第2章 系统主要器件介绍
— W25X40： 4 M 位 / 512k 字节 （524,288） — 每可编程页的 256 个字节 — 均匀 4k 字节扇区 / 64k 字节的块 ● SPI 与单或双输出
— 时钟，芯片选择、 数据输入输出，数据输出 — SPI 的灵活性可选保持功能 ● 数据传输到 150 兆位 / 秒 — 时钟操作到 75 兆赫 — 快速读双输出指令 — 自动增量读取功能
● 灵活的体系结构与 4 KB 部门 — 扇区擦除 （4k 字节） — 块擦除 （64k 字节） — 页 256 个字节 ，最长 2ms — 达 100000 个擦写周期 — 保留 20 年 ● 低功耗、 宽 温度范围
— 单 2.7 至 3.6 v 电源供电
— 5mA 活跃电流、 1μA 电源关闭 （typ） —-40 ° 至 + 85 ° C 经营范围 ● 软件和硬件写保护 — 写保护全部或部分的内存 — 启用禁用目录 pin 保护 — 顶部或底部阵列保护 ● 空间高效的包装
— 8 引脚 SOIC 208 mil （W25X40/80） W25X40的指令集如表1所示。
表1 W25X40指令集
图2.10 W25X40器件图
指令 写使能 写禁止 读状态寄存器 第1字节 06h 04h 05h 第2字节 (S7–S0)(1) 第3字节 第4字节 第5字节 第6字节 第n字节 19
第2章 系统主要器件介绍
写状态寄存器 读数据 快速读 页写 01h 03h 0Bh 02h S7–S0 A23–A16 A23–A16 A23–A16 A23–A16 A23–A16 dummy (Next byte) (D7–D0) (Next byte) continuous continuous Up to 256 bytes A15–A8 A7–A0 (D7–D0) A15–A8 A7–A0 dummy A15–A8 A7–A0 (D7–D0) (ID7-ID0)(4) 块擦除 扇区擦除 整片擦除 低功耗 低功耗唤醒/设备ID 制造商/设备ID JEDEC ID D8h 20h C7h B9h ABh A15–A8 A7–A0 A15–A8 A7–A0 dummy dummy 90h 9Fh dummy 制造商 dummy (ID15-ID8) 00h (ID7-ID0) (M7-M0) (ID7-ID0) 注释：
1.数据字节首先转移与最高有效位。字节字段中括号\的数据表明从上做针的设备正在读取的数据。
2.状态寄存器的内容将会重复不断直到 /CS 终止该指令。 3.请参阅制造商和设备标识表的设备 ID 信息。 4.设备 ID 将重复不断直到 /CS 终止该指令。
2.8、EEPROM AT24C02
AT24C02是用来存储触摸屏校准数据，密码和手机号码的，外形如图2.11。 AT24C02是2048位的串行电可擦写可编程只读存储器(EEPROM)，组织形式为256字×8位字长。AT24C02B适用于许多要求低功耗和低电压操作的工业级或商业级应用。
AT24C02 特性[14] ? 低压和标准电压操作 — 2.7 (Vcc = 2.7 to 5.5V) ? 内部组织 256 x 8(2K)
20
第2章 系统主要器件介绍
? 2-Wire串行接口
? 施密特除法器，过滤输入，实现噪音抑制 ? 双向数据传输协议
? 1 MHz (5.0V),兼容400 KHz (1.8V, 2.5V, 2.7V) ? 写保护引脚，实现硬件数据保护 ? 8字节页写模式
? 允许页面局部写入 图2.11 AT24C02器件图 ? 自定时写入周期(最大5 ms) ? 高可靠性
— 耐久度：1百万次写周期 — 数据保存：100年
? 8脚 PDIP, 8脚 JEDEC SOIC, 8脚 Ultra Lead Frame Land Grid Array (ULA),5脚 SOT23,8脚TSSOP,和8触点dBGA2封装
2.9、本章小结
本章内容是对设计系统中需要用到的主要器件：核心芯片STM32F103RB、电阻屏控制芯片XPT2046、GSM芯片SIM900A、GSM模块、红外对管、烟雾传感器、W25X40、AT24C02等，都在功能、芯片特性以及各管脚用途等方面做了较为详细的介绍。
21
广东石油化工学院本科毕业(设计)论文：智能家居安保系统设计
第3章 设计方案
3.1、系统框图设计
按照设计思路可分为：STM32F103RB核心部分（主芯片STM32F103RB、电源电路等）、LCD驱动部分、GSM模块、传感器模块等部分。系统框图如图 3.1
手机接收端 GSM模块 电源 传感器 STM32F103RB LCD、触摸屏 LCD显示 触摸屏感知 信 号 源
电源 图 3.1 本设计系统框图
由传感器检测煤气含量超标信号和红外信号，然后将检测到的信号发给
STM32F103RB，芯片检测得到的是什么信号，根据信号的不同选择发送不同的短信给指定手机。手机号码可以通过触摸屏来进行修改。[15]
STM32F103RB：在系统中处于核心地位，它将LCD、触摸屏、传感器、GSM模块等连接起来，实现要实现的功能。
传感器：我在本设计里使用了两个传感器，如果需要还可以添加别的传感器。这两个传感器是，红外对管、烟雾传感器。红外对管在平时输出高电平，当有东西挡着红外线的传输，接收器接收不到信号时，输出低电平。可以用来检测是否有小偷。烟雾传感器，平时输出高电平，当空气中烟雾、可燃气体达到一定浓度时，输出低电平，可以检测是否发生火灾和煤气泄漏。
GSM模块：GSM模块在本设计中起的作用是发短信。当单片机收到传感器传进来的低电平后，判断是哪个传感器传进来的，然后通过串口发出不同的内容给GSM模块，GSM根据发来的信息，将短信发往特定的手机。
LCD、触摸屏：LCD、触摸屏在系统中处于辅助地位，但是它不可或缺。一个产品发报警短信不可能都发给同一个人，如果主人换了手机卡怎么办？这时候LCD、触摸屏就要发挥他的作用了。我们可以通过触摸屏来修改发送目标的手机号码，这样当主人换手机卡后，就可以自己修改要发送的短信到自己手机。当修改完手机号后，新手机号会被存储在EEPROM里以便下次发短信时读取。
电源：开发板上的电源是由芯片AMS1117-3.3V产生的，它将USB的5V电压转化
22
第3章 设计方案
为3.3V电压供开发板使用。GSM模块的12V电源和传感器的5V电源是由独立电源提供。
3.2、传感器的选择
目前，用于家庭防盗的传感器主要是两种方案，红外线与声音传感器。于是便分别对这两种方案进行对比。
方案一、声音传感器
声音传感器是用来接收声波，声振动图像显示设备，其作用就像一个麦克风（话筒）的方法，但你不能测量噪声的强度。传感器包含一个声音敏感的驻极体电容式麦克风。使得内膜驻极体麦克风的声振动，从而导致电容的变化，其产生在电压相应小一点的变化。
方案二、红外对管
红外对管由红外发射管和光敏接收管，或红外线接收管组成，或者用一般一起使用的红外接收器。由红外线发光二极管的光发射器的时刻组成红外线发射，在PN结形成的具有高效率的红外辐射材料（常用的GaAs），PN结的正向偏置注入电流激发红外光，光谱功率分布中心波长830?950nm。 LED发光二极管的英文缩写，性能的正温度系数，更大的电流温度越高，温度越高的电流就越大，LED红外光的功率的电流的大小，但是当正向电流超过最大额定值，红外光发射功率下降。红外线接收管是具有感光属于光电二极管，一个单向导电性PN结的特性，因此，需要与反向电压一起工作。当没有红外辐射，有一个小的反向漏饱和电流（暗电流）。此时，光电二极管不导通。当光饱和立即反向漏电流增加时，光电流的形成，在一定范围内随入射光强度的增加内。
综合两种方案，方案一使用声音传感器，方案二使用红外对管。声音传感器接受范围广，但是它容易出现错误判断，比如当外面汽车鸣笛，窗户没有关，声音会很响，就有可能触发声音传感器，造成错误。红外对管，测定一条直线上是否有遮挡物，简单易懂方便操作，不易产生误操作。所以选择方案二，红外对管。
3.3、本章小结
本章介绍了设计总体框图，用框图的形式将设计划分了STM32F103RB核心部分、GSM部分、LCD部分等模块。接着，着重介绍传感器的方案选择，并且描述了红外对管、声音传感器的对比和应用原理，辩证得出选用红外对管更加适用于本设计。
23