無(wú)線LED顯示屏通過(guò)GSM短信的方式可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離控制畢業(yè)論文.doc

1前言.12方案論證.12.1整體方案選擇.12.2GSMModem的選擇.13設(shè)計(jì)要求.34系統(tǒng)總體框圖.35單片機(jī)外圍器件及其驅(qū)動(dòng)程序的設(shè)計(jì).45.1SoC型單片機(jī)STC89C516RD+.45.2實(shí)時(shí)時(shí)鐘電路.55.2.1驅(qū)動(dòng)程序設(shè)計(jì).65.3看門(mén)狗電路.115.3.1STC89C516RD+單片機(jī)內(nèi)部看門(mén)狗的使用.116TC35i模塊AT指令及中文短信息的收發(fā).126.1單片機(jī)與TC35i的硬件接口.126.2AT指令介紹.136.3單片機(jī)發(fā)送AT指令的程序設(shè)計(jì).136.4中文短信息的收發(fā).156.4.1PDU模式及中文短信息的編碼.156.4.2PDU模式中文短信息發(fā)送的程序設(shè)計(jì).176.4.3PDU模式中文短信息的接收與解碼.207LED顯示屏與模擬串口.258結(jié)束語(yǔ).26致謝.26參考文獻(xiàn).27附錄一STC89C516RD+頭文件.28附錄二總程序清單.311前言現(xiàn)代社會(huì)中，作為人-機(jī)信息視覺(jué)傳播媒體的顯示器，LED顯示屏將有可能成為21世紀(jì)主流產(chǎn)品，廣泛應(yīng)用于銀行，醫(yī)院，機(jī)場(chǎng)，證券等公共場(chǎng)所。傳統(tǒng)有線LED顯示屏由于距離限制，束縛了屏幕的應(yīng)用。本文設(shè)計(jì)的無(wú)線LED顯示屏通過(guò)GSM短信的方式可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離控制字符的顯示。本文詳細(xì)地?cái)⑹隽嘶谖鏖T(mén)子公司的TC35i型GSM手機(jī)模塊的無(wú)線LED顯示屏的設(shè)計(jì)過(guò)程。文中探討了利用GSM短消息作為數(shù)據(jù)傳輸媒介實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制LED顯示屏的可行性，給出了采用TC35i模塊和STC89C516RD+單片機(jī)構(gòu)成的遠(yuǎn)程控制LED顯示屏的設(shè)計(jì)方案，并詳細(xì)介紹了遠(yuǎn)程控制LED顯示屏的硬件組成和軟件的工作流程。文章重點(diǎn)闡述了STC89C516RD+單片機(jī)和TC35i模塊的接口、TC35i的特點(diǎn)和主要功能、AT指令的應(yīng)用、短信PDU編解碼在單片機(jī)上的實(shí)現(xiàn)，LED顯示屏的構(gòu)成等。該系統(tǒng)單片機(jī)STC89C516RD+通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)串口經(jīng)電平變換與TC35i模塊相連，完成對(duì)TC35i模塊的初始化和短消息的數(shù)據(jù)收發(fā)功能，同時(shí)使用一個(gè)定時(shí)器模擬的串口與LED顯示屏相連，完成單片機(jī)與LED顯示屏的信息傳遞。實(shí)踐證明，這種設(shè)計(jì)思想充分的使用了單片機(jī)的內(nèi)部資源，有利于系統(tǒng)硬件的簡(jiǎn)單化，大大方便了系統(tǒng)硬件的設(shè)計(jì)，并很大成度的提高了系統(tǒng)的可靠性。2方案論證2.1整體方案選擇方案一：基于ARM的嵌入式系統(tǒng)。這種方案中我們可以使用現(xiàn)有的操作系統(tǒng)（COS-II），在系統(tǒng)的基礎(chǔ)上進(jìn)行應(yīng)用程序的開(kāi)發(fā)。由于ARM處理器的功能強(qiáng)大，資源豐富，因此使用這種方案可以使系統(tǒng)功能近乎完美，并且由于使用了操作系統(tǒng)，應(yīng)用程序的設(shè)計(jì)會(huì)變得簡(jiǎn)單可靠。但是這種方案成本較高，同時(shí)使用的嵌入式操作系統(tǒng)也會(huì)占用一部分額外的硬件資源，這樣會(huì)大大的提高開(kāi)支。目前情況下我們不考慮這種方案。方案二：SoC型單片機(jī)與GSM模塊構(gòu)成的系統(tǒng)。目前SoC型單片機(jī)已非常普遍，基于51內(nèi)核的SoC型芯片也有眾多供應(yīng)廠商。例如，國(guó)內(nèi)宏晶科技的STC系列，Cyganl公司的C8051系列。這些單片機(jī)都有豐富的片上資源，一般都不需要外擴(kuò)其他器件就可以構(gòu)成一個(gè)完整的系統(tǒng)。片上系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)在于減小了布線的麻煩，提高了系統(tǒng)的整體性能。因此我們選用這種方案1。2.2GSMModem的選擇本設(shè)計(jì)中GSMModem是該系統(tǒng)中的核心部分，正確選擇合適GSMModem將關(guān)系到整個(gè)項(xiàng)目設(shè)計(jì)的成敗。目前GSMModem有眾多供應(yīng)商提供，我們將對(duì)幾種常用的GSM模塊進(jìn)行評(píng)估，以便選擇合適的方案。（1）MZ28模塊MZ28模塊是中興通訊推出的GSM無(wú)線雙頻調(diào)制解調(diào)器，主要為語(yǔ)音傳輸、短信發(fā)送和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)提供無(wú)線接口。MZ28集成了完整的射頻電路和GSM的基帶處理器，特別適合于迅速開(kāi)發(fā)基于GSM無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的無(wú)線應(yīng)用產(chǎn)品。帶有人機(jī)接口（MMI）界面的應(yīng)用產(chǎn)品內(nèi)部與MZ28的通訊可通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)的串行接口（RS232）進(jìn)行。MZ28使用簡(jiǎn)單的20-PINZIP插座與用戶(hù)自己的應(yīng)用系統(tǒng)相連，此ZIP連接方式提供開(kāi)發(fā)所需的數(shù)據(jù)通信、音頻和電源等接口信號(hào)。MZ28可以作為無(wú)線引擎，嵌入到用戶(hù)自己的產(chǎn)品當(dāng)中，用戶(hù)可以用單片機(jī)或其他CPU的UART口，使用相應(yīng)的AT命令，對(duì)模塊進(jìn)行控制，達(dá)到使其產(chǎn)品可以輕松進(jìn)入GSM網(wǎng)絡(luò)的目的2。（2）Q2406BGSM模塊Q2406B是WAVECOM公司雙頻GSM/GPRS模塊內(nèi)嵌ICP/IP協(xié)議，支持點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的MT&MO，短消息區(qū)域廣播等。Q2406B(支持class10)，下載53.6.8kbits/s，上傳26.8kbits/s。數(shù)據(jù)線路異步傳輸和同步可達(dá)14,400bits/s。提供RS232數(shù)據(jù)接口，通過(guò)AT指令進(jìn)行操作，波特率從300到115,200bits/s，自動(dòng)速率從2,400到19,200bits/s。單一天線接口，3V/5VSIM卡接口。使用3.6V供電。（3）TC35i模塊TC35i是Siemens公司推出的新-代無(wú)線通信GSM模塊。自帶RS232通訊接口，可以方便地與PC機(jī)、單片機(jī)連機(jī)通訊。可以快速、安全、可靠地實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)方案中的數(shù)據(jù)、語(yǔ)音傳輸、短消息服務(wù)(ShortMessageService)和傳真。TC35模塊的工作電壓為3.35.5V，可以工作在900MHz和1800MHz兩個(gè)頻段，所在頻段功耗分別為2w(900M)和1w(1800M)。模塊有AT命令集接口，支持文本和PDU模式的短消息、第三組的二類(lèi)傳真、以及2.4k，4.8k，9.6k的非透明模式。此外，該模塊還具有電話簿功能、多方通話，漫游檢測(cè)功能，常用工作模式有省電模式、IDLE、TALK等模式。通過(guò)獨(dú)特的40引腳的ZIF連接器,實(shí)現(xiàn)電源連接、指令、數(shù)據(jù)、語(yǔ)音信號(hào)、及控制信號(hào)的雙向傳輸。通過(guò)ZIF連接器及50天線連接器，可分別連接SIM卡支架和天線。TC35i模塊主要由GSM基帶處理器、GSM射頻模塊、供電模塊(ASIC)、閃存、ZIF連接器、天線接口六部分組成。作為T(mén)C35的核心，基帶處理器主要處理GSM終端內(nèi)的語(yǔ)音、數(shù)據(jù)信號(hào)，并涵蓋了蜂窩射頻設(shè)備中的所有的模擬和數(shù)字功能。在不需要額外硬件電路的前提下，可支持FR、HR和EFR語(yǔ)音信道編碼。其它功能介紹可參見(jiàn)相關(guān)資料3。通過(guò)對(duì)比以及資料的查找，我們發(fā)現(xiàn)TC35i有眾多的用戶(hù)，資料介紹比較全面詳細(xì)。網(wǎng)絡(luò)上也有很多電子愛(ài)好者、工程師對(duì)TC35i比較感興趣，討論的話題比較多，更有很多調(diào)試筆記等可以參考。因此我們考慮選用該模塊，這樣風(fēng)險(xiǎn)較小，成功率較高，遇到問(wèn)題方便解決。3設(shè)計(jì)要求（1）TC35i驅(qū)動(dòng)程序設(shè)計(jì)；（2）PDU串解碼；（4）LED顯示屏驅(qū)動(dòng)程序（模擬串口）；（5）漢字編碼轉(zhuǎn)換程序；（6）DS1302驅(qū)動(dòng)程序的設(shè)計(jì)；（7）終端主程序；（8）電源系統(tǒng)；4系統(tǒng)總體框圖根據(jù)設(shè)計(jì)要求及方案論證，系統(tǒng)終端電路方框圖如下圖1。圖1系統(tǒng)終端硬件電路方框圖在圖1所示的方框圖中，單片機(jī)系統(tǒng)包括STC89C516RD+4、時(shí)鐘芯片DS1302、看門(mén)狗芯片MAX68655、以及擴(kuò)展的32K片外存貯器CY62256。CY62256通過(guò)地址鎖存器74HC573以總線的方式與單片機(jī)連接。這樣在用C語(yǔ)言編程的時(shí)候只需要在程序中把要使用的變量定義為外部（XDATA）變量即可。無(wú)需考慮存貯空間的分配以及尋址的方式，使程序設(shè)計(jì)有所簡(jiǎn)化6。GSM模塊采用TC35i，TC35i帶有標(biāo)準(zhǔn)的串行通信接口通過(guò)MAX2