MCU51系统设计|基于单片机的GSM安防系统设计(#0432) 嵌入式硬件|单片机

功能描述 1、采用51单片机作为主控芯片；
2、采用LCD1602显示烟雾浓度及温湿度；
3、采用SIM900A模块作为GSM通讯电路；
4、采用MQ2传感器+ADC0832检测烟雾浓度；
5、采用热释电传感器检测人体；
6、布防状态下，检测到人体闯入蜂鸣器进行报警、发送短信（被盗），检测到烟雾浓度超标，发送短信（着火）；
7、可通过按键测试GSM模块功能、布防撤防设置；

电路设计采用Altium Designer作为电路设计工具。Altium Designer通过把原理图设计、PCB绘制编辑、拓扑逻辑自动布线、信号完整性分析和设计输出等技术的完美融合，为设计者提供了全新的设计解决方案，使设计者可以轻松进行设计，熟练使用这一软件必将使电路设计的质量和效率大大提高。

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单片机管脚说明：
P0端口（P0.0-P0.7）：P0口为一个8位漏极开路双向I/O口，每个引脚可吸收8TTL门电流。当P1口的管脚第一次写1时，被定义为高阻输入。P0能够用于外部程序数据存储器，它可以被定义为数据/地址的第八位。在FIASH编程时，P0 口作为原码输入口，当FIASH进行校验时，P0输出原码，此时P0外部必须被拉高。
P1端口（P1.0-P1.7）：P1口是一个内部提供上拉电阻的8位双向I/O口，P1口缓冲器能接收输出4TTL门电流。P1口管脚写入1后，被内部上拉为高电平，可用作输入，P1口被外部下拉为低电平时，将输出电流，这是由于内部上拉的缘故。在FLASH编程和校验时，P1口作为第八位地址接收。
P2端口（P2.0-P2.7）：P2口为一个内部上拉电阻的8位双向I/O口，P2口缓冲器可接收，输出4个TTL门电流，当P2口被写“1”时，其管脚被内部上拉电阻拉高，且作为输入。并因此作为输入时，P2口的管脚被外部拉低，将输出电流。这是由于内部上拉的缘故。P2口，用于外部程序存储器或16位地址外部数据存储器进行存取时，P2口输出地址的高八位。在给出地址“1”时，它利用内部上拉优势，当对外部八位地址数据存储器进行读写时，P2口输出其特殊功能寄存器的内容。P2口在FLASH编程和校验时接收高八位地址信号和控制信号。
P3端口（P3.0-P3.7）：P3口管脚是一个带有内部上拉电阻的8位的双向I/O端口，可接收输出4个TTL门电流。当P3口写入“1”后，它们被内部上拉为高电平，并用作输入。作为输入端时，由于外部下拉为低电平，P3口将输出电流（ILL）。P3口同时为闪烁编程和编程校验接收一些控制信号。
VCC（40）：供电电压，其工作电压为5V。
GND（20）：接地。
RST(9)：复位输入。在振荡器运行时，有两个机器周期（24个振荡周期）以上的高电平出现在此引脚时，将使单片机复位，只要这个引脚保持高电平，51芯片便循环复位。复位后P3.0-P3.7口均置1，引脚表现为高电平，程序计数器和特殊功能寄存器SFR全部清零。当复位脚由高电平变为低电平时，芯片为ROM的00H处开始运行程序。复位操作不会对内部RAM有所影响。
ALE/PROG (30)：当访问外部存储器时，地址锁存允许的输出电平用于锁存地址的地低位字节。在FLASH编程期间，此引脚用于输入编程脉冲。在平时，ALE端以不变的频率周期输出正脉冲信号，此频率为振荡器频率的1/6。因此它可用作对外部输出的脉冲或用于定时目的。然而要注意的是：每当用作外部数据存储器时，将跳过一个ALE脉冲。如果想禁止ALE的输出可在SFR8EH地址上置0。此时， ALE只有在执行MOVX，MOVC指令是ALE才起作用。另外，该引脚被略微拉高。如果微处理器在外部执行状态ALE禁止，则置位无效。
PSEN(29)：外部程序存储器的选通信号。在由外部程序存储器取指令期间，每个机器周期两次PSEN有效。但在访问外部数据存储器时，这两次有效的PSEN信号将不出现。
XTAL1(19)：来自反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入。
XTAL2(18)：来自反向振荡器的输出。
EA/VPP(31)：当EA保持低电平时，则在此期间外部程序存储器（0000H-FFFFH），不管是否有内部程序存储器。注意加密方式1时，EA将内部锁定为RESET；当EA端保持高电平时，此间内部程序存储器。在FLASH编程期间，此引脚也用于施加12V的编程电源（VPP）。

仿真设计采用Proteus作为仿真设计工具。Proteus是一款著名的EDA工具（仿真软件），从原理图布图、代码调试到单片机与外围电路协同仿真，一键切换到PCB设计，真正实现了从概念到产品的完整设计。

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主程序设计

void main(void) { uchar G,S,B; LCD1602_Init(); //1602液晶屏初始化 LCD1602_Display(LINE1,Tab1,0,16); //准备界面 BEE=0; //开机提示 Delay_ms(50); BEE=1; Uart_init(); Delay_ms(500); //等待GSM模块稳定 SendString("AT\r\n"); BEE=0; //提示已稳定 Delay_ms(50); BEE=1; while(1) { LCD1602_Display(LINE1,Tab3,0,16); //准备完毕 LCD1602_Display(LINE2,Tab4,0,13); //准备完毕 smoke=A_D(); RH(); //temp=U8T_data_H; //温度 //shidu=U8RH_data_H; //湿度 if(1) { B=smoke/100; S=smoke%100/10; G=smoke%10; LCD1602_Display(LINE1+9,Tab0,B,1); LCD1602_Display(LINE1+10,Tab0,S,1); LCD1602_Display(LINE1+11,Tab0,G,1); } Delay_ms(100); //第一个按键，打电话测试 if(KEY1==0) { Delay_ms(10); if(KEY1==0) { BEE=0; //提示进入按键 Delay_ms(20); BEE=1; LCD1602_Display(LINE2,Tab5,0,16); SendString("ATD"); //打电话指令 SendString(PhoneNO1); SendASC('; '); SendASC('\r'); //发送回车指令 SendASC('\n'); //发送回车指令 Delay_ms(2000); SendString("ATH\r\n"); //主动挂断 Delay_ms(100); } }

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【MCU51系统设计|基于单片机的GSM安防系统设计(#0432)】