基于单片机的机器人管家论文

1、本科生毕业论文题 目 基于单片机的机器人管家设计 系 别 计算机与信息工程学院 班 级 姓 名 学 号 答辩时间 2015 年 5 月 计算机与信息工程学院0目 录目 录11 前言31.1 课题研究的背景和意义31.2 国内外的研究现状32 系统硬件电路的设计43 核心控制单元AT89S52处理器43.1 AT89S52单片机的主要性能53.2 AT89S52的功能特性描述53.3 AT89S52的引脚功能与封装64 GSM数字移动通信模块TC3594.1 单片机对TC35模块的控制简介94.2 AT指令的介绍115 传感器数据信息采集模块125.1温度传感器模块DS18B20125.1.1

2、DS18B20特点125.1.2 DS18B20引脚及管脚功能介绍135.2 烟雾传感器模块MQ-2气体传感器145.3 红外避障传感器模块146 LCD1602液晶显示模块157 主程序流程图188 结论19参考文献：20谢 辞21附录1：电路原理图22附录2：设计实物图23附录3：主程序部分24基于单片机的机器人管家设计 指导教师：摘要：研究认为，家庭自动化将向着综合自动化和智能自动化发展，“机器人管家”将成为智能家居中的核心部件和关键。本系统以单片机AT89S52作为核心控制模块，由GSM无线通信模块、传感器数据信息采集模块、液晶显示模块组成。通过传感器模块中烟雾传感器和温度传感器采集相

3、关信号，经A/D转换模块转换成单片机可处理的数字信号，将该信号通过GSM短信模块，借助GSM移动网络，以中文短消息，直接把报警地点的情况反映到您的手机屏幕上。该系统安全保密性高，又不需要组建专用网络和维护网络，网络覆盖面广，因此与传统的监控系统相比有着其独特的优势。关键词：机器人管家； AT89S52单片机；GSM网络；传感器The robot housekeeper design based on single chip microcomputer Tutor：Abstract：Studies suggest that home automation will make progress t

4、oward integrated automation and intelligent control automation; robot housekeeper will become an important member of smart home. This system based on AT89S52 MCU as the core control module , which is consist of the GSM wireless communication module, sensor data acquisition module, LCD modu

5、le . By collecting the smoke sensor and temperature sensor signal sensor module，through the A/D converter module into digital signals which a single chip can handle, the signal is through the GSM SMS module，with GSM mobile network, through Chinese short message, directly to the alarm location is ref

6、lected to your mobile phone screen. The theory is very simple and has high security, and there is no need to set up special networks and to maintain them, moreover the area of GSM networks covering is very wide, so this method has many particular advantages over conventional monitoring system. Key w

7、ords: Robot housekeeper; AT89S52 single chip microcomputer； GSM networks；Sensor；1 前言1.1 课题研究的背景和意义随着电子技术的突飞猛进，单片机控制技术已渐渐渗透到电子技术、仪器仪表、自动控制等各个基础范畴。机器人是一个集环境感知、动态决定与规划、行为控制与执行等功能于一体的智能体，在智能控制及自动化控制系统中都有着广泛的使用。本文所要探究的是以单片机为核心的智能家庭自动化。智能家庭自动化，是当下最热门的科技话题之一。纵观智能家居的历史，三代进化，产品更加贴近普通大众的生活，产品的形态也更加灵活多样，智能化的特征

8、也越来越明显。所谓智能家庭自动化，就是智能化的家庭自动化，也有人叫智能家居，在国外常用Smart Home表示系指利用高智能电子技术来控制家中的电子电器设备或能动地处理其他居家信息的系统。由于科学技术和社会发展条件所限，我们目前的家庭自动化主要限于控制家中的电子电器产品或系统，远没有达到智能自动化的目标和效果。目前，只是家庭自动化的初级阶段。在研究中，本文将透过现状，主要将目光投向以机器人管家为中的未来全智能家庭自动化系统的创建上，目的是将智能家居系统推向全新的网络化和智能化层面。1.2 国内外的研究现状 第一代是家庭自动化技术出现和发展的早期，时间段大约在上世纪80年代初到90年代末。科技的

9、进步总是基于人们对美好事物的向往。80年代以来，有些国家已研制出家用机器人。它可以代替人完成端茶、值班、洗碗、扫除以及与人下棋等工作。家庭机器人管家与一般的产业机器人不同，它应是智能的机器人。它靠各种传感器感觉，能懂人的命令,能做出相应的反应,具有灵活的行动。这种机器人的许多技术问题尚未解决。第二代智能家居系统活跃于本世纪的头一个10年。2006年 6月，微软公司推出Microsoft Robotics Studio，机器人模块化、平台统一化的趋势越来越明显，比尔·盖茨预言，家用机器人很快将席卷全球。在国内，家庭自动化一直是各厂家争夺智能家居市场的主战场，我国主要的两大阵营是由海尔主

10、导的e家佳和由联想推动的闪联，两者都获得了工信部的批准，不同的是前者侧重于家庭，后者关注于办公，但最终都聚焦于家庭网络化。随着多种协议和标准的相互竞争，促进了自动化领域的技术繁荣，也推动了智能家居向生活智能化的进程，然而，繁荣的背后也存在着一定的制约因素。目前，市场需要性能稳定、价格适宜、使用方便的智能家庭机器人，这就需要相关企业提供性价比高的实用化、傻瓜化、模块化的智能产品。总结前人的研究成果，提出了基于单片机的机器人管家设计。本文基于单片机及多种传感器原理,AT89S52作为系统检测和控制的核心部分, 小型直流电机L298N作为驱动元件, 实现对机器人小车的智能控制，完成了一个自主式移动机

11、器人的制作。2 系统硬件电路的设计本设计利用烟雾传感器、温度传感器先采集火灾情况，再将报警信息发送给单片机进行处理，然后，LCD液晶显示具体报警信息，由此可以知道具体报警位置及其类型。微处理器通过GSM模块以短信形式将特定报警信息发送于预先设定好的手机号码，通知事主家中安全信息，以便事主及时做出相应措施。 根据系统设计功能的要求，系统可分为4大模块：1)核心控制单元AT89S52模块；2) GSM无线通信模块；3)传感器数据信息采集模块；4)液晶显示模块； 系统原理框图如图2-1所示。液晶显示传感器手机终端GSM传输信息TC35i(GSM短信模块)AT89S52(核心控制)图2-1 系统原理框

12、图3 核心控制单元AT89S52处理器如今，AT89S52作为普通51单片机已广泛应用于各种产品中，其接口简单，方便使用，且功能强大，因此本系统采用AT89S52单片机作为主控制芯片。作为本设计的核心部分之一，由AT89S52担任的主控制器构成了系统的主控模块，它不仅用于设计的硬件实现，对于设计程序的软件输入也起到控制作用，将控制整个机器人管家能否正常工作。3.1 AT89S52单片机的主要性能l 8K字节在系统可编程Flash存储器l 电源工作范围在 4.0V到5.5Vl 1000次擦写周期l 全静态操作：0Hz33Hzl 3级加密程序存储器l 256字节内部RAMl 32个可编程I/O口线

13、l 3个16位定时器/计数器l 8个中断源l 全双工UART串行通道l 低功耗空闲和掉电模式l 掉电后中断可唤醒l 看门狗定时器l 双数据指针l 灵活的在线编程（字节和页模式）l 与各种MCS-51单片机兼容3.2 AT89S52的功能特性描述AT89S52是一个低功耗，高性能CMOS 8位单片机，片内含8k 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。芯片内集成了通用8位中央处理器和ISP Flash存储单元，片上Flash

14、允许程序存储器在系统可编程，亦适于常规编程器，功能强大的AT89S52可为许多控制应用系统提供高灵活、有效的解决方案。    此外，AT89S52可通过软件设置省电模式。空闲模式下，CPU暂停工作，而RAM定时计数器，串行口，外中断系统可继续工作，掉电模式冻结振荡器而保存RAM的数据，单片机一切工作停止， 直到下一个中断或硬件复位为止。停止芯片其他功能直至外中断激活或硬件复位。同时该芯片还具有PDIP、TQFP和PLCC等三种封装形式，以适应不同产品的需求。3.3 AT89S52的引脚功能与封装按照功能，AT89S52的引脚可分为主电源、外接晶体振荡或振荡器以及多

15、功能I/O口、控制和复位等。AT89S52的引脚排列如图3-1所示。图3-1 AT89S52的引脚排列多功能I/O口AT89S52共有四个8位的并行I/O口：P0、P1、P2、P3端口，对应的引脚分别是P0.0P0.7，P1.0P1.7，P2.0P2.7以及P3.0P3.7，共32根I/O线。每根线可以单独用作输入或输出。 P0端口，该口是一个8位漏极开路的双向I/O口。在作为输出口时，每根引脚可以带动8个TTL输入负载。当把“1”写入P0时，则它的引脚可用作高阻抗输入。当对外部程序或数据存储器进行存取时，P0可用作多路复用的低字节地址/数据总线，在该模式，P0口拥有内部上拉电阻。在对Flas

16、h存储器进行编程时，P0用于接收代码字节；在校验时，则输出代码字节；此时需要外加上拉电阻。 P1端口，该口是带有内部上拉电阻的8位双向I/O端口，P1口的输出缓冲器可驱动（吸收或输出电流方式）4个TTL输入。对端口写“1”时，通过内部的上拉电阻把端口拉到高电位，此时可用作输入口。P1口作输入口使用时，因为有内部的上拉电阻，那些被外部信号拉低的引脚会输出一个电流。在对Flash编程和程序校验时，P1口接收低8位地址。另外，P1.0与P1.1可以配置成定时/计数器2的外部计数输入端（P1.0/T2）与定时/计数器2的触发输入端（P1.0/T2EX）。表3-1 P1口管脚复用功能端口引脚复用功能P1

17、.0T2（定时器/计算器2的外部输入端）P1.1T2 EX（定时器/计算器2的外部触发端和双向控制）P1.5MOSI（用于在线编程）P1.6MISO（用于在线编程）P1.7SCK（用于在线编程） P2端口，该口是带有内部上拉电阻的8位双向I/O端口，P2口的输出缓冲器可驱动（吸收或输出电流方式）4个TTL输入。对端口写“1”时，通过内部的上拉电阻把端口拉到高电位，此时可用作输入口。P2口作输入口使用时，因为有内部的上拉电阻，那些被外部信号拉低的引脚会输出一个电流。在访问外部程序存储器或16位的外部数据存储器时，P2口送出高8位地址，在访问8位地址的外部数据存储器时，P2口引脚上的内容（就是专用

18、寄存器（SFR）区中P2寄存器的内容），在整个访问期间不会改变。在对Flash编程和程序校验期间，P2口也接收高位地址或一些控制信号。 P3端口，该口是带有内部上拉电阻的8位双向I/O端口，P3口的输出缓冲器可驱动（吸收或输出电流方式）4个TTL输入。对端口写“1”时，通过内部的上拉电阻把端口拉到高电位，此时可用作输入口。P3口作输入口使用时，因为有内部的上拉电阻，那些被外部信号拉低的引脚会输出一个电流。在AT89S52中，同样P3口还用于一些复用功能，如表3-2所列。在对Flash编程和程序校验期间，P3口还接收一些控制信号。表3-2 P3端口引脚与复用功能表端口引脚复用功能P3.0RXD（

19、串行输入口）P3.1TXD（串行输出口）P3.2（外部中断0）P3.3（外部中断1）P3.4T0（定时器0的外部输入） P3.5T1（定时器1的外部输入） P3.6（外部数据存储器写选通） P3.7（外部数据存储器读选通）RST 复位输入端。在振荡器运行时，在此脚上出现两个机器周期的高电平将使其单片机复位。看门狗定时器（Watchdog）溢出后，该引脚会保持98个振荡周期的高电平。在SFR AUXR（地址8EH）寄存器中的DISRTO位可以用于屏蔽这种功能。DISRTO位的默认状态，是复位高电平输出功能使能。ALE/地址锁存允许信号。在存取外部存储器时，这个输出信号用于锁存低字节地址。在对Fl

20、ash存储器编程时，这条引脚用于输入编程脉冲PROG。一般情况下，ALE是振荡器频率的6分频信号，可用于外部定时或时钟。但是，在对外部数据存储器每次存取中，会跳过一个ALE脉冲。在需要时，可以把地址8EH中的SFR寄存器的0位置为“1”，从而屏蔽ALE的工作。在单片机处于外部执行方式时，对ALE屏蔽位置“1”并不起作用。程序存储器允许信号。它用于读外部程序存储器。当AT89S52在执行来自外部存储器的指令时，每一个机器周期PSEN被激活2次。在对外部数据存储器的每次存取中，PSEN的2次激活会被跳过。/Vpp 外部存取允许信号。为了确保单片机从地址为0000HFFFFH的外部程序存储器中读取代

21、码，故要把EA接到GND端，即地端。但是，如果锁定位1被编程，则EA在复位时被锁存。当执行内部程序时，EA应接到Vcc。在对Flash存储器编程时，这条引脚接收12V编程电压Vpp。XTAL1 振荡器的反相放大器输入，内部时钟工作电路的输入。XTAL2 振荡器的反相放大器输出。4 GSM数字移动通信模块TC35GSM是欧洲邮电管理委员会(CEPT)下属的移动通信特别小组制定的通信协议。目前已建成的覆盖全国的GSM数字蜂窝移动通信网是我国公众通信网的主要方式。短消息服务(SMS)是通过移动网络用手机收发短消息的一种通信机制，SMS采用存储转发模式，短消息发送以后，先要存储在短消息中心(SMC)，

22、然后再由SMC将短消息转发给手机接收方。4.1 单片机对TC35模块的控制简介目前，国内已经开始使用的GSM模块有很多，而且这些模块的功能、用法差别不大。TC35是SIEMENS公司推出的新-代无线通信GSM模块，该模块支持GSM 短信服务，具有功耗低、传输速度快、双频数据接口、集射频电路和基带于一体等特点并且大大缩小了用户产品的体积。设计选用GSM模块TC35i,给出其和PC机的通信电路，实现远程数据的传输。TC35i与GSM2/2兼容、双频（GSM900/GSM1800）、自带RS232数据通讯接口，可以方便地与PC机、单片机连机通讯。该模块及射频电路和基带与一体，向用户提供标准的AT命令

23、接口，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，方便用户的应用开发及设计。该模块的外部接口包括天线接口、电源接口、串行总线接口及SIM卡插座。GSM模块通过异步通信接口实现对SMS的控制，接入协议一共有3种：Block Mode、基于AT命令的文本(TEXT)模式和基于AT命令的协议数据单元(protocol data unit，PDU) 模式。 TC35模块的工作电压一般在3.35.5V,模块的供电电压如果低于3.3V则会自动关机,可以工作在900MHz和1800MHz两个频段,所在频段功耗分别为2W(900M)和1

24、W(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、多方通话以及漫游检测功能,为用户提供快速、可靠、安全的文本数据和语音数据的传输。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。向计算机串口发送AT命令操作TC35i模块的主要步骤如下 ：(1)利用OpenComm()函数初始化串口；(2)选择TC35i GSM MODEM的短

25、信息服务功能；(3)选择短消息存储区(SIM卡/手机内存)；(4)选择接收或发送短消息的格式(TEXT 格式/PDU格式)；(5)设置SIM卡的短信服务中心号码 ；(6)当所有准备就绪后才能发送短信息(一般发送一条短信）。TC35模块主要有六部分组成，分别是：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。作为TC35的核心,基带处理器主要处理GSM终端内的语音、数据信号,并涵盖了蜂窝射频设备中的所有的模拟和数字功能。在不需要额外硬件电路的前提下,可支持FR、HR和EFR语音信道编码。其通信方式如图4-1所示。GSM网络PCRS232RS232手机终端单片

26、机TC3模块TC3模块模块单片机SIM卡SIM卡电源电源图4-1 TC35通信方式 GSM模块中电源电路分为充电电池和稳压电源模块两部分：充电电池部分主要为整个系统提供3.6V的工作电压,同时产生MAX3238所需要的高电平；三端电源模块LM7806主要将外部12V直流电源转换为6V,连到ZIF连接器的11、12引脚,在充电模式下,为TC35i提供6V、500mA的充电电源。启动电路由开漏极三极管和上电复位电路组成。对模块上电10ms后(此时的电池电压须大于3V),为使之正常工作,必须在15脚加时长至少为100ms的低电平信号。启动后,15脚的信号应保持高电平。4.2 AT指令的介绍表4-1

27、常用AT指令AT指令 功 能 AT+CMGCSend an SMS commend(发出一条短信息命令) AT+CMGDDelete SMS message (删除SIM卡内存的信息) AT+CMGF Select SMS message format(选择短消息信息格式：0-PDU；1-文本) AT+CMGLList SMS message from preferred store(列出SIM卡中的短消息格式PDU/TEXT：0“REC UNREAD”为未读，1“REC READ”为已读，2“STOU NSENT”为待发，3“STOSENT”为已发，4“ALL”为全部 AT+CMGRRead

28、 SMS message (读短消息) AT+CMGS Send SMS message (发短消息) AT+CMGWWrite SMS message to memory (向SIM内存中写入待发的短消息) AT+CNMINew SMS message storage(显示新收到的短消息) AT+CPMSPreferred SMS message storage (选择短消息内存) AT+CSCA SMS service center address(短消息中心地址) AT+CSCBSelect cell broadcast message messages (选择蜂窝广播信息) AT+CS

29、MPSet SMS text mode parameters(设置短消息文本模式参数) （1）对于发送短消息指令(AT+CMGS)·采用PDU方式的命令格式：AT+CMGS=<length>PDUF方式只能输入16进制的字符0-9及A-F，按 ctrl-Z发送出去或者按ESC取消发送。·采用TEXT方式的命令格式：AT+CMGS=<da>, <toda>Text方式只能发送文本信息，按ctrl-Z发送出去或者按ESC取消发送。（2）对于选择消息格式(AT+CMGF)短消息可选择TEXT或者PDU格式，当选择PDU格式时，包括所有头信息的短

30、消息以二进制方式传送；当选择TEXT格式时，命令和响应均为ASCII字符。 （3）对于选择短消息存储区(AT+CPMS)命令格式： AT+CPMS=<mem1>,<mem2><mem1 >为“SM”：短消息存储在SIM卡上；<mem2>为“SM”：短消息存储在手机内存里。5 传感器数据信息采集模块传感器数据信息采集模块主要是采集外部信息：温度传感器及烟雾传感器是用来感测外界温度和烟雾的，若超过温度限制及检测到烟雾，则会产生火灾报警信息；再将这些信息传输到AT89S52单片机控制模块，以进行后面的报警操作。5.1温度传感器模块DS18B205.1.

31、1 DS18B20特点(1)单线结构，只需一根信号线和CPU相连。(2)不需要外部元件，直接输出串行数据。(3)温度数字量转换时间 200ms（典型值）。(4)可不需要外部电源，直接通过信号线供电，电源电压范围为3.3V5V。(5)测温精度高，测温范围为：-55+125，在-10+85范围内，精度为±0.5。(6)温度以9位数字量读出，零待机功耗。(7)测温分辨率高，当选用12位转换位数时，温度分辨率可达0.0625。(8)数字量的转换精度及转换时间可通过简单的编程来控制；9位精度的转换时间为93.75 ms；10位精度的转换时间187.5ms；12位精度的转换时间750ms。(9)

32、具有非易失性上、下限报警设定的功能，用户可方便地通过编程修改上、下限的数值。(10)应用包括温度控制、工业系统、消费品、温度计或任何热感测系统。(11)可通过报警搜索命令识别哪片DS18B20采集的温度超越上、下限。5.1.2 DS18B20引脚及管脚功能介绍DS18B20的常用封装有3脚、8脚、16脚等几种形式。各引脚功能如下：DQ：数字信号输入/输出端。GND：电源地端。VDD：外接供电电源输入端。DS18B20内部结构简要介绍：DS18B20的内部结构主要有64位光刻ROM、温度传感器、非易失性温度报警触发器TH和TL、配置寄存器等组成。（1）64位光刻ROM是生产厂家给每一个出厂的DS

33、18820命名的产品序列号，可以看作为该器件的地址序列号。其作用是使每一个出厂的DS18820地址序列号都各不相同，这样，就可以实现一根总线上挂接多个DS18820的目的。（2）DS18B20中的温度传感器完成对温度的测量，输出格式为：16位符号扩展的二进制补码。当测温精度设置为12位时，分辨率为0.0625，即0.0625/LSB。其中，S为符号位，S=1，表示温度 为负值；S=0，表示温度为正值。例如+125的数字输出为07D0H，-55的数字输出为FC90H。（3）DS18B20中的低温触发器TL、高温触发器TH，用于设置低温、高温的报警数值。DS18B20完成一个周期的温度测量后，将测

34、得的温度值和TL、TH相比较，如果小于TL，或大于TH，则表示温度越限，将该器件内的告警标志位置位，并对主机发出的告警搜索命令做出响应。需要修改上、下限温度值时，只需使用一个功能命令即可对TL、TH写入，十分方便。（4）DS18B20中的高速暂存器是一个9字节的存储器。 开始两个字节为被测温度的数字量，第3、4、5字节分别为TH、TL、配置寄存器的复制，每一次上电复位时被重写。配置寄存器有R0、R1组成，其值决定温度转换的精度位数、转换时间等。第7字节为测温计数的剩余值。第8字节为测温时每度的计数值。第9 字节读出的是前8个字节的CRC校验码，通过此码，可判断通讯是否正确。5.2 烟雾传感器模

35、块MQ-2气体传感器MQ-2烟雾传感器，在可燃气体或烟雾中MQ-2烟雾传感器的电阻会有相应的变化。MQ-2气敏元件由微型AL2O3陶瓷管、SnO2敏感层,测量电极和加热器构成的敏感元件固定在塑料或不锈钢制成的腔体内，加热器为气敏元件提供了必要的工作条件。封装好的气敏元件有6只针状管脚，其中4个用于信号取出，2个用于提供加热电流。MQ-2气体传感器的优点：灵敏度高，性能稳定，对烟雾固体小颗粒灵敏度高，价格较低。而且驱动电路简单。MQ-2气体传感器的缺点：管脚较多有6个，需要电流提前加热功能才更好。其结构框图如图5-1所示。图5-1 MQ-2结构框图 5.3 红外避障传感器模块红外避障传感器/距离

36、可调3-80cm，这是一种集发射与接收于一体的光电传感器。检测距离可以根据要求进行调节。该传感器具有探测距离远、受可见光干扰小、价格便宜、易于装配、使用方便等特点，可以广泛应用于机器人避障、流水线计件等众多场合。避障传感器的工作原理，和循迹传感器工作原理基本相同，利用物体的反射性质。在一定范围内，如果没有障碍物，发射出去的红外线，因为传播距离越远而逐渐减弱，最后消失。反之，如果有障碍物，红外线遇到障碍物，被反射到达传感器接收头。传感器检测到这一信号，就可以确认正前方有障碍物，并送给单片机，单片机进行一系列的处理分析，协调机器人管家的两轮工作，完成一个漂亮的躲避障碍物动作，6 LCD1602液晶

37、显示模块LCD1602液晶显示器模块，有微功耗、体积小、显示内容丰富、超薄轻巧等诸多优点，最大程度上的方便大家，使得该系统更加人性化。且LCD1602液晶显示器在袖珍式仪表和低功耗应用系统中得到越来越广泛的应用。故采用LCD1602液晶显示器。表6-1 LCD1602的主要技术参数显示容量16×2个字符（STN型）模块最佳工作电压5.0V工作电压4.85.2V字符尺寸工作电流2.0mA(5.0V)工作温度 0+50°C 背光源颜色黄绿存储温度-20+70°C 背光源电流<150mA 根据显示的容量可以分为1行16个字、2行16个字、2行20个字等字符图形，这

38、些字符有：阿拉伯数字、英文字母的大小写、常用的符号、和日文假名等，每一个字符都有一个固定的代码，比如大写的英文字母“A”的代码是01000001B（41H），显示时模块把地址41H中的点阵字符图形显示出来，我们就能看到字母“A”。 LCD1602的主要功能：A、40通道点阵LCD 驱动; B、可选择当作行驱动或列驱动; C、输入/输出信号:输出,能产生20×2个LCD驱动波形;输入,接受控制器送出的串行数据和控制信号,偏压(V1V6); D、通过单片机控制将所测的频率信号读数显示出来。表6-2 LCD1602的接口信号说明 编号 符号 引脚说明 编号 符号 引脚说明1D7Date I

39、/O 9E使能信号2D6Date I/O 10R/W读写控制信号（H/L）3D5Date I/O 11RS数据/命令选择端（H/L）4D4Date I/O 12VOLCD偏压输入5D3Date I/O 13VDD电源正极6D2Date I/O 14VSS电源地7D1Date I/O 15BLA背光源正极8D0Date I/O 16BLK背光源负极2、初始化方法用户所编的显示程序,开始必须进行初始化,否则模块无法正常显示,下面介绍两种初始化方法;（1）利用内部复位电路进行初始化：下面指令是在初始化过程中执行的。 清屏(DISPLAY CLEAR);功能设置(FUNCTION SET);DL =

40、1: 8Bit 接口数据;N = 0: 1行显示; F = 0:5×7dot字形;显示开/关控制(DISPLAY ON/OFF CONTROL) D = 0: 显示关; C = 0: 光标关; B = 0: 消隐关表输入方式设置(ENTRY MODE SET )I/D = 1:(增量): S = 0: 无移位:（2） 软件复位 如果电路电源不能满足复位电路的要求的话,那么初始化就要用软件实现。初始化过程如图6-1所示。 电 源 开VDD上升到4.5V后等待>15 RS R/W DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB0 0 0 0 0 1 1 等待>4

41、.1ms RS R/W DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB0 0 0 0 0 1 1 等待>100us RS R/W DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB0 0 0 0 0 1 1 N F 检查忙标志或延时40us 检查忙标志或延时40us RS R/W DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB0 0 0 0 0 0 0 1 0 检查忙标志或延时40us RS R/W DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 RS R/W DB7 DB6 DB5 DB4 D

42、B3 DB2 DB1 DB0 0 0 0 0 0 0 0 1 I/O S 检查忙标志或延时1.64 检查忙标志或延时40 初 始 化 结 束图6-1 初始化过程7 主程序流程图开始单片机端口初始化LCD初始化等待TC35i启动完毕 传感器采样传感 采样值正常与否NO 发送报警短信 YES LCD显示，清零 图7-1 主程序流程图本设计使用了AT89S52单片机实现的基于GSM短信模块的家庭机器人管家设计。利用了AT89S52单片机的功能特点、传感器工作原理以及GSM短信模块工作原理，实现了机器人的避障、传感器的采样传感以及短信的报警通知功能。机器人管家在家中运动的过程中，利用温度传感器及烟雾传

43、感器不断地采样家庭的环境温度及烟雾值从而对可能出现的煤气泄露、火灾等等意外情况进行检测，然后判断采样值是否正确，若采样值正确则LCD显示传感器检测到的采样结果，若采样值不正确则通过GSM短信模块发送特定报警信息于预先设定好的手机号码。以便事主做出相应措施。通过机器人管家，即使远在千里之外也能对家中发生的各种突发意外情况了如指掌，使生活更安全更智能。 8 结论本设计借助最可靠、最成熟的GSM移动网络，以最直观的中文短信息形式，直接把报警信息反映到当事人的手机上。当家中出现紧急信息时，安装在小车上的相应部位的传感器马上就能检测到，并且立即把信号传送到控制中心，经过一系列信号转化后，转换后的信号通过

44、GSM网络传送到当事人的手机上，即是先把信息送到SMS服务平台，而后通过基站传送出去。整个传送过程只需几秒种的时间，能够准确地通知家中被检测出了问题，以便于当事人能够及时的采取补救措施。首先，硬件部分我们从五个模块着手，首先是通过传感器模块采集到家中的紧急信息，将信息传到微处理器上，由核心控制模块AT89S52单片机，转而控制液晶显示模块，这样，发出报警短信，再通过GSM模块以实现远程监控功能，将报警信息发送到当事人手机上，保证当事人能够及时根据报警信息进行抢救。其次，软件部分在对芯片的管脚功能和用法以及整个GSM网络有充分的了解后，根据设计要求设计了硬件电路，包括传感器采集信息电路、单片机控

45、制电路、GSM模块连接电路，然后再编写所需要的程序，再通过软件编程，实现了对家庭系统的远程监控和报警功能，这样，基本实现了预期的目标。总的来说，本设计结构清晰，资源利用合理，不失为一款性价比很高的方案。参考文献：1 唐桃波,陈玉林基于AT89C52的智能无线安防报警器.电子设计应用, 20032 齐国光,郭木河等.轮式机器人最优控制的研究.机器人,1996(l).3 津川.智能自动车的控制方法和计算机系统.机械技术研究所报,1950,34(4)4 鲁昌华基于GSM无线防盗报警系统的研制J电子测量与仪器学报，20065 胡学海.单片机原理及应用系统设计M.北京:电子工业出版社, 2005.6 沙

46、占友.智能传感器系统设计与应用M.北京:电子工业出版社, 2004.7 王伟.地面移动机器人研究现状及发展趋势J.机器人技术与应用, 2004, (2).8 张姗姗.基于单片机温度采集控制系统设计J信息通信，2012(6):69-70.9 张寿钢.单片机在温度测控中的应用J.计算机应用研究.2010(11)10秦大兴基于GPRS模块MC35i的监测系统设计J仪表技术与传感器,200711P. Stahl. Fire alarm systems-concepts for tunnelsJ.TechnischeUberwachung, 2006, 47(1): 1418谢 辞光阴似箭，为期四年的农

47、大学习生涯即将结束。同时，经过努力，我的毕业论文也完成了。本次论文的撰写，对我而言是一次难得的锻炼机会。在敲完最后一个句号的时刻，我的思想同周围凝固的热气一样停驻了，不知道是慰藉还是悲伤，大学四年的生活就这样结束了，而眼前的路还很长，虽然似乎有些迷茫，但我必须整理心情，背上行囊，坚定的踏上新的征程。首先我要感谢我的指导老师 的大力帮助和支持。本论文能够顺利完成，离不开王老师的悉心指导和严格要求，王老师在论文的选题、研究理论、框架结构、数据整理，直至撰写、修改和定稿等各个环节均严格把关，并投入了大量的时间和精力。王老师治学严谨，学识渊博，为我营造了一种良好的研究氛围。在跟随王老师学习的过程中，我不仅掌握了全新而实用的学术思想和研究方法，也领会了许多待人接物与为人处世的道理。王老师严以律己、宽以待人的崇高风范，朴实无华、平易近人的人格魅力，令人如沐春风，倍感温馨。其次，我要衷心感谢我们的班主任 老师，为我们班的无私奉献，陪伴我们成长。感谢我的同学们，四年的相处将成为我美好的记忆。感谢我的舍友们，感谢她们在我的学习和生活上对我的关爱与包容。当然，我还要感谢我的母校 大学，在校期间，这里给我留下了美好的回忆。感谢我们的学院计算机与信息工程学院，为我们提供了良