送中断标志位，用于指示一帧数据发送是否完成。RI：接收中断标志位，用于指示一帧数据接收是否完成。PCON各位定义1：（见图2-3）位地址8E8D8C8B8A898887PCONSMOD-GF1GF0PDIDL空闲控制位0：单机对单机0：多机通信掉电控制位0：单机对单机0：多机通信波特率选择位0：单机对单机0：多机通信通用标志位图2-3 PCON各位定义SMOD：为波特率选择位，在方式1、方式2和方式3时，串行通信波特率和成正比。PCON中的其余各位用于AT89S52的电源控制。串行口的通信波特率计算1：本系统中52单片机选择11.0592 MHz晶振，TC35模块的波特率选择9600 bps。单片机与TC35的波特率一定要匹配：波特率/32(fosc/12)(1/( -初值)SMOD0（波特率不加倍），fosc=11.0592MHz，K=8（定时器T1为方式2），初值253，即TH1TL10xfd。第三章 系统硬件设计3.1家电控制器的总体结构系统主要功能为：实现中文短消息的收发，根据接收到的短消息控制相应的家电，实现对家用电器的远程控制。它主要由GSM模块TC35、单片机AT89S52及固态继电器T73-5V等组成。整个硬件系统的框图如下图3-1所示：CCVCCCCRSTCCCLKCCCI/OCCGNDZIF40PINTXDRXDSYNCIGTSIM 单 TXD片机 RXDLEDIGT电路电源电路（LM7805、LM2576-5V）PC机按键LCD12864继电器麦克风音响哄鸣器TC35LED接线柱图3-1 硬件系统框图3.2 TC35通信模块及外围电路3.2.1TC35模块内部结构TC35模块是德国SIEMENS公司生产的高性能通信模块，主要由GSM基带处理器、GSM射频模块、供电模块(ASIC)、闪存、ZIF连接器、天线接口六部分组成。GSM 模块电流变化非常大，空闲时电流小于 3mA，在通话期间电流最大可达到2A，这就对供电电路提出了较高的要求。TC35模块的内部结构如下图3-2所示：天线接口闪存 flashGSM射频模块40 PINZIF连接器GSM基带处理器供电模块(ASIC)SIEMENS GSM模块 TC35天线 图3-2 TC35模块的内部结构3.2.2TC35模块引脚功能介绍TC35共有40个引脚，通过一个ZIF(Zero Insertion Force)连接器引出。1-14脚为电源部分，其中1-5为电源电压输入端VBATT十，6-10为地GND,11、 12为充电引脚，13对外输出电压(供外电路使用)，14为ACCU/TEMP接负温度系数的热敏电阻。16-23脚为数据输入/输出，分别为DSRO、 RINGO、 RXDO、 TXDO、CTSO、 RTSO、DTRO和DCDO。24-29为SIM卡引脚，分别为CCIN、 CCRST、CCIO、CCCLK、 CCVCC和CCGND。33-40为语音接口用来接电话手柄。15、 30、31和32脚为控制部分，15为启动线IGT(Ignition)，当TC35通电后必须给IGT一个大于100ms低电平，模块才启动， 30为RTC backup, 31为Power down, 32为 SYNC。具体引脚图如下图3-3图所示：图3-3 TC35引脚图3.2.3TC35外围硬件4 TC35外围电路主要由电源电路、IGT启动电路、数据通信电路、语音电路和SIM卡电路组成。（见附录图）1、电源电源电路分为单片机电源和开关稳压电源模块两部分 1）单片机电源LM7805：单片机电源主要为整个系统提供5V工作电压，同时产生其他电路所需要的高电平，它由三端电源模块LM7805将外部双12V交流电源经整流后变成+12V直流电源，最后转换为+5V。如图3-4所示：图3-4 LM7805电源2）开关稳压电源模块LM2576LM2576是美国国家半导体公司生产的3A电流输出降压开关型集成稳压电路，它内含固定频率振荡器 (52kHz)和基准稳压器 (1. 23V)，具有完善的保护电路，包括电流限制及热关断电路等，利用该器件只需极少的外围器件便可构成高效稳压电路，符合TC35系统工作要求。LM2576系列开关稳压集成电路的主要特性如下:有3.3V, 5V, 12V, 15V和可调电压输出多种系列; 最少只需要4个外围元件，可达3A的输出电流 内部振荡器产生52KHz的固定频率;BUCK式降压器，转换效率75%-88%;具有过热和过流保护; LM2576的引脚 ，如3-5图所示:图3-5 LM2576引脚图具体电路图如图3-6所示：图3-6 LM2576电源2、启动（IGT）对于TC35控制，IGT信号非常重要，只有正确的IGT信号才可以使TC35正常运行。系统加电后，为使TC35进入工作状态，必须给IGT (15脚)加一个延时大于100ms的低脉冲，电平下降持续时间不可超过1ms。驱动IGT时，TC35供电电压不能低于3. 3V，否则TC35不能激活。如图3-7所示：图3-7 IGT启动电路3、数据通信（与PC机调试用）数据通信电路主要完成短消息收发、与PC机通信、软件流控制等功能。TC35数据接口采用串行异步收发，符合RS-232接口电路标准，工作在CMOS电平(2. 65V)。数据接口配置为8位数据位、1位停止位、无校验位，可以在300bps-115kbps的波特率下运行。 实际上RS-232C的25条引线中有许多是很少使用的，在计算机与终端通讯中一般只使用39条引线。RS-232C最常用的9条引线的信号功能见表3-1所示。表3-1 RS-232接口9针串口 (DB9)25针串口 (DB25)针号功能说明缩写针号功能说明缩写1数据载波检测DCD8数据载波检测DCD2接收数据RXD3接收数据RXD3发送数据TXD2发送数据TXD4数据终端准备DTR20数据终端准备DTR5信号地GND7信号地GND6数据设备准备好DSR6数据设备准备好DSR7请求发送RTS4请求发送RST8清除发送CTS5清除发送CTS9振铃指示DELL22振铃指示DELL跟电脑通信时只用到“发送数据” 、“接收数据”和“信号地”三根线 ，故采用DB-9的9芯插头座。(3）电平转换芯片MAX232MAX232内部有电压倍增电路和转换电路，只需+5V电源便可实现TTL电平与RS-232C电平转换，使用起来十分方便。一个MAX232可连接两对收/发线，从而完成双向电平转换，其中TTL / CMOS电平为OV-5V, RS-2323C电平为一IOV-+IOV. TC35数据通信电路以TI公司的MAX232芯片为核心，实现电平转换及串口通信功能。现选用其中一路发送/接收，R20UT接AT89S52的TXD, T2IN接AT89S52的RXD,T20UT接PC机的TXD, R2IN接PC机的发送端RXD。因为MAX232具有驱动能力，所以不需要外加驱动电路。在MAX232与ZIF连接器相应引脚连接时，要注意发送、接收引脚连接正确。TC35模块通过RS-232接口各引脚输出的信号有RXDO、 CTSO、DSRO、DCDO、RINGO，输入的信号为TXDO、RTSO、DTRO。如图3-8所示：图3-8 MAX232电平转换电路4、语音通信由于TC35的GSM基带处理器内集成了音频滤波、ADC, DAC、语音合成等部分，所以模块语音接口的外围电路连接相对简单。TC35有两个语音接口，每个接口均有模拟麦克输入和模拟耳机输出。麦克输入可直接外接能用的手机话筒小咪，耳机输出可外接TDA7264功放电路。 TDA7264是AB级双音频功率放大器, 以MULTIWATT形式封装, 为Hi-Fi音乐设备和电视机的高质量音频应用而特别设计。它具有宽供电电压范围 (最高可达50V)，大输出功率，当THD = 10%, RL = 8, Vs = 20V时,输出25+25W；开/关机时无脉冲噪声；静音(消除脉冲噪声)；待机特性(低IQ)；仅需很少的外部元件。如图3-9所示：图3-9 TDA7264功放电路5、SIM卡基带处理器集成了一个与ISO 7816-3 IC Card标准兼容的SIM接口。为了适合外部的SIM接口，该接口连接到主接口(ZIF连接器)。TC35在ZIF连接器上为SIM卡接口预留了6个引脚，所添加的CCIN引脚用来检测SIM卡支架中是否插有SIM卡。当插入SIM卡，该引脚置为高电平，系统方可进入正常工作状态。但是目前移动运营商所提供的SIM卡均无CCIN引脚，所以在设计电路时将引脚CCIN与CCVCC相连。SIM卡引脚定义图如下图3-10所示： 连结方式- （接27脚）CLK（接26脚）I/O（斜角）|1、CCVCC 4、CCGND | （接25脚）RST（悬空）VPP|2、CCRST 5、CCVPP | （接28脚）VCC（接29脚）GND|3、CCCLK 6、CCIO / - 注：CCVPP不接。 图3-10 SIM卡引脚定义图具体电路如图3-11所示：图3-11 SIM卡电路3.2.4 TC35连机通信1、TC35跟PC机连机调试TC35模块通过AT命令与单片机通信。本系统中用到的AT指令如表3-2所示：表3-2 AT指令表指令缩写指令功能ATTC35连机指令，如：AT回车ATD拨号电话，如：ATD10086；回车ATH挂机，如：ATH回车ATA接电话，如：ATA回车AT+CREG获得手机的注册状态。如：AT+CREG? 回车AT+CSCA短信息中心地址，如：AT+CSCA？回车AT+CMGF短信格式，如：如：AT+CMGF=1回车（文本） AT+CMGF=0回车（PDU）AT+CNMI新信息指示，如：AT+CNMI=2,1回车AT+CMGL列出存储的信息，如：AT+CMGL回车AT+CMGS发送信息，如：AT+CMGS=28回车AT+CMGD删除短信息，如：AT+CMGD=1回车AT+CLCC读取来电，如：AT+CLCC回车任何一个TC35首次使用时，必须要测试其工作是否正常，由于其自带RS232接口，所以我们要用PC机的串口调试软件调试。（1）启动串口调试软件串口调试软件有很多，可以使用任意一款软件，也可以使用WINDOWS自带的“超级终端” 。设置波特率为19.2Kbps，这是TC35的默认波特率，首次连机也可从2.4K57.6Kbps不断测试，直到TC35应答。（2）发送“AT” AT回车（3）改变波特率“AT+IPS=XXXX” TC35的默认波特率是19.2Kbps，实际使用时，可以改成9.6K或38.4Kbps，方法如下：AT+IPS=9600回车2、TC35跟单片机AT89S52连机（1）设置单片机和TC35模块的通信波特率9600bps。（2）发送握手命令，ATrn（3）读取注册状态，AT+CREG?rn（4）读取短信中心号码，AT+CSCA?rn（5）读取来电，AT+CLCCrn3、短信消息与Unicode编码方式 GSM移动电话有三种接口协议控制SMS功能，分别为Block Mode(阻塞模式)、Text Mode(ASCII模式)、PDU Mode(二进制模式)。阻塞模式适用于连接不是非常可靠的情况。ASCII模式是基于AT命令的接口协议，适用于非智能的终端和一些基于命令结构的应用软件。PDU 模式是以16进制编码传输消息块的接口协议，在此模式中，短消息(包 括短消息的头部分)都是经过16进制编码的，只有0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、 A、B、C、D、E、F这些字符是允许的。Unicode是一种统一字符编码标准，采用双字节对字符进行编码，汉字的十六进制PDU编码直接采用汉字的Unicode编码，由于汉字的编码是十六位的，当中英文出现在同一短消息的时候，中文每个汉字是十六位的，但是字母和数字是八位的编码，这时统一采用十六位编码，也就是在八位的ASCII码前面补0。61H是“a”的ASCII码，补齐+六位后的Unicode编码为0061H。本系统采用PDU模式进行收发短消息，统一使用Unicode的编码形式。下面举例说明PDU串的结构和编排方式：例如，需要发送信息 “成功开启”到手机 13471401876，单片机首先通过串口向模块发送数据串AT+CMGS=22，然后单片机等待模块返回 ASCII 字 符 “”，然后输入PDU数据： 0891683108704705F011000B813174411078F60008A7086210529F5F00542F。 对各个数据域进行分析如下表3-3所示：表 3.3 发送信息的PDU串分析数据说明08短信服务中心所占字节数91国际格式号码(在前面加“+”)683108704705F0短信中心号码为 “8613800774500 ，经过了位移处理，将相邻的两位数字颠倒，如86换为68, 13换为31, 80换为08等，可将号码还原。字母F是指字符串长度要减111文件头字节，一般设为1100模块使用SIM卡中己存的短消息中心号码0B发送方地址信息81国内格式号码3174411078F6短信目标号码为 “8613471401876 ，经过了位移处理，将相邻的两位数字颠倒，如86换为68, 13换为31, 47换为74等，可将号码还原。字母F是指字符串长度要减100协议标志，一般设为0008编码方案，使用Unicode编码类型A7短消息有效日期08实际短消息内容长度6210529F5F00542F短消息内容“成功开启”，如:“成”的Unicode编码为 “6210”，“功”的Unicode编码为 “529F”, “开”的 Unicode编码为“5F00”，“启”的 Unicode编码为“542F” 。结束符0X1A单片机可以通过读指令 AT+CMGL来读取 SIM未读短消息。例如读取的短消息是由手机号码为13607654321的用户发送的“一” 。 则 模 块 返 回 给 单 片机 的 PDU 串为：0891683108704705F0240D91683174411078F6260890016202538223024E09对各个数据域进行分析如下表3-4所示：表3-4接收信息的PDU串分析数据说明08短信服务中心所占字节数91国际格式号码(在前面加“+”)683108701705F0短消息服务中心号码24信息头字节0D发送方地址信息91国际格式号码(在前面加“十”)683174411078F6发送方手机号码26协议标志08编码方案，使用Unicode编码类型90016202538223时间表示2009年10月26日20点35分28秒，+8时区02信息长度4E09短消息内容 “三”3.3 单片机控制部分电路3.3.1单片机介绍AT89S52是一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K 在系统可编程Flash 存储器。使用Atmel公司高密度非易失性存储器技术制造，与工业80C51 产品指令和引脚完全兼容。片上Flash允许程序存储器在系统可编程，亦适于常规编程器。在单芯片上，拥有灵巧的8 位CPU 和在系统可编程Flash，使得AT89S52为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案。AT89S52具有以下标准功能：8k字节Flash，256字节RAM，32 位I/O 口线，看门狗定时器，2 个数据指针，三个16 位定时器/计数器，一个6向量2级中断结构，全双工串行口，片内晶振及时钟电路。另外，AT89S52 可降至0Hz 静态逻辑操作，支持2种软件可选择节电模式。空闲模式下，CPU停止工作，允许RAM、定时器/计数器、串口、中断继续工作。掉电保护方式下，RAM内容被保存，振荡器被冻结，单片机一切工作停止，直到下一个中断或硬件复位为止。单片机与TC35串口串行通信： 连线单片机和TC35通信模块连接时要注意，相应的RXD,TXD对应直接相连，且两者间要加上2K的分压电阻。 工作方式 由于TC35通信模块的数据接口配置为8位数据位、1位停止位、无校验位，所以单片机的串行口工作在方式1。 波特率设定 方式1的波特率=振荡器频率/32x 12x(256-TH 1)。系统的晶振为11.0592M，波特率为9600bps,所以THI =FDH。3.3.2 单片机外围硬件单片机部分是提供单片机工作的基本电路，主要由MCU、复位电路、晶振电路、LCD显示电路、继电器控制电路组成。（见附录图）单片机单片机作为主控单元，在系统中起着核心作用，在本系统中单片机主要控制TC35模块的启动时序、AT指令的发送、数据接收和继电器的输入电平。单片机通过串口与TC35模块通信，包括传送命令和传输数据，通过正确的AT指令对TC35模块进行初始化和通信数据的接收发送。系统上电以后，首先由单片机控制启动TC35，若SIM卡正确安装，则控制板上的LED会快速闪烁，反之会慢慢闪烁。然后由单片机控制TC35完成模块的初始化。当有新短消息到达时，由TC35模块向单片机发送指令，单片机读取短信内容，并对其进行解码，并根据短信内容控制IO口输出高低电平，控制继电器动作，完成对家用电器开启与关闭的控制，然后重复上述过程。复位电路1单片机在工作之前有个复位的过程，一般的复位只需要5ms的时间，只要在单片机的RET引脚上加上高电平就可进行复。如图3-12所示：图3-12 单片机复位电路晶振电路1作为单片机的时钟基准，XTAL1与XTAL2分别为用作片内振荡器的反向放大器的输入和输出，参阅相关手册，选用外部石英晶振，晶振频率为11.0592M。如图3-13所示： 图3-14 晶振电路ISP串行接口电路本芯片是以Atmel高密度非易失性存储器技术生产的，支持在线编程。片内ISP-Flash允许程序存储器通过ISP串行接口进行编程。本系统软件开发使用自制的M8下载器下载Hex文件到单片机中。LCD12864显示电路本系统所用的LCD是FYD12864-0402B，是一种具有4位/8位并行、2线或3线串行多种接口方式，内部含有国标一级、二级简体中文字库的点阵图形液晶显示模块：其分辨率为12864,内置8192个16*16点汉字，和128个16*8点ASCII字符集，利用该模块灵活的接口方式和简单、方便的操作指令，可构成全中文人机交互图形界面，可以显示84行1616点阵的汉字，也可完成图形显示。低电压低功耗是其又一显著特点，由该模块构成的液晶显示方案与同类型的图形点阵液晶显示模块相比，不论硬件电路结构或显示程序都要简洁得多，且该模块的价格也略低于相同点阵的图形液晶模块。该模块可分串口、并口通讯方式，本系统采用串口方式通讯。如图3-15所示：图3-15 LCD12864电路继电器控制电路单片机是一个弱电器件，一般情况下它们大都工作在5V甚至更低，驱动电流在mA级以下。而要把它用于一些大功率场合，如控制继电器，必须加三极管驱动，如8050。如图3-16所示：图3-16 继电器控制电路45第四章 系统软件设计单片机系统除了必要的硬件支持外，还需要进行软件设计。主要由主程序、数据查询程序、按键处理程序等组成。4.1主程序设计主程序是对整个系统框架的描述。本系统的主程序的功能是上电后，完成系统的初始化，等待控制端信息命令的到达，并根据信息内容完成响应的动作。主程序流程图如下图4-1所示：开始串口初始化程序LCD初始化程序启动TC35程序TC35注册程序清除缓存程序按键处理程序接收数据程序数据查询程序YN串口中断处理程序图4-1 主程序流程图4.2数据查询程序数据查询程序主要检测控制端是否有命令，若有则执行，若无则返回。程序流程图如下图4-2所示：读取信息读取来电LCD显示来电号码、哄鸣器响接收数据程序返回信息LED1亮/ LED2亮/ LED3亮/ LED4亮/ LED1、LED2、 LED3、LED3灭、自动删除第1条信息YYN有SM？有RING？有4E00(一)/4E8C(二)/4E09(三)/ 56DB (四)/ 4E94 (五)？Y图4-2 数据查询程序流程图4.3按键处理程序按键处理程序主要用来拨打/接听电话。程序流程图如下图4-3所示：Y按下的按键数存入数组telep发送ATD/ATA/ATHN09数字键按下？按清屏键？按拨号/接听/挂机？串口中断处理程序NNY图4-3 按键处理程序流程图第五章 硬件测试与分析5.1 LED指示灯及功能按键在TC35模块板上有三个LED发光二极管和一个启动模块按键，靠近散热片的那两个LED分别是TC35模块和52控制板的电源指示灯，另外一个是SIM卡的指示灯，用以显示的是TC35的工作状态：1 LED灯灭，表示TC35电源关闭，处于休眠、报警或单纯的充电模式；2 600ms亮/600ms灭，表示未插入SIM卡，或者个人身份未登记/已注销，或者网络正在搜寻中，或者正在进行用户身份鉴定，或者网络注册正在进行中；3 75ms亮/3s灭，表示网络注册成功（控制通道和用户交换信息完成），无来电；4LED灯亮，依据不同的呼叫类型：声音呼叫，数据呼叫，在建立或者完毕时的状态。在52控制板上有挂机、拨号、接听、时间设置、清屏5个功能按键和09数字按键，分布图如5-1图所示：挂机拨号1023456789接听时间清屏复位S2图5-1 按键分布图5.2远程家电控制将SIM卡（设该卡的号码为13481411925）正确插入TC35模块板上的SIM卡卡座，并用排线将模块板与AT89S52控制板上对应的插线柱连接好，按下按键S1（TC35复位按键），启动TC35模块，观察模块板上的SIM卡指示灯是否正常（75ms亮/3s灭，网络注册成功），然后按一下控制板上的复位按键S2，最后再检查一下模块板上的SIM卡指示灯是否正常。如果正常就可以进行硬件调试。比如用手机（号码为13471401876）编辑一条信息（如“一”）发送到TC35模块板，经过52控制解码后控制相应的继电器工作，进而控制家用电器，本系统只用LED发光二极管模拟家用电器。具体操作如下表5-1所示：表5-1 远程家电控制手机发送信息内容家用电器（LED模拟）工作状态手机接收到信息内容一LED1亮、信息自动删除成功开启二LED2亮、信息自动删除成功开启三LED3亮、信息自动删除成功开启四LED4亮、信息自动删除成功开启五LED1、LED2、LED3、LED4均灭，信息自动删除成功关闭5.3远程语音通信首先检查TC35模块板和52控制板是否正常工作，如果正常就可以进行通信，然后将音频线和话筒线接好，并打开音响电源。例如用TC35模块板拨打手机13481411925，按键图如5-1图所示，首先按下“清屏”键，进入按键控制程序，再依次按下数字键“1”、“3”、“4”、“8”、“1”、“4”、“1”、“1”、“9”、“2”、“5”，同时LCD12864上第2行和第3行会显示按下的电话号码，如中途按错号码可按单片机复位键S2重新按。以此类推，可拨打其他号码。将电话号码输入完整（在LCD12864的第四行可以看到所拨打的电话号码）后就可以按下拨号键，等待通话。具体实现过程如下表5-2所示：表5-2 远程通信按键按下LCD上显示TC35工作状态0显示0并存到数组telep1显示1并存到数组telep2显示2并存到数组telep3显示3并存到数组telep4显示4并存到数组telep5显示5并存到数组telep6显示6并存到数组telep7显示7并存到数组telep8显示8并存到数组telep9显示9并存到数组telep接听显示通话当中发送ATA挂机显示通话结束发送ATH拨打拨打telep（电话号码13481411925）ATD telep（电话号码13481411925）; 当有来电时，LCD12864上的第四行上会显示来电号码，而且哄鸣器会时断时继地响，如果想接听可以按下接听键即可进行通话，反之按挂机键。5.4时间设置如设置时间为：09年12月11日20点30分依次按下数字键0、9、1、2、1、1、2、0、3、0，再按下功能按键时间，最后按下复位键即可！具体实现如下：表5-2 时间设置按键按下LCD上显示TC35工作状态00并存到数组time11并存到数组time22并存到数组time33并存到数组time44并存到数组time55并存到数组time66并存到数组time77并存到数组time88并存到数组time99并存到数组time时间LCD12864上的第四行显示数组time发送AT+CCLK=“09/12/11，20：30：00”（数组time）第六章 结论本文所做的主要工作是：围绕“单片机控制GSM模块收发短信这一热点课题，阐述了基于GSM短消息的远程家电控制系统的设计方案、开发方法和开发过程，介绍了主要的器件GSM模块TC35和单片机AT89S52的功能特点，讨论了本设计介绍了GSM07系列协议、短信息业务等，包括用AT指令控制TC35模块、对中文短信进行PDU编码等。设计中的远程家电控制系统充分利用了单片机的内部资源，尽可能地提高了可靠性。系统的完成经过了器件选择、原理图设计、PCB制作、系统的软硬件调试等几个阶段。在满足项目要求的前提下，尽可能减少系统的复杂程度。在对远程家电控制系统的开发中还存在的问题和不足：1、远程家电控制系统操控家电功能较单一，使用过程中不能对家电的运作进行监控，存在安全隐患；2、控制组件的操作命令没有较好的用户权限限制，当多用户操作时对家电的安全使用可能会有一定影响；3、控制组件控制的用电器数量少，开发成本高。论文的工作还有许多有待改进之处。在本论文的工作的基础上，未来可能的研究开发方向如下：l、在软件上适当改进操作命令相关程序，尝试由用户自行来设置操控密码，有效的限制了使用权限，保证了家电正常的远程控制；2、在远程家电控制系统设计中增加对用电器运行的相关监控，增加对用电器使用中出现异常情况的报警功能以提高远程控制的安全性；3、根据需要改进软硬件，适当增加用电器数量以降低开发成本。参考文献1 胡汉才.单片机原理及其接口技术（第二版）.北京:清华大学出版社，2004.336-3672 赵兰涛,苏彦华.Delphi串口通信技术与工程实践.北京:人民邮电出版社,2004.1-1773