無線LED顯示屏通過GSM短信的方式可實現(xiàn)遠距離控制畢業(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設計要求.34系統(tǒng)總體框圖.35單片機外圍器件及其驅動程序的設計.45.1SoC型單片機STC89C516RD+.45.2實時時鐘電路.55.2.1驅動程序設計.65.3看門狗電路.115.3.1STC89C516RD+單片機內部看門狗的使用.116TC35i模塊AT指令及中文短信息的收發(fā).126.1單片機與TC35i的硬件接口.126.2AT指令介紹.136.3單片機發(fā)送AT指令的程序設計.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)送的程序設計.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結束語.26致謝.26參考文獻.27附錄一STC89C516RD+頭文件.28附錄二總程序清單.311前言現(xiàn)代社會中，作為人-機信息視覺傳播媒體的顯示器，LED顯示屏將有可能成為21世紀主流產(chǎn)品，廣泛應用于銀行，醫(yī)院，機場，證券等公共場所。傳統(tǒng)有線LED顯示屏由于距離限制，束縛了屏幕的應用。本文設計的無線LED顯示屏通過GSM短信的方式可實現(xiàn)遠距離控制字符的顯示。本文詳細地敘述了基于西門子公司的TC35i型GSM手機模塊的無線LED顯示屏的設計過程。文中探討了利用GSM短消息作為數(shù)據(jù)傳輸媒介實現(xiàn)遠程控制LED顯示屏的可行性，給出了采用TC35i模塊和STC89C516RD+單片機構成的遠程控制LED顯示屏的設計方案，并詳細介紹了遠程控制LED顯示屏的硬件組成和軟件的工作流程。文章重點闡述了STC89C516RD+單片機和TC35i模塊的接口、TC35i的特點和主要功能、AT指令的應用、短信PDU編解碼在單片機上的實現(xiàn)，LED顯示屏的構成等。該系統(tǒng)單片機STC89C516RD+通過標準串口經(jīng)電平變換與TC35i模塊相連，完成對TC35i模塊的初始化和短消息的數(shù)據(jù)收發(fā)功能，同時使用一個定時器模擬的串口與LED顯示屏相連，完成單片機與LED顯示屏的信息傳遞。實踐證明，這種設計思想充分的使用了單片機的內部資源，有利于系統(tǒng)硬件的簡單化，大大方便了系統(tǒng)硬件的設計，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)的基礎上進行應用程序的開發(fā)。由于ARM處理器的功能強大，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)，應用程序的設計會變得簡單可靠。但是這種方案成本較高，同時使用的嵌入式操作系統(tǒng)也會占用一部分額外的硬件資源，這樣會大大的提高開支。目前情況下我們不考慮這種方案。方案二：SoC型單片機與GSM模塊構成的系統(tǒng)。目前SoC型單片機已非常普遍，基于51內核的SoC型芯片也有眾多供應廠商。例如，國內宏晶科技的STC系列，Cyganl公司的C8051系列。這些單片機都有豐富的片上資源，一般都不需要外擴其他器件就可以構成一個完整的系統(tǒng)。片上系統(tǒng)的優(yōu)點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的選擇本設計中GSMModem是該系統(tǒng)中的核心部分，正確選擇合適GSMModem將關系到整個項目設計的成敗。目前GSMModem有眾多供應商提供，我們將對幾種常用的GSM模塊進行評估，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無線雙頻調制解調器，主要為語音傳輸、短信發(fā)送和數(shù)據(jù)業(yè)務提供無線接口。MZ28集成了完整的射頻電路和GSM的基帶處理器，特別適合于迅速開發(fā)基于GSM無線網(wǎng)絡的無線應用產(chǎn)品。帶有人機接口（MMI）界面的應用產(chǎn)品內部與MZ28的通訊可通過標準的串行接口（RS232）進行。MZ28使用簡單的20-PINZIP插座與用戶自己的應用系統(tǒng)相連，此ZIP連接方式提供開發(fā)所需的數(shù)據(jù)通信、音頻和電源等接口信號。MZ28可以作為無線引擎，嵌入到用戶自己的產(chǎn)品當中，用戶可以用單片機或其他CPU的UART口，使用相應的AT命令，對模塊進行控制，達到使其產(chǎn)品可以輕松進入GSM網(wǎng)絡的目的2。（2）Q2406BGSM模塊Q2406B是WAVECOM公司雙頻GSM/GPRS模塊內嵌ICP/IP協(xié)議，支持點對點的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14,400bits/s。提供RS232數(shù)據(jù)接口，通過AT指令進行操作，波特率從300到115,200bits/s，自動速率從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-代無線通信GSM模塊。自帶RS232通訊接口，可以方便地與PC機、單片機連機通訊?？梢钥焖佟踩?、可靠地實現(xiàn)系統(tǒng)方案中的數(shù)據(jù)、語音傳輸、短消息服務(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，漫游檢測功能，常用工作模式有省電模式、IDLE、TALK等模式。通過獨特的40引腳的ZIF連接器,實現(xiàn)電源連接、指令、數(shù)據(jù)、語音信號、及控制信號的雙向傳輸。通過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TC35的核心，基帶處理器主要處理GSM終端內的語音、數(shù)據(jù)信號，并涵蓋了蜂窩射頻設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語音信道編碼。其它功能介紹可參見相關資料3。通過對比以及資料的查找，我們發(fā)現(xiàn)TC35i有眾多的用戶，資料介紹比較全面詳細。網(wǎng)絡上也有很多電子愛好者、工程師對TC35i比較感興趣，討論的話題比較多，更有很多調試筆記等可以參考。因此我們考慮選用該模塊，這樣風險較小，成功率較高，遇到問題方便解決。3設計要求（1）TC35i驅動程序設計；（2）PDU串解碼；（4）LED顯示屏驅動程序（模擬串口）；（5）漢字編碼轉換程序；（6）DS1302驅動程序的設計；（7）終端主程序；（8）電源系統(tǒng)；4系統(tǒng)總體框圖根據(jù)設計要求及方案論證，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，單片機系統(tǒng)包括STC89C516RD+4、時鐘芯片DS1302、看門狗芯片MAX68655、以及擴展的32K片外存貯器CY62256。CY62256通過地址鎖存器74HC573以總線的方式與單片機連接。這樣在用C語言編程的時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。無需考慮存貯空間的分配以及尋址的方式，使程序設計有所簡化6。GSM模塊采用TC35i，TC35i帶有標準的串行通信接口通過MAX2