畢業(yè)設計（論文）基于GSM的無線LED顯示屏的短信接受處理模塊設計

1、本科畢業(yè)設計論文題目： 基于gsm的無線led顯示屏的短信接收處理模塊設計院、 系： 電子信息工程系 學科專業(yè)： 電子信息工程 學 生： 學 號： 指導教師： 2008 年 6 月 基于gsm的無線led顯示屏的短信接收處理模塊設計摘要隨著電子工業(yè)的迅速發(fā)展，傳統(tǒng)的由電腦通過數據線傳輸led顯示屏內容的方法逐漸暴露出一系列的問題及弊端。而利用短信息控制led顯示屏則大大降低了成本，在實際工作中起到了事半功倍的作用，更具有實用性。本論文完成基于gsm的短信遠程控制無線led顯示屏系統(tǒng)中的短信接收模塊設計。由arm（lpc2210）處理器控制短信接收處理模塊tc35i接收短信并進行處理，最后提取出

2、短信內容儲存在外部flash中。關鍵詞： tc35i模塊 arm處理器 at指令 pdu編碼based on gsm wireless led display of text messaging processing module designabstractwith the rapid development of the electronics industry, the traditional computer data through the transmission line led display content of the gradually exposed a series

3、of problems and defects. the use of short message control led display is greatly reduced costs, in practical work played a multiplier effect, more practical.this paper complete gsm-based wireless messaging remote control led display system of text messaging module design. by the arm (lpc2210) proces

4、sor control processing module tc35i receive sms text messages and receive treatment, the final text message to extract the contents stored in the external flash.key words: tc35i module arm processor at command pdu coding 目 錄摘要(i)abstract(ii)1. 緒論(1)1.1課題的研究意義(1)1.2 國內外現狀(1)1.3 gsm網絡(2)1.4 需求分析(3)1.5

5、 本課題主要完成的內容(3)1.6 論文結構安排(3)2. 系統(tǒng)方案設計(5)2.1 系統(tǒng)設計(5)2.1.1 短信接收模塊(5)2.1.2 數據處理模塊(6)2.1.3 led顯示模塊(6)2.2 本設計方案(6)3. 硬件部分(8)3.1 arm處理器(8)3.1.1 arm概述(8)3.1.2 lpc2210簡介(9)3.2 arm最小系統(tǒng)設計(10)3.2.1 電源電路介紹(10)3.2.2 復位電路(11)3.2.3 系統(tǒng)時鐘電路(12)3.2.4 系統(tǒng)存儲器電路(12)3.2.5 jtag調試電路(12)3.3 短信接收模塊(13)3.3.1 tc35i概述(13)3.3.2 tc

6、35i功能結構(14)3.3.3 tc35i引腳功能(15)3.3.4 tc35i外圍電路設計(15)4. 短消息簡介(18)4.1 短消息概述(18)4.2 短消息的格式(19)4.3 短消息的控制方式(19)4.4 at指令(19)4.5 短消息編碼(20)4.6 unicode編碼(21)5. 軟件部分(22)5.1本設計功能介紹(22)5.2軟件編譯環(huán)境ads1.2(22)5.2.1 ads1.2概述(22)5.2.2 ads集成開發(fā)環(huán)境的組成(22)5.3 流程圖設計(24)5.4 程序設計(25)5.4.1 串口初始化程序設計以及頭文件(25)5.4.2 中斷程序設計(26)5.4

7、.3 串口接收函數設計(26)5.4.4 主程序設計(27)6. 總結與說明(28)6.1 總結(28)6.2 說明(28)致謝(29)參考文獻(30)附錄(32)附錄a 原理圖設計(32)附錄b 短信息接收程序設計(33)1. 緒論1.1 課題的研究意義隨著電子工業(yè)的迅速發(fā)展，在大型商場、車站、碼頭、地鐵站以及各類辦事窗口等越來越多的場所需要用led點陣顯示圖形和漢字。led顯示屏是利用發(fā)光二極管點陣模塊或像素單元組成的大面積顯示屏幕。由于它具有可靠性高、使用壽命長、性能價格比高、使用成本低、環(huán)境適應能力強等特點，廣泛應用于金融市場、醫(yī)院、體育場館、機場、碼頭、車站、高速公路等公共場所的信息

8、顯示和廣告宣傳。led顯示技術是將光電、計算機以及控制等技術綜合一體的現代新技術。而led顯示作為信息傳播的一種重要手段，已廣泛應用于室內外需要進行服務內容和服務宗旨宣傳的公眾場所，例如戶內外公共場所廣告宣傳、機場車站旅客引導信息、公交車輛報站系統(tǒng)、證券與銀行信息顯示、餐館報價信息顯示、交通信號燈、景觀照明等。傳統(tǒng)電子顯示屏的內容由電腦通過數據線發(fā)送,信息只能在固定的電腦上發(fā)送,只能固定地顯示所連接電腦一次發(fā)送的信息,且只能在短距離內使用,一般只有數十米，所以它在實際使用中暴露出一定的問題及弊端。如脫機屏的方式,有信息管理不方便,更新信息需換芯片等問題,從而浪費大量的人力和財力。用連機屏方式的

9、話,雖說可以實時監(jiān)控與管理,但如果信息顯示屏離上位機很遠的話(如在高速公路上的顯示屏) ,僅僅通信線的費用就很大,這是個迫切需要解決的工程問題。短消息是gsm (全球移動通信系統(tǒng))中最簡便的數據通信方式之一。隨著短消息業(yè)務的日益完善,短消息已具備承載重要數據信息的能力。而運用短信來遠程控制led顯示屏內容大大降低了成本，在實際工作中起到了事半功倍的作用，更具有科研性。1.2 國內外現狀短信息服務作為gsm網絡的一種基本業(yè)務，已得到越來越多的系統(tǒng)運營商和系統(tǒng)開發(fā)商的重視。該產業(yè)在國外已經得到了廣泛應用，目前，國內已經開始使用的gsm模塊有 falcom 的a2d 系列、wavecome的 wmo

10、2 系列、西門子的 tc35 系列、愛立信的 dm10/dm20 系列、中興的 zxgm18 系列等，而且這些模塊的功能、用法差別不大。其中西門子的tc35系列模塊性價比很高，并且已經有國內的無線電設備入網證。所以本設計選用的是西門子tc35系列的tc35i。該模塊集射頻電路和基帶于一體，向用戶提供標準的 at命令接口，為數據、語音、短消息和傳真提供快速、可靠、安全的傳輸，方便用戶的應用開發(fā)及設計。1.3 gsm網絡gsm（global system for mobile communications）作為全球性的移動通信標準,在全球160 多個國家中廣為分布，全球用戶數達到4.75 億(截至

11、到2001 年的二月底)，預計在2004 年初可突破10 億用戶。同樣，gsm 在中國也取得了長足的發(fā)展，1989年，中國出現第一個gsm 用戶，在隨后的短短的十幾年里，中國移動和中國聯(lián)通已逐步建立了覆蓋廣、通信質量高、業(yè)務品種豐富、服務水平一流的移動通信網路，使中國成為世界上網絡規(guī)模和用戶規(guī)模最大的移動通信市場，截止2001 年底中國市場上的gsm 手機用戶已突破1.4 億戶，目前仍以每月300 多萬的新增用戶不斷增長，使中國成為全球最大的移動通訊消費市場,其中，中國移動占有75%的用戶，成為世界上僅次于vadafone 的第二大運營商。目前gsm網絡的覆蓋范圍已遍及全國各地村鎮(zhèn)。另外，中國

12、移動電話的普及率還只有7%。在歐美發(fā)達國家，移動電話普及率達到50%以上，北歐一些國家甚至可以達到70%，相比之下，中國移動通信的發(fā)展還只是在熱身階段。到2005年，中國移動通信的用戶估計會突破2.5 億，中國移動的用戶仍然會有強勁的增長，這為中國的gsm網絡的更廣的覆蓋和更好的服務提供了市場支持5。gsm 功能具有一下功能：* 話音功能gsm最重要的功能是電話服務功能，而這項服務須保證gsm用戶在任何地點能與其它有線或無線用戶通話。且通話是雙向的。從電話服務演生出的另一話音功能是語音信箱。聲音信息被儲存，使呼叫不通時，用戶可將聲音存入gsm用戶的語音信箱，而gsm用戶也能接入語音信箱聽取留言

13、。* 數據傳輸服務提供給固定(有線)用戶和isdn用戶的大部份服務gsm都提供，包括分組交換資料網所提供的服務。gsm資料用戶可以和pstn用戶相連接，也可與isdn用戶相連。pstn(public switch telephone network)* 短消息服務何謂短消息服務，簡單的例子就是b.b.call。一個幾十個words長度的信息，可以被小屏幕終端來接收。gsm已設計支持這種服務，移動臺(手機)可以用于通話又可用于尋呼功能。gsm能夠傳送包括送往移動臺和移動臺送出的短消息(sms-mt/pp-mobil terminating short message service and sm

14、s-mo/pp-mobil orinamting short message service)。另一種消息服務是蜂窩廣播短消息服務(sms-cb-cell broadcast short message service),這種服務是基地臺在每隔一段固定時間對移動臺送出廣播訊息,例如天氣預報,股票行情,重要新聞等9。1.4 需求分析本課題要求開發(fā)一套遠程控制led顯示屏信息裝置。gsm網絡具有良好的覆蓋功能，并且傳輸信息穩(wěn)定可靠，gsm短信收發(fā)模塊也有相對比較好的性能，所以本課題是基于gsm網絡之上用短信來控制無線led顯示屏顯示內容。該設計有良好的市場前景，能夠大大提高工作效率，能夠更好的為人

15、民服務。該設計主要實現以下功能： 通過gsm網絡接收信息的發(fā)入和存儲； 完成對信息的處理，把pdu碼中有用內容提取出來以字符的形式存放； 給存儲的字符建立字模，然后通過led點陣掃描顯示在led屏上； 即時更改led屏幕內容，方便信息高效傳輸。 基于以上幾點，我們可以發(fā)現本課題研究的重點主要在前三個功能上面，主要應解決一下幾個設計難點： 短消息是如何接收的； 如何定義pdu編碼的幀格式提取有用信息； 字模是怎樣在led屏幕上點陣顯示的?；谝陨闲枨螅菊n題研究從簡單方法入手，led屏顯內容為年月日時分秒的阿拉伯數字，比如有效內容為2008 08 08。通過該設計完成基于gsm的無線led顯示屏

16、的短信接收模塊設計。1.5 本課題主要完成的內容1. 深入掌握整個系統(tǒng)的工作原理，根據原理設計本課題方案。2. 根據系統(tǒng)原理設計基于gsm的無線led顯示屏的短信接收模塊，主要包括課題框圖設計，課題原理圖設計，以及對單元電路的設計。短信接收流程圖及程序設計。3. 根據上述設計主要完成protel電路圖設計，用c語言對該系統(tǒng)進行短信接收程序設計，最后采用ads1.2對短信息接收程序進行編譯。1.6 論文結構安排第1章 緒論，介紹本設計的課題背景和研究意義、相關設計介紹以及本課題完成的內容和結構安排。第2章 系統(tǒng)方案設計，對整個系統(tǒng)進行總體介紹，設計該系統(tǒng)的框圖和短信接受原理圖。第3章 硬件部分，

17、闡述了arm（lpc2210）處理器和tc35i模塊的主要特點，功能結構，tc35i的引腳功能，外圍應用電路等。第4章 單元電路設計，介紹相關的gsmat指令、說明了系統(tǒng)數據庫的整體設計方案及數據庫部分的設計思路、實現過程。第5章 at指令，介紹了短消息的格式、短消息的控制方式、短消息編碼和unicode編碼，為后續(xù)軟件設計奠定基礎。第6章 系統(tǒng)軟件設計 設計了軟件實現該系統(tǒng)的方法，包括流程圖設計、編程環(huán)境介紹和系統(tǒng)控制程序的設計。第7章 總結，對本次設計作出總結，包含設計收獲和體會，整個設計工作的不足之處和需要改進的方面。2. 系統(tǒng)方案設計2.1 系統(tǒng)設計本設計以arm處理器為核心，利用tc

18、35i和led顯示模塊，實現短信的接收和顯示。系統(tǒng)在arm處理器的控制下，由gsm短信接收模塊接收短信,通過arm處理器進行數據處理，提取出將要顯示的數據，進行存儲，并控制 led顯示模塊進行顯示?？傮w設計方案原理框圖如圖2.1所示。圖2.1 系統(tǒng)方框圖 如圖所示系統(tǒng)框圖由gsm短信接收模塊,rs232接口模塊，arm處理器，led顯示模塊組成。2.1.1 短信接收模塊gsm短信接收模塊主要實現gsm網的短信接收，選用西門子公司的tc35i型gsm收發(fā)模塊。西門子公司的tc35i是一個支持中文短信息的gsm模塊，集成度高，工作在egsm900mhz和gsm1800mhz(phase 2/2+)

19、雙頻段，電壓范圍為3.3-3.5v，為單一電壓，可傳輸語音和數據信號，功耗在egsm900mhz(4類)和gsm1800mhz(1類)分別為2w和1w。tc35i的數據輸入輸出接口是一個串行異步收發(fā)器，符合itu-t rs232接口標準。它有固定的參數：8位數據位和一位停止位，無校驗位，波特率在300bps115kbps之間可選，支持標準at指令。此芯片配合外圍電路構成gsm短信接收模塊2.1.2 數據處理模塊數據處理模塊采用了一arm為控制核心的處理器，完成對數據的判斷、數制轉換、存儲等功能。arm處理器是本系統(tǒng)的控制核心，實現對系統(tǒng)的處理、控制，選用飛利浦公司的lpc2210芯片。這是一片

20、支持實時仿真和嵌入式跟蹤的16/32位arm7tdmi-s cpu的微控制器。工作電壓為3.3v，內核工作電壓僅為1.8v；內置pll鎖相環(huán)可以設置cpu工作頻率達60mhz，雙uart口，提供數據的異步串行發(fā)送和接收功能；由于lpc2210的144管腳封裝、極低的功耗、多個32位定時器、8路10位adc、pwm輸出以及多達9個外部中斷，使他們特別適用于工業(yè)控制、醫(yī)療系統(tǒng)、訪問控制和pos機；通過配置總線，lpc2210最多可以提供76個gpio，由于內置了寬范圍的串行通信接口，它們也非常適合于通信網關協(xié)議轉換器嵌入式軟modem以及其他各種類型的應用；可以外擴sram和flash，很方便移植

21、嵌入式操作系統(tǒng)。2.1.3 led顯示模塊led顯示模塊實現系統(tǒng)的字符顯示，選用的是12塊8x8led點陣模塊組成led顯示屏。其原理框圖如圖2.2所示。arm最小系統(tǒng)flashled點陣1led點陣12行驅動列驅動 圖2.2 led點陣顯示圖2.2 本設計方案本課題主要研究基于gsm的短信遠程控制無線led顯示屏系統(tǒng)中的短信接收模塊設計。該模塊通過tc35i實現短消息的接收，然后通過arm（lpc2210）提取tc35i模塊接收所收到的短信，然后把接收到的短消息儲存在緩存buffer中或者外部存儲器中。在次過程中rs232模塊在系統(tǒng)中起連接tc35i和arm處理器的作用，rs232模塊可以完

22、成tc35i與arm芯片之間的電平轉換。但根據市場分析，目前市場上有tc35i集成rs232的模塊，本設計可以直接購買集成模塊。此外經查閱資料證明tc35i和arm之間電平差別相對較小，可以省略rs232模塊，從而簡化電路，方便電路連接。本設計方案如圖2.3所示。圖2.3 短信接收模塊框圖3. 硬件部分3.1 arm處理器3.1.1 arm概述 arm（advancedriscmachines），既可以認為是一個公司的名字，也可以認為是對一類微處理器的通稱，還可以認為是一種技術的名字。1991年arm公司成立于英國劍橋，主要出售芯片設計技術的授權。目前，采用arm技術知識產權（ip）核的微處理

23、器，即我們通常所說的arm微處理器，已遍及工業(yè)控制、消費類電子產品、通信系統(tǒng)、網絡系統(tǒng)、無線系統(tǒng)等各類產品市場，基于arm技術的微處理器應用約占據了32位risc微處理器75以上的市場份額，arm技術正在逐步滲入到我們生活的各個方面。arm公司是專門從事基于risc技術芯片設計開發(fā)的公司，作為知識產權供應商，本身不直接從事芯片生產，靠轉讓設計許可由合作公司生產各具特色的芯片，世界各大半導體生產商從arm公司購買其設計的arm微處理器核，根據各自不同的應用領域，加入適當的外圍電路，從而形成自己的arm微處理器芯片進入市場。目前，全世界有幾十家大的半導體公司都使用arm公司的授權，因此既使得arm

24、技術獲得更多的第三方工具、制造、軟件的支持，又使整個系統(tǒng)成本降低，使產品更容易進入市場被消費者所接受，更具有競爭力20。到目前為止，arm微處理器及技術的應用幾乎已經深入到各個領域：1、工業(yè)控制領域：作為32的risc架構，基于arm核的微控制器芯片不但占據了高端微控制器市場的大部分市場份額，同時也逐漸向低端微控制器應用領域擴展，arm微控制器的低功耗、高性價比，向傳統(tǒng)的8位/16位微控制器提出了挑戰(zhàn)。2、無線通訊領域：目前已有超過85%的無線通訊設備采用了arm技術，arm以其高性能和低成本，在該領域的地位日益鞏固。3、網絡應用：隨著寬帶技術的推廣，采用arm技術的adsl芯片正逐步獲得競爭

25、優(yōu)勢。此外，arm在語音及視頻處理上行了優(yōu)化，并獲得廣泛支持，也對dsp的應用領域提出了挑戰(zhàn)。4、消費類電子產品：arm技術在目前流行的數字音頻播放器、數字機頂盒和游戲機中得到廣泛采用。5、成像和安全產品：現在流行的數碼相機和打印機中絕大部分采用arm技術。手機中的32位sim智能卡也采用了arm技術。除此以外，arm微處理器及技術還應用到許多不同的領域，并會在將來取得更加廣泛的應用14 15 16。3.1.2 lpc2210簡介 lpc2210 是基于一個支持實時仿真和嵌入式跟蹤的16/32 arm7tdmi-stm cpu 的微控制器。對代碼規(guī)模有嚴格控制的應用可使用16 位thumb 模

26、式將代碼規(guī)模降低超過30%，而性能的損失卻很小。由于lpc2210 的144 腳封裝、低的功耗、多個32 位定時器、8 路10 位adc、pwm 輸出以及多達9 個外部中斷使它們特別適用于工業(yè)控制、醫(yī)療系統(tǒng)、訪問控制和pos 機。通過配置總線lpc2210 最多可提供76 個gpio。由于內置了寬范圍的串行通信接口，它們非常適合于通信網關、協(xié)議轉換器、嵌入式軟modern 以及其它各種類型的應用。其引腳圖如圖3.1所示。圖3.1 arm引腳圖lpc2210的特性如下：1、16/32 位144 腳arm7tdmi-s 微控制器。2、16k 字節(jié)片內靜態(tài)ram。3、串行boot 裝載程序通過uar

27、t0 來實現在系統(tǒng)下載和編程。4、通過外部存儲器接口可將存儲器配置成4 組，每組的容量高達16mb，數據寬度為8/16/32 位。5、embeddedice-rt 接口使能斷點和觀察點。當前臺任務使用片內realmonitor 軟件調試時，中斷服務程序可繼續(xù)執(zhí)行。6、嵌入式跟蹤宏單元（etm）支持對執(zhí)行代碼進行無干擾的高速實時跟蹤。7、8 路10 位a/d 轉換器，轉換時間低至2.44ms。8、2 個32 位定時器（帶4 路捕獲和4 路比較通道）、pwm 單元（6 路輸出）、實時時鐘和看門狗。 9、向量中斷控制器?？膳渲脙?yōu)先級和向量地址。10、多達76 個通用i/o 口（可承受5v 電壓），1

28、2 個獨立外部中斷引腳（ein 和cap 功能）。11、通過片內pll 可實現最大為60mhz 的 cpu 操作頻率。 片內晶振頻率范圍：130 mhz。 2個低功耗模式：空閑和掉電。12、通過外部中斷將處理器從掉電模式中喚醒。13、可通過個別使能/禁止外部功能來優(yōu)化功耗。 14、雙電源cpu 操作電壓范圍：1.651.95 v(1.8 v 8.3%)i/o 操作電壓范圍：3.03.6 v(3.3 v 10%)lpc2210引腳功能如下：1、p0口：p0口是一個32位雙向 i/o口。每個位都有獨立的方向控制。p0口管腳的操作取決于管腳連接模塊所選擇的功能。p0 口的 p0.26 和p0.31不

29、可用。注：除可用作 a/d 輸入的管腳（p0.27,p0.28,p0.29,p0.30）外，所有 p0口都可承受 5v 的電壓。如果不使用 a/d 轉換器，所有與 a/d 輸入相關的管腳也可用作5v的數字i/o口。見“a/d轉換器”中a/d輸入管腳電壓的描述。2、p2口：p2口是一個32位雙向 i/o口，一般作為外部存儲器的數據線。每個位都有獨立的方向控制。p2口管腳的操作取決于管腳連接模塊所選擇的功能。 注：除可用作 a/d輸入的管腳（p2.30和 p2.31）外，所有p2口都可承受5v的電壓。當p2口配置用作輸入時，內置的上拉電阻使管腳的默認輸入設置為高電平。如果不使用a/d 轉換器，與

30、a/d 輸入相關的管腳也可用作5v 的數字 i/o 口。見“a/d 轉換器”中 a/d 輸入管腳電壓的描述。3、p3口：p3口是一個32位雙向 i/o口，一般作為外部存儲器的地址線。每位的方向可單獨控制。p3口的功能取決于管腳連接模塊的管腳功能選擇。注：除可用作 a/d 輸入的管腳（p3.28 和 p3.29）外，所有 p3 口都可承受5v 的電壓。當 p3 口配置用作輸入時，內置的上拉電阻使管腳的默認輸入設置為高電平。如果不使用a/d 轉換器，與a/d輸入相關的管腳也可用作5v的數字i/o口。見“a/d轉換器”中a/d輸入管腳電壓的描述。3.2 arm最小系統(tǒng)設計3.2.1 電源電路介紹lp

31、c2000系列arm7微控制器均要使用兩組電源（lpc213x、lpc214x除外），i/o口供電電源為1.8v，所以系統(tǒng)設計為3.3v應用系統(tǒng)。首先由cz1電源接口輸入9v直流電源，經過極性電容c01、c02濾波，然后通過78m05將電源穩(wěn)壓至5v，再使用ldo芯片（低壓差電源芯片）穩(wěn)壓輸出3.3v及1.8v電壓，其中使用極性電容可以防止電源反接。系統(tǒng)電源電路如圖3.2和圖3.3所示，ldo芯片分別采用spx1117m3-1.8和spx1117m3-3.3，其特點為輸出電流大，輸出電壓精度高，穩(wěn)定性好。由于lpc2000系列arm7微控制器具有獨立的模擬電源和模擬地引腳，為了降低噪聲和出錯幾

32、率，模擬電源與數字電源應該隔離，并且在設計pcb板時要采用大面積敷地，以降低噪聲。spx1117系列l(wèi)do芯片輸出電流可達800ma,輸出電壓的精度在1%以內，還具有電流限制和熱保護功能，廣泛應用在手持式儀表、數字家電和工業(yè)控制等領域。使用時，其輸出端需要一個至少10uf的鉭電容來改善瞬態(tài)響應和穩(wěn)定性。圖3.2 5v電源電路圖3.3 系統(tǒng)電源電路3.2.2 復位電路由于arm芯片的高速、低功耗和低工作電壓導致其噪聲容限低，對電源的紋波、瞬態(tài)響應性能、時鐘源的穩(wěn)定性和電源監(jiān)控可靠性等諸多方面也提出了更高的要求。在圖3.4中，信號nrst連接到lpc2210芯片的復位腳。當按下復位鍵時，nrst引

33、腳立即輸出復位信號，使lpc2210芯片復位。圖3.4 系統(tǒng)復位電路3.2.3 系統(tǒng)時鐘電路lpc2000系列arm7微控制器可使用外部晶振或外部時鐘源，內部pll電路可調整系統(tǒng)時鐘，使系統(tǒng)時鐘運行速度更快（cpu最大操作系統(tǒng)時鐘為60mhz）。若不使用片內pll及isp下載功能，則外部晶振頻率為130mhz，外部時鐘頻率為150mhz；若使用了片內pll功能或isp下載功能，則外部晶振頻率為1025mhz，外部時鐘頻率為1025mhz。系統(tǒng)時鐘電路如圖3.5所示。圖3.5 系統(tǒng)時鐘電路3.2.4 系統(tǒng)存儲器電路 lpc2210內部沒有程序存儲器，在此外擴了一片flash存儲器sst39vf1

34、60；為了提高數據的存取速度，這里還外擴了一片美國issi公司的sram芯片is61lv25616，它具有16位數據寬度，工作電壓為3.3v高速訪問時間10.12ns、功耗低等特點。電路如圖3.6所示。圖3.6 系統(tǒng)存儲電路3.2.5 jtag調試電路采用arm公司提出的標準20腳jtag仿真調試接口。jtag信號的定義及連接如圖3.7所示。圖中，jtag接口上的信號ntrst連接到lpc2210芯片的引腳，已達到控制lpc2210內部jtag接口電路復位的目的（但不控制cpu復位）。圖3.7 jtag接口電路根據lpc2210的應用使用說明，在rtck引腳接一個4.7k歐姆的下拉電阻，使系統(tǒng)

35、復位后lpc2210內部的jtag接口使能，這樣就可以直接進行jtag仿真調試了。3.3 短信接收模塊3.3.1 tc35i概述本設計選用的是西門子tc35系列的tc35i。這是西門子推出的最新的無線模塊，功能上與tc35兼容，設計緊湊，大大縮小了用戶產品的體積。tc35i與gsm 2/2+兼容、雙頻(gsm900/gsml800)、rs232數據口、符合etsi標準gsm0707和gsm0705，且易于升級為gprs模塊。該模塊集射頻電路和基帶于一體，向用戶提供標準的a t命令接口，為數據、語音、短消息和傳真提供快速、可靠、安全的傳輸，方便用戶的應用開發(fā)及設計。tc35i主要特性與技術指標包

36、括以下幾點：頻段為雙頻gsm900mhz和gsml800mhz(phase+)；支持數據、語音、短消息和傳真；高集成度(54.5mm36mm3.6mm)；質量輕，僅為9g；電源電壓為單一電壓3.34.8 v；可選波特率300bps115kbps，動波特率4.8115kbps；電流消耗休眠狀態(tài)為3.5ma，空閑狀態(tài)為25ma，發(fā)射狀態(tài)為300ma(平均)，2.5a峰值；溫度范圍正常操作-20+55，存放-30+85；sim電壓為3v/1.8v。3.3.2 tc35i功能結構 tc35i模塊功能結構圖如下圖所示（圖3.8），從功能上看主要由4部分組成:gsm基帶處理器、gsm射頻部分、電源asic

37、 (application specific integrated circuit)、flasho。gsm基帶處理器是整個模塊的核心，它由一個c166cpu和一個dsp處理器內核控制著模塊內各種信號的傳輸、轉換、放大等處理過程。gsm射頻部分是一個單片收發(fā)器smarti，它由一個外差式接收器、上變頻調制環(huán)路發(fā)送器(upconversionmodulation loop transmitter)、一個射頻鎖相環(huán)路和一個全集成中頻合成器4個功能塊組成，共同完成對射頻信號的接收和發(fā)送等處理。gsm模塊電流變化非常大，空閑時電流小于3.5ma，而在通話期間電流最大可達2.3a，這就對供電電路提出了較高

38、的要求。gsm模塊電源asic部分使用線性電壓調節(jié)器把外部輸入的電源電壓vbatt+進行穩(wěn)壓處理后供gsm基帶處理器和gsm射頻部分使用，此外它還輸出一個2.9v/70ma的電壓供模塊外的其他電路使用。gsm射頻部分的功率放大器對電源電壓要求不高，所以直接使用外部的輸入電壓vbatt十。flash用來存儲一些用戶配置信息、電話本和其他信息。tc35i共有40個引腳，通過一個zif(zero insertion force)連接器引出.這40個引腳可以劃分為5類，即電源、數據輸入/輸出、sim卡、音頻接口和控制。第1-14腳為電源部分，其中1-5為電源電壓輸入端vbatt+, 6-10為電源地g

39、nd, 11, 12充電引腳，13對外輸出電壓(供外電路使用)，14為accu_temp接負溫度系數的熱敏電阻:24-29為sim卡引腳，分別為ccin, ccrst, ccio, ccclk,ccvcc和ccgnd; 33-40為語音接口用來接電話手柄:15, 30, 31和32腳為控制部分，15為點火線igt(ignition)，當tc35i通電后必須給igt一個大于100ms低電平，模塊才啟動，30為rtc backup 31為power down, 32為sync; 16-23位數據輸入/輸出分別為dsro, ringo, rxdo, txdo, ctso, rtso, dtro和dc

40、do1322。圖3.8 tc35i功能模塊結構3.3.3 tc35i引腳功能 tc35i有40個引腳，通過一個zif(zero inser-tion force，零阻力插座)連接器引出。這40個引腳可以劃分為5類，即電源、數據輸入/輸出、sim卡、音頻接口和控制。第114腳為電源部分：15為電源電壓輸入端vbatt+，610為電源地gnd，11、12為充電引腳，13為對外輸出電壓(共外電路使用)，14為accu-temp接負溫度系數的熱敏電阻。第2429腳為sim卡引腳，分別為ccin、ccrst、ccio、ccclk、ccvcc和ccgnd。第3340腳為語音接口，用來接電話手柄。15、30

41、、31和32腳為控制部分：15為點火線igt(ignition)，當tc35i通電后必須給igt一個大于100ms低電平，模塊才啟動；30為rtc backup，31power down，32為sync。第1623腳為數據輸入/輸出，分別為dsr0、ring0、rxd0、txd0、cts0、rts0、dtr0和dcd0。tc35的數據輸入/輸出接口實際上是一個串行異步收發(fā)器，符合itu-t rs232接口標準。它有固定的參數：8位數據位和1位停止位，無校驗位，波特率在300bps115kbps之間可選，硬件握手信號用rts0/cts0，軟件流量控制用xon/xoff，coms電平，支持標準的a

42、t命令集。其引腳圖如3.9所示。圖3.9 tc35i 引腳圖3.3.4 tc35i外圍電路設計tc35模塊的正常運行需要相應的外圍電路與其配合。tc35共有40個引腳通過zif工連接器分別與電源電路、啟動電路、數據通信電路、語音通信電路、sim卡電路、指示燈電路等連接。. 電源電路電源電路分為充電電池和開關穩(wěn)壓電源模塊兩部分充電電池主要為整個系統(tǒng)提供5v工作電壓，同時產生其他電路所需要的高電平三端電源模塊lm7805將外部+12v直流電源轉換為+5v，連到zif連接器的11、12(power)引腳，在充電模式下，為tc35提供+5v、500ma的充電電壓。1. 工作原理充電電路由電源變壓器、整

43、流，濾波，穩(wěn)壓，濾波，指示燈幾部分電路組成。j1為電源變壓器，提供12v交流電壓，四只整流二極管d1一d4構成全波整流電路(橋式整流電路)，c1，c2為濾波電容，以減小整流后直流電中的脈動成分，c1濾掉低頻波，c2濾掉高頻波，lm7805為穩(wěn)壓芯片，此器件有3個引腳，其中1腳為vin，2腳為gnd，3腳為output(+5v)，c3、c4腳為濾波電容器，d6為發(fā)光二極管，當輸出+5電壓時，指示燈發(fā)光。2. 開關穩(wěn)壓電源模塊lm2576 嵌入式控制系統(tǒng)的一般都需要一個穩(wěn)定的工作電壓才能可靠工作。采用開關電源來替代線性穩(wěn)壓電源作為電源的優(yōu)勢是開關管的高頻通斷特性以及串聯(lián)濾波電感的使用對來自于電源的

44、高頻干擾具有較強的抑制作用。此外，由于開關穩(wěn)壓電源”熱損失“的減少，設計時還可提高穩(wěn)壓電源的輸入電壓，這有助于提高交流電壓抗跌落干擾的能力。開關穩(wěn)壓電源的功耗極低，其平均工作效率可達。在相同電壓降的條件下，開關電源調節(jié)器件與線性穩(wěn)壓器件相比具有少得多的”熱損失”。tc35系統(tǒng)工作電壓為。由于tc35的突發(fā)耗電電流峰值可達3a，故外加穩(wěn)壓器件必須達到足以提供該額定電流的條件。在該終端中，采用了開關電源芯片lm2576完成12v到5v的轉換，作為tc35終端的供電電源。須加以注意的是，由lm2576芯片完成開關電源轉換需大功率的電感和電容，以提高儲能能力，達到tc35耗電需求。. 啟動（igt）電

45、路 對于tc35i控制，igt信號非常重要，只有正確的igt信號才可以使用tc35i正常運行。系統(tǒng)加電后，為使tc35i進入工作狀態(tài)，必須給igt（15腳）加一個延時大于100ms的低脈沖，電平下降持續(xù)實踐部可超過1ms。驅動igt時，tc35i供點電壓不能低于3.3v，否則tc35i不能被激活。 為保證整個系統(tǒng)正常啟動，要求在加電源電壓時，igt必須保持大于100ms的低電平后，再跳到高電平，在電路板中是依靠rc電路來完成的，且該信號下降時間小于1ms。啟動后，igt腳的信號應保持高電平。電源通電后，+5v電源通過電阻對電容充電，使電容正極上的電壓慢慢上升，大約經過100ms達到高電位，使施

46、密特觸發(fā)器翻轉，系統(tǒng)被復位。啟動后，igt應保持高電平（3.3v）。啟動電路由開漏機三極管和上電復位電路組成。. sim卡電路基帶處理器集成了一個sim接口。為了適合外部的sim接口，該接口連接到主接口(zif連接器)。tc35i使用外接式sim卡，zif工連接器上有6個引腳做為sim卡的接口，sim卡上也有6個引腳分別與它相對應。sync電路即為sim卡指示燈電路。通信電路主要完成短消息收發(fā)、與處理器的通信、軟件流控制等功能。tc35i的sync引腳有兩種工作模式，可用at命令at sync進行切換。一種是指示發(fā)射狀態(tài)時的功率增長情況，另一種是指示tc35i的工作狀態(tài)。本模塊使用的是后一種功

47、能：當led熄滅時,表明tc35i處于關閉或睡眠狀態(tài)或sim卡沒有插入；當led為點亮時，表明sim卡已經插入插槽，并且已經處于開啟狀態(tài)3。本部分的短信接收模塊設計原理圖如3.10所示。圖3.10 短信接收模塊原理圖4. 短消息簡介4.1 短消息概述短消息業(yè)務分為兩種:一種是點對點短消息(sms一pp)，在用戶之間傳送信息;另一種是小區(qū)廣播短消息(sms一cb)，類似于現在的尋呼，定期在一定的區(qū)域內重復廣播交通流量、天氣狀況等信息。不同于尋呼機的是短消息是一種雙向通信，gsm系統(tǒng)提供的短消息業(yè)務可以讓網絡端知道被叫方是否收到所發(fā)的消息;如果傳送失敗，被叫方沒有回答確認消息，網絡會保留所傳的消息

48、，一旦網絡發(fā)現被叫方能夠被叫通時，就可以重發(fā)消息以確保被叫方能夠收到，而且主叫方還能夠知道發(fā)送是否成功。短消息服務sms(shortmessageservice)傳遞信息方便快速，價格低廉，實時性強，因此基于sms的各種應用也迅速發(fā)展起來，如：可以將短消息應用于遠程數據采集、監(jiān)控/監(jiān)測、報警/預警、車輛調度/安全/導航、企業(yè)數字化管理與信息發(fā)布等諸多領域,應用前景很廣泛。由于這些特點，短消息業(yè)務獲得了廣大用戶的青睞，同時也成為了現代個人通信中一種不可缺少的方式。 短消息通信僅限于一個消息，換言之，一個消息的傳輸就構成了一次通信。因此，業(yè)務是非對稱的，一般認為移動起始短消息傳輸與移動終接短報文傳

49、輸是兩回事。這并不阻礙實時對話，但系統(tǒng)認為不同的消息彼此獨立，消息的傳輸總是由處于gsm外部的短消息服務中心(smsc)進行中繼，消息有目的地或起源地，但只與用戶和smsc有關，而與其他gsm基礎設施無關。 短消息提供了一種小數據量(不大于140個gsm短消息功能字節(jié)十六進制數)、低成本、高可靠性的方便快捷通信方式。它是利用gsm系統(tǒng)通信令信道的空閑帶寬，在電話撥號的同時，把消息發(fā)送到gsm的基站，再由短信中心處理存儲發(fā)送到接收方。發(fā)送方不須等待接收方準備就緒，只要和基站聯(lián)絡好即可發(fā)送短信，基站收到后會自動與發(fā)送方確認，再發(fā)送給接收方確認，發(fā)送短消息的費用很低。正常情況下完成一次短信的發(fā)送時間

50、大約20秒，但短信中心在向下發(fā)送時如遇基站忙，將把短信推后發(fā)送，頭一次是幾分鐘，越往后推遲時間越長，因此在利用gsm發(fā)信時，要考慮暢通率與移動網業(yè)務是否繁忙有關，不過在大多數情況下暢通率可達98%，短消息能否成功發(fā)送還與終端所在地信號場強有關。 短消息是gsm(全球移動通信系統(tǒng))中最簡便的數據通信方式.隨著短消息業(yè)務的日益完善,短消息已具備承載重要數據信息的能力。gsm通過話路在需要傳輸大量數據時十分適用，通過申請數據傳輸功能，可采用終端接gsm手機，中心可用普通電話機，一半是無線一半是有線的方式5。4.2 短消息的格式由于中文短消息具有內容直觀，傳送距離遠，用戶無需建造信號中轉站，成本相對低

51、廉，因此在控制領域的應用日益廣泛。的型通信模塊在國內應用比較廣泛，下面先介紹一下有關短消息的基礎知識。短消息接收格式如下：scapdu-typeoapiddcssctsudlud 格式中英文縮寫解釋如下：sca短消息服務中心地址，1一12位數字。pdu-type協(xié)議數據單元類型，1位數字。oa發(fā)送方地址，即發(fā)送的手機號碼。pid協(xié)議識別符，1位數字字。dcs數據譯碼方案，1位數字。scts服務中心收到短信時間。udl用戶數據長度，1位字數。ud用戶數據（短信內容），1-140位字數。4.3 短消息的控制方式tc35i模塊采用賀氏指令，arm處理器可通過正確的指令對模塊進行初始化和短消息的接受和

52、發(fā)送。對短消息的控制有三種方式模式： 基于block模式 基于at命令的text文本模式 基于at命令的pdu（protocol description unit）模式使用block模式需要手機生產廠家提供驅動支持，現在還沒有發(fā)現哪個廠家公布支持這種短信發(fā)送模式。目前，pdu模式已取代block模式，應用文test本格式時，短消息內容以asc碼格式直接輸入，操作比較簡單，但缺點是只能發(fā)送英文短消息應用格式時，短消息內容以unicode格式輸入，可以發(fā)送任何文字，缺點是短消息內容需要轉換成unicode碼，并且要把短消息按格式打包，操作比較復雜。由于本設計采用的是西門子公司的tc35i的模塊，所

53、以要掌握短消息的接收原理19。4.4 at指令 at指令集是專門用于控制modem的一組命令，它是由美國hayes公司所發(fā)展的數據傳輸通信接口，目前已成為全球通用的標準。at指令集有各種控制modem的命令，通過串行端口對modem發(fā)出相應的at命令，不僅可以調節(jié)音量，而且可以調整各種工作參數。hayes公司的smartmodem系列產品是modem事實上的標準，幾乎所有應用于計算機通信的modem均稱與hayes smartmodem兼容，其他各廠家生產的modem一般都兼容了最基本的hayes at指令集。九十年代初，at指令僅被用于modem操作。由于當時沒有控制移動電話文本消息的先例，

54、因此開發(fā)了一種叫sms塊模式的協(xié)議，它通過終端設備(te)或電腦來完全控制sms。幾年后，主要的移動電話生產廠商諾基亞、愛立信、摩托羅拉和hp共同為gsm研制了一整套at指令，其中包含對sms的控制。at指令在此基礎上演化并被加入gsm 07.05標準，以及之后的gsm 07.07標準4。如表4.1所示。at指令功 能 描 述at+off關機并重新啟動at+csdh=0在text模式下在返回值中不顯示詳細的頭信息ate0關閉回顯at+cmgf=1選擇短信格式為text模式at+cmgs發(fā)送短信息at+cmgr讀取短信息at+cmgd=0刪除全部短信息 表5.1 at指令4.5 短消息編碼pdu

55、模式中，可以采用三種編碼方式來編碼要發(fā)送的內容，分別是7-bit編碼、8-bit編碼、16-bit編碼。7-bit編碼用于發(fā)送普通的asc字符8-bit編碼通常用于發(fā)送數據消息，比如圖片和鈴聲等。而16-bit編碼用于發(fā)送unicode字符。在這三種編碼方式下，可以發(fā)送的最大字符數分別是160、140、70。若要發(fā)送中文，必須采用pdu模式的unicode編碼方式。設需要發(fā)送短消息內容為“hi”，使用的gsm字符集為7位編碼。首先將字符轉換為7位的二進制，然后，將后面字符的位調用到前面，補齊前面的差別。例如：h翻譯成1001000，i翻譯成1101001，顯然的h二進制編碼不足八位，那么就將i的最后一位補足到h的前面。那么就成了11001000，i剩下六位110100，前面再補兩個0，變成0010100(34)，于是“hi”就變成了兩個八進制數c83427。4.6 unicode編碼unicode(萬國碼)是一種在計算機上使用的字符編碼。它為每種語言中的每個字符設定了統(tǒng)一并且唯一的二進制編碼，以滿足跨語言、跨平臺進行文本轉換、處理的要求。1990年開始研發(fā)，1994年正式公布。隨著計算機工作能力的增強，unicod