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1、目 录目 录- 1 -摘 要1ABSTRACT2第一章 绪论31.1单片机简介31.2单片机的应用领域4第二章 系统总体设计6第三章 系统硬件设计83.1监测子系统设计83.1.1 监测子系统的功能83.1.2单片机的选择93.1.3 时钟芯片选型123.1.4 液晶显示电路设计133.2通信子系统设计163.3系统硬件联调18第4章 系统软件设计184.1 系统软件结构184.2 系统主程序设计194.3 时钟程序设计204.4 液晶显示程序设计264.4.1 显示坐标关系274.4.2 显示步骤274.5 短信通信程序设计314.5.1 AT指令314.5.3 TC35模块的调试324.5
2、.4单片机与TC3540第五章 结论41主要参考文献41附 录42附录一：寻迹部分电路图42附录二：系统程序43致 谢8287山东轻工业学院2011 届本科生毕业设计（论文）摘 要我的毕业设计题目为“无线环境监测机器人”，这主要考核我们对单片机技术，编程能力等方面的情况。观察独立分析、设计单片机的能力，以及实际编程技能。该系统分为监测和通信两个子系统，监测子系统能实现采集环境温度湿度的功能，以及发出声音报警信号，通信子系统要求系统在接收到监测子系统发送的信号后能够发送短信给相应的工作人员。监测子系统以PIC16F877单片机作为主处理器，PIC16F877单片机是微芯公司的产品，与其它单片机相
3、比具有诸多优点。监测子系统能够实时监测环境的温度和湿度；若是环境的当前温度或者间断度走出所设定的范围，则发出报警。为了提高自动化监测的能力，通过对现代远程通信方式的比较，我采用了利用现有GSM网络的短消息业务实现的远程通信的种种优势，并将这种方式应用与环境监测系统，实现无人值守自动化监测。TC35GSM是西门子公司为无线通信设计的一个宽频带GSM模块。通过采用先进的TC35通信模块与单片机互连的终端系统，通过AT指令，实现用手机获取环境监测系统的数据。利用PIC16F877为控制核心，通过红处发射管和红处接收管采集信号，并将信号转换为能被单片机识别的数字信号。单片机控制直流电机不同的转动状态，
4、实现小车的前进、后退、左转和右转等功能。整个系统的电路结构简单，可靠性高。另外， 在小车上还扩展了 LCD12864 作为人机交互界面，以便于实时了解监测传感器的状态和小车行驶中的实时数据，由于本次设计的是智能自动循迹小车，整个任务过程无需人工的任何干预，故而没有进行遥控等的人工操作设备。关键词： 单片机 PIC16F877 LCD12864 GSM AT指令 微控制器 短消息 DS1302ABSTRACTThe subject of this graduation project is a “the system of robot environmental monitoring”. We
5、mainly test single-chip technology , programming and other aspects of capacity . observer independent analysis of the capacity of single-chip design ,as well as the actual programming skills . Tthe system divides into the monitoring subsystem and communication subsystem. The monitoring subsystem can
6、 realize the examination of the system of robot environmental monitoring，and send out the acousto warning .The communication subsystem should the messages to the operator. The monitoring system takes the PIC16F877 single chip microcomputer as the main processor. The series of PIC16F877 is the microc
7、hip orporations product.It can realize the examination of the system of robot environmental monitoring，and send out the acousto warning .To enhance the automation of monitoring ability,through the way of comparison,the use of existing GSM network realization of short message service advantages of te
8、lecommunications , and the way of environmental monitoring system applied to realize the automatoin and control the unattended. TC35 GSM is a wide frequency band GSM module for wireless communication by Siemens.The chip PIC16F877 is used as the control ecnter ,and signals are collected through the i
9、nfrared transmitter and receiver .signals are converted to digigal signals which can be identified by the single chip . the microprocessor cotrols DC motor rotation state to achieve functions of car going forward ,backward ,turning left and turning right .the system has ismple circuit structure and
10、high reliability.Other, also expanded LCD12864 on the car to take the man-machine interaction contact surface, was advantageous for the real-time understanding to monitor in sensors condition and the car travel real-time data, what because this design was the intelligence follows the mark car automa
11、tically, the entire duty process did not need the artificial any intervention.Key words : GSM network ；short message ；AT command ；microcontroller ；PIC16F877第一章 绪论1.1单片机简介单片机是指一个集成在一块芯片上的完整计算机系统。尽管他的大部分功能集成在一块小芯片上，但是它具有一个完整计算机所需要的大部分部件:CPU、内存、内部和外部总线系统，目前大部分还会具有外存。同时集成诸如通讯接口、计时器，实时时钟等外围设备。而现在最强大的单片机系
12、统甚至可以将声音、图像、网络、复杂的输入输出系统集成在一块芯片上。单片机也被称为微处理器（Microcontroller），是因为它最早被用在工业控制领域。单片机由芯片内仅有CPU的专用处理器发展而来。最早的设计理念是通过将大量外围设备和CPU集成在一个芯片中，使计算机系统更小，更容易集成进复杂的而对体积要求严格的控制设备当中。INTEL的Z80是最早按照这种思想设计出的处理器，从此以后，单片机和专用处理器的发展便分道扬镳。早期的单片机都是8位或4位的。其中最成功的是INTEL的8031，因为简单可靠而性能不错获得了很大的好评。此后在8031上发展出了MCS51系列单片机系统。基于这一系统的单
13、片机系统直到现在还在广泛使用。随着工业控制领域要求的提高，开始出现了16位单片机，但因为性价比不理想并未得到很广泛的应用。90年代后随着消费电子产品大发展，单片机技术得到了巨大的提高。随着INTEL i960系列特别是后来的ARM系列的广泛应用，32位单片机迅速取代16位单片机的高端地位，并且进入主流市场。而传统的8位单片机的性能也得到了飞速提高，处理能力比起80年代提高了数百倍。目前，高端的32位单片机主频已经超过300MHz，性能直追90年代中期的专用处理器，而普通的型号出厂价格跌落至1美元，最高端的型号也只有10美元。当代单片机系统已经不再只在裸机环境下开发和使用，大量专用的嵌入式操作系
14、统被广泛应用在全系列的单片机上。而在作为掌上电脑和手机核心处理的高端单片机甚至可以直接使用专用的Windows和Linux操作系统。 可以说，二十世纪跨越了三个“电”的时代，即电气时代、电子时代和现已进入的电脑时代。不过，这种电脑，通常是指个人计算机，简称PC机。它由主机、键盘、显示器等组成。还有一类计算机，大多数人却不怎么熟悉。这种计算机就是把智能赋予各种机械的单片机（亦称微控制器）。顾名思义，这种计算机的最小系统只用了一片集成电路，即可进行简单运算和控制。因为它体积小，通常都藏在被控机械的“肚子”里。它在整个装置中，起着有如人类头脑的作用，它出了毛病，整个装置就瘫痪了。现在，这种单片机的使
15、用领域已十分广泛，如智能仪表、实时工控、通讯设备、导航系统、家用电器等。各种产品一旦用上了单片机，就能起到使产品升级换代的功效，常在产品名称前冠以形容词“智能型”，如智能型洗衣机等。现在有些工厂的技术人员或其它业余电子开发者搞出来的某些产品，不是电路太复杂，就是功能太简单且极易被仿制。究其原因，可能就卡在产品未使用单片机或其它可编程逻辑器件上。1.2单片机的应用领域 目前单片机渗透到我们生活的各个领域，几乎很难找到哪个领域没有单片机的踪迹。导弹的导航装置，飞机上各种仪表的控制，计算机的网络通讯与数据传输，工业自动化过程的实时控制和数据处理，广泛使用的各种智能IC卡，民用豪华轿车的安全保障系统，录像机、摄像机、全自动洗衣机的控制，以及程控玩具、电子宠物等等，这些都离不开单片机。更不用说自动控制领域的机器人、智能仪表、医疗器械了。 单片机广泛应用于仪器仪表、家用电器、医用设备、航空航天、专用设备的智能化管理及过程控制等领域，大致可分如下几个范畴：1.在智能仪器仪表上的应用单片机具有体积小、功耗低、控制功能强、扩展灵活、微型化和使用方便等优点，广泛应用于仪器仪表中，结合不同类型的传感器，可实现诸如电压、功率、频率、湿度、温度、流量、速度、厚度、角度、长度、硬度、元素、压力等物理量的测量。采用单片机控制使得仪器仪表
