毕业论文1目 录第一章 绪 论 .21.1 背景介绍 .21.2 相关技术的情况 .21.3 设计的意义 .2第二章 总体设计方案 .32.1 结构设计 .32.2 本设计主要功能流程图 .3第三章 硬件设计模块 .53.1 单片机主控制模块 .53.2 GSM 短信收发模块 .63.3 温度显示模块 .83.4 矩阵键盘模块 .103.5 步进电机仿卷帘机模块 .11第四章 软件设计 .134.1 程序设计总流程图 .134.2 GSM 短信模块程序设计 .144.3 DS18B20 程序设计 .164.4 1602 液晶程序设计 .194.5 矩阵键盘程序设计 .224.6 步进电机程序设计 .24第五章 调试与总结 .275.1 调试 .275.2 总结 .27致 谢 .29参考文献 .30附 录 .31毕业论文2第一章 绪 论1.1 背景介绍2009 年 12 月 8 日傍晚，福兴地某村一位中年妇女到自家大棚上放草帘，由于没有及时停住卷帘机，导致绳子在铁杆上反缠，该妇女去拉绳子时，不慎被绳子缠住围巾，最终被勒住颈部，当场死亡。1.2 相关技术的情况目前使用的温室大棚卷帘机是靠人工送电，以达到控制卷帘机升降的目的，存在着很大的安全隐患。卷帘机本是帮助人们干活的工具，可有时却成了杀人工具，而且不管温室中是否有劳动任务，管理人员必须亲自到温室按动按键实现卷帘机的升降，浪费了时间。1.3 设计的意义本设计以发送短信的方式来控制卷帘机的升降，通过远程控制，就能实现卷帘机的自动升降，一方面可以有效的避免类似上述情况的发生，另一方面可减轻管理人员的劳动强度，在温室中没有劳动任务的时候不必亲自到温室，仅仅为实现大棚帘子的升降，节省了时间。同时本设计外加其他功能，一方面能检测室内温度，将温度以短信的形式发给管理人员，使管理人员能够及时准确的了解温室内的温度情况，及时实现对温室大棚的通风，使作物获得适宜的生长温度，有利于作物的生长；另一功能就是当室内温度过低时，卷帘机能够自动放帘，以保证室内基本恒温，缩短蔬菜生长周期，使蔬菜提前上市，提高经济效益。毕业论文3第二章 总体设计方案温室大棚卷帘机控制系统总体方案设计是根据其功能而设计的，从全局的角度，以系统的观点而进行整体方面的设计，主要由 GSM 短信收发模块、温度显示模块、矩阵键盘设置模块，步进电机模拟卷帘机模块等组成。2.1 结构设计（图 2-1 总体框架结构图）其中 AT89S52 单片机作为本系统的主控制模块。按键设置模块可设置最低报警温度和管理人员手机号码。GSM 模块中的短信内容由单片机进行判别，如读到升起的指令，卷帘机往上卷，若为降指令，则往下卷。同时 18B20 温度传感器将检测到的温度传输到 LCD 显示，温度一旦低于设置的值，单片机发短信给 GSM，提示管理人员降下帘子。2.2 本设计主要功能流程图 AT89S52单片机GSM 短信收发模块1602 液晶显示模块按键设置模块卷帘机升降控制温度检测模块毕业论文4（图 2-2 功能流程图）小节：本章对该设计的总体框架结构体系设计进行了论述，并对该设计的功能通过流程图的形式进行了介绍,硬件及软件模块的设计分别在第三章、第四章给以介绍。毕业论文5第三章 硬件设计模块温室大棚卷帘机控制系统硬件模块主要由单片机主控制模块、GSM 短信收发模块、温度显示模块、按键模块、步进电机仿卷帘机五大模块组成。下面分别对五大模块进行分析。3.1 单片机主控制模块 本模块主要由单片机最小系统搭建而成，主要包括复位电路与时钟电路两大部分，这里单片机主要进行计算，判断，进制转换等一系列工作，也是整个系统中最关键的部分，下面具体介绍一下单片机主控制模块的各个组成。3.1.1 AT89S52 功能简介AT89S52 和 AT89S51（如图）基本是一样的，S52 比 S51 多一个定时器，由于 S52 的定时器 2 不常用，故在此我们讨论 S51，它是一个低功耗，高性能CMOS 8 位单片机，片内含 4k Bytes ISP(In-system programmable)的可反复擦写1000 次的 Flash 只读程序存储器，器件采用 ATMEL 公司的高密度、非易失性存储技术制造，兼容标准 MCS-51 指令系统及 80C51 引脚结构，芯片内集成了通用8 位中央处理器和 ISP Flash 存储单元，功能强大的微型计算机的 AT89S51 可为许多嵌入式控制应用系统提供高性价比的解决方案。AT89S51 具有如下特点：40 个引脚，4k Bytes Flash 片内程序存储器，128 bytes 的随机存取数据存储器（RAM） ，32 个外部双向输入/输出（I/O）口，5 个中断优先级 2 层中断嵌套中断，2 个 16位可编程定时计数器,2 个全双工串行通信口，看门狗（WDT）电路，片内时钟振荡器。毕业论文6( 图 3-1-1 AT89S51 引脚图 ) 3.1.2 复位电路为 确 保 单 片 机 系 统 中 电 路 稳 定 可 靠 工 作 ， 复 位 电 路 是 必 不 可 少 的 部 分 ，复位电路有上电自动复位和按键复位两种，这里采用按键复位。其工作电路图（3.1.2） 。3.1.3 时钟电路时钟电路是单片机工作的心脏，它控制着单片机的工作节奏，单片机就是通过复杂的时序电路完成不同指令功能的。时钟的工作电路图如（3.1.3） 。（ 图 3-1-2 复位电路） （ 图 3-1-3 时钟电路）3.2 GSM 短信收发模块GSM 短信收发的主要功能是收发短信，当温度低于设定的值时自动给管理人员发送短信，给以报警提示，同时接受管理人员回复的短信，通过单片机判断短信内容，控制卷帘机的升降。3.2.1 TC35 模块简介 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 和毕业论文71800MHz 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。3.2.2 TC35 引脚极其用法简介TC35 有 40 个引脚，114 引脚为电源部分，其中 l5 引脚为电源电压输入端 VBATT+610 引脚为电源地 GND，ll12 引脚为充电端，13 引脚为对外输出电压( 供外部电路使用) ， 2429 引脚为 SIM 卡连接端；3340 引脚为语音接口用来接电话手柄。15、30、31 和 32 引脚为控制部分，15 引脚为启动线IGT(Ignition)。当 TC35 通电后必须给 IGT 一个大于 100 mV 的低电平，模块才能启动。30 引脚为 RTC BACK up；31 引脚为掉电控制； 32 引脚为 SYNC，1623引脚为数据输入输出端。启动电路由漏极开路三极管控制。在这里，着重介绍下 SYNC 引脚，因为该引脚可以很好的反映 TC35 的工作状态。SYNC 引脚可以用来输出一个同步信号（synchronization signal） ，也可以在应用时来控制一个 LED 灯的输出状态。 SYNC 端通过一个三极管或门电路来控制 LED。一个简单的电路接法是：SYNC 端通过一电阻接到 NPN 三极管（如 9013）的基极，射极直接接地，集电极通过一个接限流电阻接到 LED 的负端，LED 的正端接 VCC。LED 的工作模式完全类同于同步信号，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】600 ms 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，或者正在进行管理人员身份鉴定，或者网络注册正在进行中 【3】75ms 亮 / 3s 灭，表示网络注册成功（控制通道和管理人员交换信息完成） ，无来电 毕业论文8【4】LED 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。3.3 温度显示模块本模块主要通过 DS18B20 温度传感器采集室内温度，将实时温度显示在LCD 液晶上，并且当温度低于设定温度时，将温度值发送给管理人员，让管理人员知道温室内温度变化。 3.3.1 DS18B20 温度传感器（1）DS18B