目录
引言 (03)
第1章单片机概述 (04)
1.1AT89S52的主要性能 (04)
1.2AT89S52的功能特性描述 (04)
1.3AT89S52的管脚排列 (05)
1.4AT89S52的引脚功能 (05)
第2章GSM模块 (07)
方案一：
2.1 GSM MODEM概述 (07)
2.2 GSM MODEM的基本原理 (08)
2.3 GSM MODEM的主要功能 (08)
2.4 GSM MODEM模块的选择 (08)
2.4.1概述 (08)
2.4.2TC35i模块 (09)
2.4.3 GSM Modem的主要技术指标 (09)
2.4.4 GSM Modem 的硬件设计 (13)
2.4.5 GSM Modem 的软件设计 (15)
方案二：
2.1 HRH GSM MODEM 介绍 (15)
2.2 HRH GSM Modem 的硬件接口 (15)
2.3 HRH GSM Modem 的软件协议 (15)
2.3.1 设置短信中心号 (15)
2.3.2 利用GSM Modem向普通手机发短信 (16)
第3章键盘显示 (17)
3.1 SK5279A键盘显示芯片 (17)
3.2 SK5279A的控制指令 (18)
3.3 硬件及软件设计 (18)
3.3.1 SK5279A与MCS51单片机的连接 (18)
3.3.2 软件设计部分 (19)
第4章铁电存储器 (21)
4.1 铁电存储器的特点 (21)
4.2 铁电存储器FM31xx的结构功能 (22)
4.3 FM31xx的基本电路设计 (22)
4.4 FM31xx的功能应用 (24)
4.4.1 FM31xx存储器的读写操作 (24)
4.4.2 片内处理器的读写操作 (24)
4.5 小结 (26)
第5章实时时钟 (26)
5.1 DS12887主要功能简介与结构框图 (26)
5.1.1 DS12887时钟芯片的主要功能简介 (26)
5.1.2 DS12887时钟芯片的结构 (27)
5.2 时间、日历和定闹单元 (27)
5.2.1 DS12887时钟芯片的引脚排列 (27)
5.2.2 DS12887时钟芯片的引脚功能 (28)
5.3 DS12887时钟芯片的地址分配及状态控制寄存器 (28)
5.3.1 DS12887时钟芯片的地址分配 (28)
5.3.2 DS12887时钟芯片的状态控制寄存器 (29)
5.4 时间、日历和定闹单元 (29)
第6章后备电源 (30)
6.1 技术背景 (30)
第7章遥控器 (31)
第8章传感器 (32)
8.1 红外传感器 (32)
8.2 烟雾传感器 (33)
8.3 气体泄漏传感器 (33)
第9章家庭防盗报警系统的软件设计 (33)
9.1 主程序流程图 (33)
9.2 外部中断0中断服务子程序流程图 (34)
结论 (35)
参考文献 (36)
附录 (37)
本系统主要由单片机和GSM短信模块组成，借助最可靠、最成熟的GSM移动网络，以最直观的中文短消息或电话形式，直接把报警地点的情况反映到您的手机屏幕上。它采用主动式红外传感器进行检测，变有形的传统防盗网防盗窗为无形，给火灾时的逃生提供方便。并配备烟雾传感器和燃气泄漏传感器，实现防火、防燃气泄漏的作用。
【关键词】单片机GSM短信模块传感器
The realization of the family guard against theft and alarm system based on GSM modem singlechip
Author: Chen bin Director: Li jianmin
Abstract
The System is made up of MCU and GSM Modem. It will display the alarm content in Chinese directly at your mobile screen, and it recurs to the most reliable GSM mobile network. The system adopted initiative infrared sensor to detect, and it turned the traditional alarm net and alarm windows to immateriality. Besides, the system equipped the smog sensor and leakiness sensor of gas and guarded against fire and gas leakiness.So, based on GSM short message, a remote&detecting system for smart home is developed, realizing the detecting of the home equipment and the state of home environment. 【keywords】MCU GSM modem short messages sensor remote control
引 言
目前传统的机械式（防盗网、防盗窗）安防系统在实际使用中暴露了很多隐患，例如：
为其它没有安防盗窗的相近楼层形成被盗隐患、发生火灾时不易逃生等。
随着电子技术的飞速发展，报警系统已从原来的简单化、局部化向智能化、集成化发
展。而各种防盗报警系统之间的主要区别是在于如何让分机与主机、分机与用户之间进行通讯。目前市场上常见的防盗报警系统的通信方式有固定电话拨号、以太网、集群系统等等。但它们有各自的缺点：
1．
固定电话拨号容易被盗贼在入室抢劫前切断电话线或恶意占线，使其在关键时刻失灵。 2．
以太网同样面临着线路被切断的隐患，且不易普及。 3． 集群系统功耗很大，网络架设和维护费用很高，而且需要 购买固定的频点。
针对以上通信方式的优、缺点，我设计了基于GSM 短信模块的家庭无线防盗报警系
统。此系统可解决这些隐患，让家庭防盗更及时、使用更方便。它不再依赖有线电话执行报警，而是借助最可靠、最成熟的GSM 移动网络，以最直观的中文短消息或电话形式，直接把报警地点的情况反映到您的手机屏幕上。它采用主动式红外传感器进行检测，变有形的传统防盗网防盗窗为无形，给火灾时的逃生提供方便。并配备烟雾传感器和燃气泄漏传感器，实现防火、防燃气泄漏的作用。
本文介绍了用AT89S52单片机实现的基于GSM 短信模块的家庭防盗报警系统，以及AT89S52单片机的功能特点、GSM 短信模块工作原理、传感器工作原理。
系统组成框图如下：
GSM 模块 红外传感器 烟雾传感器
燃气泄漏传感器 M C U 遥控布、撤防 备 用 电 源
第1章单片机概述
AT89S52作为普通51单片机已与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。
1.1 AT89S52的主要性能
与MCS-51单片机产品兼容
8K字节在系统可编程Flash存储器
1000次擦写周期
全静态操作：0Hz～33Hz
三级加密程序存储器
32个可编程I/O口线
三个16位定时器/计数器
八个中断源
全双工UART串行通道
低功耗空闲和掉电模式
掉电后中断可唤醒
看门狗定时器
双数据指针
掉电标识符
1.2 AT89S52的功能特性描述
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。8位微控制器8K字节在系统可编程Flash AT89S52 。
1.3 AT89S52的管脚排列
1.4 AT89S52的引脚功能
VCC : 电源
GND: 地
P0 口：P0口是一个8位漏极开路的双向I/O口。作为输出口，每位能驱动8个TTL逻辑电平。
对P0端口写“1”时，引脚用作高阻抗输入。
当访问外部程序和数据存储器时，P0口也被作为低8位地址/数据复用。在这种模式下，P0具有内部上拉电阻。
在flash编程时，P0口也用来接收指令字节；在程序校验时，输出指令字节。程序校验时，需要外部上拉电阻。
P1 口：P1 口是一个具有内部上拉电阻的8 位双向I/O 口，p1 输出缓冲器能驱动4 个TTL 逻辑电平。对P1 端口写“1”时，内部上拉电阻把端口拉高，此时可以作为输入口使用。作为输入使用时，被外部拉低的引脚由于内部电阻的原因，将输出电流（I IL）。
此外，P1.0和P1.2分别作定时器/计数器2的外部计数输入（P1.0/T2）和时器/计数器2 的触发输入（P1.1/T2EX）。
在flash编程和校验时，P1口接收低8位地址字节。
P2 口：P2 口是一个具有内部上拉电阻的8 位双向I/O 口，P2 输出缓冲器能驱动4 个TTL 逻辑电平。对P2 端口写“1”时，内部上拉电阻把端口拉高，此时可以作为输入口使用。作为输入使用时，被外部拉低的引脚由于内部电阻的原因，将输出电流（I IL）。
在访问外部程序存储器或用16位地址读取外部数据存储器（例如执行MOVX @DPTR）时，P2 口送出高八位地址。在这种应用中，P2 口使用很强的内部上拉发送1。在使用
8位地址（如MOVX @RI）访问外部数据存储器时，P2口输出P2锁存器的内容。
在flash编程和校验时，P2口也接收高8位地址字节和一些控制信号。
P3 口：P3 口是一个具有内部上拉电阻的8 位双向I/O 口，p2 输出缓冲器能驱动4个TTL 逻辑电平。对P3 端口写“1”时，内部上拉电阻把端口拉高，此时可以作为输入口使用。作为输入使用时，被外部拉低的引脚由于内部电阻的原因，将输出电流（I IL）。
P3口亦作为AT89S52特殊功能（第二功能）使用。
在flash编程和校验时，P3口也接收一些控制信号。
RST: 复位输入。晶振工作时，RST脚持续2个机器周期高电平将使单片机复位。看门狗计时完成后，RST 脚输出96 个晶振周期的高电平。特殊寄存器AUXR(地址8EH)上的DISRTO 位可以使此功能无效。DISRTO默认状态下，复位高电平有效。
ALE/PROG：地址锁存控制信号（ALE）是访问外部程序存储器时，锁存低8位地址的输出脉冲。在flash编程时，此引脚（PROG）也用作编程输入脉冲。
在一般情况下，ALE以晶振六分之一的固定频率输出脉冲，可用来作为外部定时器或时钟使用。然而，特别强调，在每次访问外部数据存储器时，ALE脉冲将会跳过。
如果需要，通过将地址为8EH的SFR的第0位置“1”，ALE操作将无效。这一位置“1”，ALE仅在执行MOVX或MOVC指令时有效。否则，ALE将被微弱拉高。这个ALE使能标志位（地址为8EH的SFR的第0位）的设置对微控制器处于外部执行模式下无效。PSEN:外部程序存储器选通信号（PSEN）是外部程序存储器选通信号。
当AT89S52从外部程序存储器执行外部代码时，PSEN在每个机器周期被激活两次，而在访问外部数据存储器时，PSEN将不被激活。
EA/VPP:访问外部程序存储器控制信号。为使能从0000H 到FFFFH的外部程序存储器
读取指令，EA必须接GND。
为了执行内部程序指令，EA应该接V CC。
在flash编程期间，EA也接收12伏V PP电压。
XTAL1:振荡器反相放大器和内部时钟发生电路的输入端。
XTAL2:振荡器反相放大器的输出端。
第2章GSM 模块
方案一：
2.1 GSM MODEM概述
GSM(Global System for Mobile commmunications)系统是欧洲邮电管理委员会（CEPT）下属的移动通信特别小组,从1992 年起开始制定,并在1998 年颁布实施的新的数字式蜂窝移动通信标准,也即我们目前所说的第二代移动通讯技术。它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。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GSM 技术应用的一项重要内容,它具有一些突出特点如:一次可传输140 byte 的数据,数据的内容可以是字符或数字; 可以在GSM 网络内端对端传输,还可以从GSM 网络外(如互联网) 发送短消息给一个端点站;短消息通过设在移动通信部门的短消息中心(MSC) 用GSM 系统的信令信道传送,与语音信道不冲突,即使终端处在通话状态下也可进行传送;在短消息传送过程中,不进行呼叫连接建和释放的过程;MSC 具有短消息的存储功能,在终端设备关机时,可以保持消息在一定时间内有效等。利用这些特点,及其双向传输的性能, 可方便地实现对于采集站设备的信息采集和远程控制, 即实现遥测和遥控。
GSM MODEM：一般也叫做短信猫，从英文名翻译过来，其实就是支持GSM制式通讯的调制解调器，所以，短信猫还有很多别称，如GSM猫，无线猫，短信模块，GSM短信模块等。因为大部分客户都是拿着GSM MODEM去收发短信，也就是在行业应用市场上，GSM MODEM最大的用途是用来收发短信，因此，大多数人还是称之为短信猫。短信猫其实是一种支持GSM无线通讯的工业级调制解调器，一般基于法国WA VECOM或德国SIEMENS （西门子）GSM模块，插入国内移动通信运营商的SIM卡后即可接入运营商GSM网络，实现无线GSM通话、短信、数据等功能。
2.2 GSM MODEM的基本原理
短信猫（GSM MODEM）的核心模块实际上就是手机的核心模块。作为GSM MODEM 的最大供应商，法国WA VECOM和德国的SIEMENS（西门子）公司，实际上也是GSM 手机的重要模块供应商。因此，当短信猫接通电源以后，GSM MODEM的内置软件就开始工作，如果插入了某个移动运营商的SIM卡，GSM MODEM便完全就和手机一样接入到移动通信网中去了。同时，计算机可以通过串口连接GSM MODEM，比如通过超级终端，就可以连接到GSM MODEM的用户界面，通过一套AT指令，便可以操作GSM MODEM，可以收发短信，其实也可以拨打电话、收发传真等等。
2.3 GSM Modem的主要功能
a.收发短信；
b.借助短信实现远程小批量数据传输；
c.语音通话（GSM 电话）；
d.数传模式实现无线实时数据通信；
e.无线上网（自动应答型）。
2.4 GSM Modem模块的选择
2.4.1概述
短信息服务作为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。本设计以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。典型的应用有：变电站、电表、水塔、水库或环保监测点等监测数据的无线传输和无线自动警报；远程无线控制高压线路断电器、加热系统、防洪拦阻系统或其它机电系统的启动和关闭；车队交通管理和控制指挥系统；控制和监测香烟、食品和饮料自动售货机的运行状态和存货水平等。这里选用GSM模块TC35i，给出其和PC机的通信电路；同时，也给出与单片机Cyganal C8051F020制成一款无线Modem，与PC机协同收发短信，在PC和应用系统之间以此Modem和GSM网络为纽带，实现远地数据的传输。其工作模式如图1、图2所示。
2.4.2TC35i模块
目前，国内已经开始使用的GSM模块有Falcom的A2 D系列、Wavecome的WMO2系列、西门子的TC35系列、爱立信的DM10/DM20系列、中兴的ZXGM18系列等，而且这些模块的功能、用法差别不大。其中西门子的TC35系列模块性价比很高，并且已经有国内的无线电设备入网证。所以本设计选用的是西门子TC35系列的TC35i。这是西门子推出的最新的无线模块，功能上与TC35兼容，设计紧凑，大大缩小了用户产品的体积。TC35i与GSM 2/2+兼容、双频(GSM900/GSMl800)、RS232数据口、符合ETSI标准GSM0707和GSM0705，且易于升级为GPRS模块。该模块集射频电路和基带于一体，向用户提供标准的AT命令接口，为数据、语音、短消息和传真提供快速、可靠、安全的传输，方便用户的应用开发及设计。
2.4.3 GSM Modem的主要技术指标
TC35i主要特性与技术指标包括以下几点：
①频段为双频GSM900MHz和GSMl800MHz (phase 2/2+)；②支持数据、语音、短消息和传真；③高集成度(54.5mm×36mm×3.6mm)；④质量为9g；⑤电源电压为单一电压3.3~4.8V；⑥可选波特率300bps~115kbps，动波特率4.8~115kbps；⑦电流消耗——休眠状
态为3.5mA，空闲状态为25mA，发射状态为300mA(平均)，2.5A峰值；⑧温度范围——正常操作-20℃~+55℃，存放-30℃~+85℃；⑨SIM电压为3V/1.8V。
TC35i有40个引脚，通过一个ZIF(Zero Insertion Force，零阻力插座)连接器引出。这40个引脚可以划分为5类，即电源、数据输入/输出、SIM卡、音频接口和控制。第1~14脚为电源部分：1~5为电源电压输入端Vbatt+，6~10为电源地GND，11、12为充电引脚，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。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为点火线IGT(Ignition)，当TC35i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。16~23为数据输入/输出，分别为DSR0、RING0、RxD0、TxD0、CTS0、RTS0、DTR0和DCD0。
TC35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，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。
模块中与SMS有关的GSM AT指令介绍
GSM引擎模块提供的命令接口符合GSM07.05和GSM07.07规范。GSM07.07中定义的AT Command接口，提供了一种移动平台与数据终端设备之间的通用接口；GSM07.05对短消息作了详细的规定。在短消息模块收到网络发来的短消息时，能够通过串口发送指示消息，数据终端设备可以向GSM模块发送各种命令。与SMS有关的GSM AT指令如表1所列。GSM AT指令集，是由诺基亚、爱立信、摩托罗拉和HP等厂家共同为GSM系统研制的，其中包含了对SMS(Short Message Service)的控制。
表1 与SMS相关的若干GSM AT指令
PDU编码规则
目前，发送短消息常用Text和PDU(Protocol Data Unit，协议数据单元)模式。使用Text 模式收发短信代码简单，实现起来十分容易，但最大的缺点是不能收发中文短信；而PDU 模式不仅支持中文短信，也能发送英文短信。PDU模式收发短信可以使用3种编码：7-bit、8-bit和UCS2编码。7-bit编码用于发送普通的ASCII字符，8-bit编码通常用于发送数据消息，UCS2编码用于发送Unicode字符。一般的PDU编码由A B C D E F G H I J K L M十三项组成。
A：短信息中心地址长度，2位十六进制数(1字节)。
B：短信息中心号码类型，2位十六进制数。
C：短信息中心号码，B+C的长度将由A中的数据决定。
D：文件头字节，2位十六进制数。
E：信息类型，2位十六进制数。
F：被叫号码长度，2位十六进制数。
G：被叫号码类型，2位十六进制数，取值同B。
H：被叫号码，长度由F中的数据决定。
I：协议标识，2位十六进制数。
J：数据编码方案，2位十六进制数。
K：有效期，2位十六进制数。
L：用户数据长度，2位十六进制数。
M：用户数据，其长度由L中的数据决定。J中设定采用UCS2编码，这里是中英文的Unicode 字符。
Cygnal单片机C8051F020简介
C8051F020系列器件与MCS-51指令集完全兼容，可以使用标准803X/805X的汇编器和编译器进行软件开发。CIP-51内核具有标准8052的所有外设部件，包括5个16位的计数器/定时器、2个全双工UART、256字节内部RAM、128字节特殊功能寄存器(SFR)地址空间及8/4个字节宽的I/O口。
CIP-51采用流水线结构，与标准的8051结构相比，指令执行速度有很大的提高。70%指令的执行时间为1或2个系统时钟周期，只有4条指令的执行时间大于4个系统时钟周期。CIP-51工作在最大系统时钟频率25MHz时，峰值速度达到25MIPS。
该系列的MCU具有标准8051端口(0、1、2和3)和4个附加的端口(4、5、6和7)，因此共64个I/O口。每个I/O引脚都可以被配置为推挽或漏极开路输出。在标准8051中固定的“弱上拉”可以被总体禁止。这为低功耗应用提供了进一步节电的能力。最独特的改进是引入了数字交叉开关。这是一个大的数字开关网络，允许将内部数字资源映射到P0、P1、P2和P3的端口I/O引脚。与具有标准复用数字I/O的微控制器不同，这种结构可以支持所有的功能组合。
可以通过设置交叉开关控制寄存器，将片内的计数器/定时器、串行总线、硬件中断、ADC转换启动输入、比较器输出以及微控制器内部的其它数字信号，配置为出现在端口的I/O引脚。这一特性允许用户根据自己的特定应用选择通用I/O和所需数字资源的组合。
2.4.4 GSM Modem 的硬件设计
TC35i外围电路如图3所示。
电源电路分为充电电池和稳压电源模块两部分：充电电池主要为整个系统提供3.6V工
作电压，同时产生MAX3238所需要的高电平；三端电源模块LM7806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。模块上电10ms后(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，且该信号下降沿时间小于1ms。启动后，15脚的信号应保持高电平。
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)。在GSM11.11为SIM卡预留5个引脚的基础上，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，该引脚置为高电平时，系统方可进入正常工作。
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。数据通信电路以Maxim公司的MAX3238芯片为核心，实现电平转换及串口通信功能；具有低功耗、高数据速率、增强型ESD保护等特性。增强型ESD结构为所有发送器输出和接收器输入提供保护，可承受±15kV IEC 1000-4-2气隙放电、±8kV IEC 1000-4-2接触放电和±15kV人体放电模式。
TC35的SYNC引脚有两种工作模式，可用AT命令AT SYNC进行切换。一种是指示发射状态时的功率增长情况，另一种是指示TC35的工作状态。本模块使用的是后一种功能：当LED熄灭时,表明TC35处于关闭或睡眠状态；当LED为600ms亮/600ms熄时，表明SIM卡没有插入或TC35正在进行网络登录；当LED为75ms亮/3s熄时，表明TC35已登录进网络，处于持机状态。
TC35i通过C8051F020与PC机通信，其外围电路如图4所示。
2.4.5 GSM Modem 的软件设计
单片机程序设计简介
系统程序流程软件设计的重点在于单片机的编程。通过向TC35写入不同的AT指令，能完成多种功能，如网络登录、读取SIM卡上电话号码、发送SMS消息、接收SMS消息等。其主程序流程如图5所示。
其中，初始化的工作包括设置串口速率、无线网络登陆以及设置短信模式为PDU。PDU 编码包括按PDU的编码规则产生PDU串。
汉字编码转换
由于在GSM标准中，中文编码采用的是Unicode编码，而不是目前国内常用的GB-2312编码，故还需要进行中文编码的转换，才能显示汉字字型。
方案二：
2.1 HRH GSM MODEM介绍
由于HRH GSM Modem 内嵌高可靠性的GSM 引擎（GSM Cellular Engine）和51 单片机系统（MCS51），标准串行接口和精简的软件接口协议将用户从繁杂的GSM 通信标准解析和调试中解脱出来，使用方便，而且公网的数据传输具有通信范围广（GSM 网络基本覆盖全国），传输稳定、可靠等特点。因此本设计选用HRH GSM Modem来进行通信。
2.1.1 HRH GSM Modem的主要功能
a.收发短信；
b.借助短信实现远程小批量数据传输；
c.语音通话（GSM 电话）；
d.数传模式实现无线实时数据通信；
e.无线上网（自动应答型）。
2.2 HRH GSM Modem的硬件接口
模块要求12V/500mA供电，与计算机或单片机通过串口通信，波特率9600bps，通过SIM卡座来安装SIM卡。
2.3 HRH GSM Modem 的软件协议
a．…A?表示ASCII 字符A，00 或00H 表示16 进制数据00。
b．帧结构：帧头（固定为0AAH）＋指令码＋数据
2.3.1设置短信中心号
以北京地区为例，短信中心号为：+86138********，应向GSM MODEM 下发数据帧：AA 09 2B 38 36 31 33 38 30 30 31 30 30 35 30 30 （16 进制数据）
如果设置成功，GSM MODEM 应答AA 09 “+86138********”，
如果设置不成功，GSM MODEM 应答AA 09 …ERROR?
短信中心号设置后，保存在SIM 卡上，只需设置一次；也可以在手机上把短
信中心号设置好后再装入GSM Modem，以后就不用再设置。
2.3.2 利用GSM MODEM 向普通手机发短信
以向手机136******** 发中文信息“测试”为例：
首先计算或查表得到“测试”的UNICODE 编码为：6D4B（测）8BD5（试）；
向GSM MODEM 下发数据帧：
AA 02 31 33 36 36 31 31 37 34 36 30 32 6D 4B 8B D5
GSM MODEM 可能返回于下信息：
AA 01 …ERROR?短信未从GSM MODEM 送出，可能是未登陆网络或SIM 卡故障。
AA 01 …OK?短信已从GSM MODEM 送出，但未送达短信中心，可能是信号质量差或天线连接不好。
AA 01 …SEND OK?短信已送达短信中心，并且短信中心已经下发给接收方。
AA 01 …SUCCESS 136********：0304111023123203041110231532?接收方已经收到短信（注意仅当接收方手机已经设置短信自动应答时才会返回；GSM MODEM 已设置成短信自动应答）。
AA 01 …FAILURE 136********：0304111023123203041110331532?短信中心未能将短信送达接收方或接收方已经收到短信，但其给短信中心的回应短信中心没有收到（注意仅当接收方手机已经设置短信自动应答时才会返回）。
一般情况下，由于短信不保证实时性，所以从发送到对方接收到短信可能有5-10秒的延时，使用中建议设置短信超时定时器长度在20-30秒左右。
短信发送成功的返回信息：
先返回AA 01 …SEND OK?31；
如果接收方手机设置了短信自动应答，则在对方收到后返回
AA 01 …SUCCESS 136********：0304111023123203041110231532?。
短信发送失败的几种可能返回信息：
a. AA 01 …ERROR?
b. AA 01 …OK?
c. AA 01 …SEND OK?32 后；AA 01 … FAILURE 136******** ：
0304111023123203041110331532?
第3章键盘显示
为了实现系统发生警情时能够向指定的号码发送短信息的功能，则必须有键盘和LED 显示，来对防盗报警系统进行电话号码的预设，本设计选用SK5279A作为键盘显示驱动。
3.1 SK5279A键盘显示芯片
SK5279A是一种具有串行接口，可同时驱动8位共阴式数码管或64只独立LED的显示驱动芯片。它内部带有译码器，具有多种译码方式。
SK5279A的结构图如图1所示。
CLK:同步时钟端，向芯片发送及读取数据时。此引脚上升沿表示数据有效。
CS:片选端，低电平有效。
DIO:串行数据输入/输出端。
KEY:按键有效输入端，平时为低电平，当检测到有效按键时，此引脚变为高电平。
SG一SA:段G一段A的驱动输出。
DP:小数点驱动输出。
DIG()一DIG7:位选输出。
SK5279A采用串行方式与微处理器通讯，串行数据从DIO引脚送入芯片，并与CLK同步。当片选信号变为低电平后，如果DIO是箱入状态，则DIO引脚上的数据被写人SK5279A 的缓冲寄存器;如果DIO是输出状态，则键盘数据从DIO口读出。作者在对其应用中总结出
SK5279A具有以下优点:
(1)体积小，不需要外围芯片，直接驱动LED，工作电流为3一200 mA.
(2)采用串行接口，节省了单片机的I/O口线，简化了电路设计。
(3)具有控制译码/不译码、显示位数、闪烁属性等多种控制指令，编程灵活。
(4)具有段寻址功能指令，方便控制独立的LED.
(5)可接64键控制器，内含去抖动处理，可直接箱出键值。
3.2 SK5279A的控制指令：
SK5279A的指令系统可分为两大类:纯指令和带数据指令。下面就作者在本次设计中用到的指令作简单解释。
纯指令为8个bit(单字节)，微处理器需要发送8个CLK脉冲。复位指令为10100100，该指令将所有的显示清零，与系统上电后的状态一样。移位指令为101000D1D0,D1D0= 0～3，分别对应右移、左移、循环右移和循环左移。带数据指令为16个bit(双字节)，第一个字节为指令，第二个字节为数据。可以是发送的数据，可以是返回的键盘数值。控制显示的指令有三种，都是带数据指令，分为按方式1译码显示、按方式2译码显示和独立LED控制的显示方式。在本次设计中根据设计需要选择了第三种显示方式。带数据指令中还有一个很重要的指令，那就是读键盘值指令。
3.3 硬件及软件设计
3.3.1 SK5279A与MCS51单片机的连接
图2为其典型的硬件连接图，R1取10 k欧, R2取200 f欧, R3取100 k欧, R4取3.3 k欧, C 取15 pF.如果不使用键盘，8只R3和8只R1都可以省去。键值分布为:从右到左倒数第一行为0～7，倒数第二行为8～15，依次类推。在所设计的流量显示积算仪中共用到14键，其键值与对应的功能见表1。采用了右下脚4行4列相交的16键，选择其中的14键，这样可以简化键盘与芯片的连接。MCS51的晶振频率取为6MHz,如果选用不同的时钟频率，则应注意后面的延时时间的设定。
最初采用SK5279A的CS, CLK, DIO, KEY分别与MCS51单片机的P1.0～Pl.3直接相连。在设计的过程中发现，如果按照这种连接，系统工作不稳定，有时会出现检测不到键按的情况。经分析是因为SK5279A的KEY引脚直接与单片机的P1.3相连时存在着阻抗不匹配的间题。由于这种影响，当有键按下时KEY引脚的电压不是+5V，而是被拉至门槛电压之下。解决方法是在两者之间加上一由运算放大器构成的跟随器如图3，这种跟随器的输入阻抗特别大，而输出阻抗特别小.可将两部分隔离，实现预期的目。
3.3.2 软件设计部分
用Frankl_inC51编写了键盘及显示的程序，进行仿真。程序实现的是等待按键输入，读取键值，最后进行键值处理的功能。
检测是否有键按下是通过KEY是否有高电平信号，前面已经提到，平时KEY为低电平，当有键按下后变为高电平，并且一直保持到键值读完为止。图4中多次关始能端是为了减少CPU访间SK5279A的次数，提高程序的运行效率。
在图5、图6中，多次用多长延时和短延时，这是个时序问题。如果在硬件图中的R4=3.3k 欧,C=1pF，长延时一般取30 ps,短延时取15 ps，具体实现要按所采用的晶振频率来定。CLK 端置0和1,是为了产生跳变，使数据端DIO有效。向SK5279A发送指令的过程和读取键值的过程类似，不同的是将指令的高位到低位依次送给DAT.读键值时是将键值的8位BCD码值