无线LED显示屏通过GSM短信的方式可实现远距离控制毕业论文.doc

1前言.12方案论证.12.1整体方案选择.12.2GSMModem的选择.13设计要求.34系统总体框图.35单片机外围器件及其驱动程序的设计.45.1SoC型单片机STC89C516RD+.45.2实时时钟电路.55.2.1驱动程序设计.65.3看门狗电路.115.3.1STC89C516RD+单片机内部看门狗的使用.116TC35i模块AT指令及中文短信息的收发.126.1单片机与TC35i的硬件接口.126.2AT指令介绍.136.3单片机发送AT指令的程序设计.136.4中文短信息的收发.156.4.1PDU模式及中文短信息的编码.156.4.2PDU模式中文短信息发送的程序设计.176.4.3PDU模式中文短信息的接收与解码.207LED显示屏与模拟串口.258结束语.26致谢.26参考文献.27附录一STC89C516RD+头文件.28附录二总程序清单.311前言现代社会中，作为人-机信息视觉传播媒体的显示器，LED显示屏将有可能成为21世纪主流产品，广泛应用于银行，医院，机场，证券等公共场所。传统有线LED显示屏由于距离限制，束缚了屏幕的应用。本文设计的无线LED显示屏通过GSM短信的方式可实现远距离控制字符的显示。本文详细地叙述了基于西门子公司的TC35i型GSM手机模块的无线LED显示屏的设计过程。文中探讨了利用GSM短消息作为数据传输媒介实现远程控制LED显示屏的可行性，给出了采用TC35i模块和STC89C516RD+单片机构成的远程控制LED显示屏的设计方案，并详细介绍了远程控制LED显示屏的硬件组成和软件的工作流程。文章重点阐述了STC89C516RD+单片机和TC35i模块的接口、TC35i的特点和主要功能、AT指令的应用、短信PDU编解码在单片机上的实现，LED显示屏的构成等。该系统单片机STC89C516RD+通过标准串口经电平变换与TC35i模块相连，完成对TC35i模块的初始化和短消息的数据收发功能，同时使用一个定时器模拟的串口与LED显示屏相连，完成单片机与LED显示屏的信息传递。实践证明，这种设计思想充分的使用了单片机的内部资源，有利于系统硬件的简单化，大大方便了系统硬件的设计，并很大成度的提高了系统的可靠性。2方案论证2.1整体方案选择方案一：基于ARM的嵌入式系统。这种方案中我们可以使用现有的操作系统（COS-II），在系统的基础上进行应用程序的开发。由于ARM处理器的功能强大，资源丰富，因此使用这种方案可以使系统功能近乎完美，并且由于使用了操作系统，应用程序的设计会变得简单可靠。但是这种方案成本较高，同时使用的嵌入式操作系统也会占用一部分额外的硬件资源，这样会大大的提高开支。目前情况下我们不考虑这种方案。方案二：SoC型单片机与GSM模块构成的系统。目前SoC型单片机已非常普遍，基于51内核的SoC型芯片也有众多供应厂商。例如，国内宏晶科技的STC系列，Cyganl公司的C8051系列。这些单片机都有丰富的片上资源，一般都不需要外扩其他器件就可以构成一个完整的系统。片上系统的优点在于减小了布线的麻烦，提高了系统的整体性能。因此我们选用这种方案1。2.2GSMModem的选择本设计中GSMModem是该系统中的核心部分，正确选择合适GSMModem将关系到整个项目设计的成败。目前GSMModem有众多供应商提供，我们将对几种常用的GSM模块进行评估，以便选择合适的方案。（1）MZ28模块MZ28模块是中兴通讯推出的GSM无线双频调制解调器，主要为语音传输、短信发送和数据业务提供无线接口。MZ28集成了完整的射频电路和GSM的基带处理器，特别适合于迅速开发基于GSM无线网络的无线应用产品。带有人机接口（MMI）界面的应用产品内部与MZ28的通讯可通过标准的串行接口（RS232）进行。MZ28使用简单的20-PINZIP插座与用户自己的应用系统相连，此ZIP连接方式提供开发所需的数据通信、音频和电源等接口信号。MZ28可以作为无线引擎，嵌入到用户自己的产品当中，用户可以用单片机或其他CPU的UART口，使用相应的AT命令，对模块进行控制，达到使其产品可以轻松进入GSM网络的目的2。（2）Q2406BGSM模块Q2406B是WAVECOM公司双频GSM/GPRS模块内嵌ICP/IP协议，支持点对点的MT&MO，短消息区域广播等。Q2406B(支持class10)，下载53.6.8kbits/s，上传26.8kbits/s。数据线路异步传输和同步可达14,400bits/s。提供RS232数据接口，通过AT指令进行操作，波特率从300到115,200bits/s，自动速率从2,400到19,200bits/s。单一天线接口，3V/5VSIM卡接口。使用3.6V供电。（3）TC35i模块TC35i是Siemens公司推出的新-代无线通信GSM模块。自带RS232通讯接口，可以方便地与PC机、单片机连机通讯。可以快速、安全、可靠地实现系统方案中的数据、语音传输、短消息服务(ShortMessageService)和传真。TC35模块的工作电压为3.35.5V，可以工作在900MHz和1800MHz两个频段，所在频段功耗分别为2w(900M)和1w(1800M)。模块有AT命令集接口，支持文本和PDU模式的短消息、第三组的二类传真、以及2.4k，4.8k，9.6k的非透明模式。此外，该模块还具有电话簿功能、多方通话，漫游检测功能，常用工作模式有省电模式、IDLE、TALK等模式。通过独特的40引脚的ZIF连接器,实现电源连接、指令、数据、语音信号、及控制信号的双向传输。通过ZIF连接器及50天线连接器，可分别连接SIM卡支架和天线。TC35i模块主要由GSM基带处理器、GSM射频模块、供电模块(ASIC)、闪存、ZIF连接器、天线接口六部分组成。作为TC35的核心，基带处理器主要处理GSM终端内的语音、数据信号，并涵盖了蜂窝射频设备中的所有的模拟和数字功能。在不需要额外硬件电路的前提下，可支持FR、HR和EFR语音信道编码。其它功能介绍可参见相关资料3。通过对比以及资料的查找，我们发现TC35i有众多的用户，资料介绍比较全面详细。网络上也有很多电子爱好者、工程师对TC35i比较感兴趣，讨论的话题比较多，更有很多调试笔记等可以参考。因此我们考虑选用该模块，这样风险较小，成功率较高，遇到问题方便解决。3设计要求（1）TC35i驱动程序设计；（2）PDU串解码；（4）LED显示屏驱动程序（模拟串口）；（5）汉字编码转换程序；（6）DS1302驱动程序的设计；（7）终端主程序；（8）电源系统；4系统总体框图根据设计要求及方案论证，系统终端电路方框图如下图1。图1系统终端硬件电路方框图在图1所示的方框图中，单片机系统包括STC89C516RD+4、时钟芯片DS1302、看门狗芯片MAX68655、以及扩展的32K片外存贮器CY62256。CY62256通过地址锁存器74HC573以总线的方式与单片机连接。这样在用C语言编程的时候只需要在程序中把要使用的变量定义为外部（XDATA）变量即可。无需考虑存贮空间的分配以及寻址的方式，使程序设计有所简化6。GSM模块采用TC35i，TC35i带有标准的串行通信接口通过MAX2