CDMA终端的设计与实现软件（带外文翻译）.doc

基于cdma数据传输终端的设计与实现摘要本课题研究内容为利用一个低功耗的单片机msp430来设计一个数据传送终端。它以短消息作为数据传输的载体，将现场采集的数据通过中国联通的cdma网络传送给监控中心，供相应的在监控中心进行数据处理、存储，并提查询、统计及报表功能。也可将监控中心的指令发送给终端设备。本论文首先对mcu430控制cdma模块的技术进行了介绍，研究了模块收发短信的基本原理。重点对系统终端中采用的串行通信技术做了详细的分析与描述。文章还介绍了sms短消息原理及协议，实现短信收发相关的at指令集。该装置简单,成本低体积小,功能多，易于集成设计，,实用性强等特点,它可以作为其它控制系统的平台,也可以单独的运行，有着广阔的应用。关键词： msp430 fd5105a at指令集 based on cdma data transmission terminal design and realizationabstractthis paper introduce designs a data transfer terminal using a 16 bits mcu msp430. it use sms as data transmission the carrier, transmits the scene gathering data through china unicoms cdma network send to the monitoring center, carries on the data processing, the memory in the monitoring center, and provides the corresponding inquiry, the statistics and the report form function.this system used the mcu msp430f149 to control a cdma module fd5105a to realize sms receiving and transmitering, firstly, the article introduced the cdma module location technique, which used in vehicle location and navigation system, studies the basic theory of module vehicle location. the dissertation made detailed analysis and description to the serial communication technology that is adopted in the terminal system especially, including receiving and sending etc. this equipment is smart and cost a little , it was used wildly ,it may take other control systems the platform, also may the independent movement, have the broad application.key word: msp430 fd5105a at set of 目录1绪论11.1课题的背景11.2课题的目的11.3设计目标21.3.1课题前景21.3.2方案的比较21.3.3通信方式比较：32 cdma网络的短消息通信52.1短消息的基本概念52.2短消息业务的网络结构52.2.1短消息系统结构52.2.2短消息的体系结构52.3短消息业务62.3.1短消息业务协议的传送内容72.3.2短消息业务的数据通信过程72.4 sms在无线接口上的传输82.5短消息业务的基本通信过程82.6 sms的发送协议83 系统工作、硬件平台103.1微处理器103.1.1msp430资源的应用介绍103.1.2芯片msp430f149103.2 cdma模块fd5105a103.3msp430f149对模块fd5105a的控制113.3.1at指令基本概念113.3.2 模块中与sms有关的cdma at指令介绍124 系统功能的软件设计134.1软件的设计原则134.2 msp430 f149语言介绍134.2.1 软件设计环境简介134.2.2 workbench运行144.3串行异步通讯的实现1744功能程序的设计184.4.1主控制程序184.4.2系统初始化：204.4.3串口寄存器初始化204.4.4字符的发送接收224.4.5字符串的发送接收254.4.6 短信的接收和发送254.5与短信相关的at指令集264.5.1 at264.5.2 at$fxusts274.5.3at+csq?274.6 msp430的中断服务程序305系统的调试和总结325.1硬件系统的组装与调试325.2 软件调试325.3程序的具体调试335.4调试总结33总结34致谢35参考文献36附录a英文资料37附录b英文资料翻译48附录c 开题报告68附录d中期报告711绪论1.1课题的背景伴随着因特网的快速发展，人们之间信息交流的加强，对移动通信的需求己不再局限于传统的语音业务，移动数据业务、移动多媒体业务应运而生。sms（短消息服务short message service）业务以简便快捷的性能、相对低廉的费用、较高的可靠性也赢得了广大用户的青睐。而近几年中国联通推出的cdma移动通信网是由扩频、多址接入、蜂窝组网和频率复用等几种技术结合而成，因此抗干扰性好，抗多径衰落，保密安全性高，同频率可在不同的扇区内使用，从而开发出多种前景极其乐观的应用。本题正是以联通的cdma网络为基础，用单片机msp430控制cdma模块来实现数据信息的收发。 该系统如图1.1所示是为信息的传送平台，是前端数据采集系统和终端数据处理系统之间的纽带。图1.11.2课题的目的研究内容：基于mcu msp430f149和cdma的fd5105a通信模块开发平台来实现cdma数据传输终端。 将现场数据以sms形式发送到监控中心，在监控中心进行数据处理、存储，并提供相应的查询、统计及报表功能。监控中心也可以通过向数据采集终端发送监控终端配置信息或控制命令，获取监控终端的实时数据。对于一个系统它包含如下部分数据的采集 部分 数据的传送部分数据的处理部分图1.2课题主要工作：1.单片机串口收发的控制软件的编写2.掌握短信模块（fd5105a）工作原理3.并会使用at命令集控制模块4.编写相关程序并调试1.3设计目标1.3.1课题前景本课题只是cdma网络业务的一个简单应用;随着科技的飞速发展，通信技术的进步，无线网络覆盖范围将会更加广阔。 在信息传递方面性能稳定、可靠， 所以sms作为信息传递的载体， 与单片机结合起来构成应用系统将会有更强大的生命力和广阔的应用空间， 特别是在远程数据传输、远程监控等领域更是受到电子设计应用工程师的关注。同时，随着移动通信网络的日益发展和扩大，短信业务得的飞速发展，各种基于短信收发的增值服务也日益增加。一旦无线通讯的数据传输速率能得到较大的提高，使多媒体信息的传输的实现，基于移动通讯的应用将有广阔的前景。1.3.2方案的比较通信形式的比较（1）方案1：利用gprs模式gprs是通用分组无线业务（general packet radio service）的英文简称，是在现有的cdma系统上发展出来的一种新的承载业务，目的是为cdma用户提供分组形式的数据业务。gprs采用cdma同样的无限调制标准，同样的频带，同样的跳频规则以及同样的dma帧结构，这种新的分组数据信道与当前的电路交换的话音业务信道极其相似。优点：gprs允许用户在端到端分组转移模式下发送和接收数据，而不需要利用电路交换模式的网络资源。从而提供了一种高效、低成本的无线分组数据业务。特别适用于间断的、突发性的和频繁的、少量的数据传输，也适用于偶尔的大数据量传输。缺点：技术不太成熟，在大数据量传输时容易造成数据丢失。（2）方案2：利用cdma1x实现数传cdma 1x是在现有cdma is-95系统上发展出来的一种新的承载业务，是cdma 2000的第一阶段(速率高于is-95，低于2mbit/s)，可支持308kibit/s的数据传输、网络部份引入分组交换，可支持移动ip业务。目的是为cdma用户提供分组形式的数据业务。优点：采用cdma 1x技术可以利用现有的cdma网络轻易地实现高速数据无线传输，作为3g标准之一,cdma1x技术允许用户通过手机快速下载铃声和图片，实现屏幕保护动画，并能使用手机进行动态游戏、多媒体聊天、享受电子书籍、股票信息、缺点：资费昂贵，性价比差。（3）方案3：利用sms实现数传短消息(short message)是cdma系统提供给用户的一种数字业务；用于在移动终端之间传递文本（text）消息。短消息业务(sms)为cdma的移动终端提供了一种能够发送和接收短消息的手段。短消息内可以包含文字、数字或者字母。当采用拉丁字符时，每条短消息的最大长度为160个字符，而采用非拉丁字符，例如阿拉伯文字或汉字时，其长度也可以达70个字符。优点：它是cdma中唯一不要求建立端-端业务路径的业务，即使移动台已处于完全电路通信情况下仍可进行短消息传输。且短消息通信仅限于一个消息，换言之，一个消息的传输就构成了一次通信。因此，业务是非对称的。这样就更加适合数据的传输。综上所述，选择sms作为数据传输的载体，这样不仅降低了数据传送的成本，而且还能获得相对较高的数据传送速率1.3.3通信方式比较：（1）方案1：用msp430单片机的timera的比较/捕获功能来实现串口的通信优点： 发送过程简单，只要赋予ccr0合适的初值，以产生与波特率对应的数据位时间间隔，然后在比较功能所触发的中断处理程序中将数据从输出单元的引脚一位一位的移出就可以实现数据的发送；数据的接受将比较/捕获寄存器设为下降沿捕获模式，实现接收数据的检测。缺点：程序的设计复杂，长的代码使得程序适时性比较差。（2）方案2：利用msp430的uart模式 来实现高速的串行通信优点：uart接收发送使用两个独立的中断源，对应了两个独立的中断向量，所以接收发送在不同的中断程序中处理。 通过对相应的寄存器的正确设置后，就可以在中断处理程序中实现通讯了。使用同一个波特率发生器，发送和接收应使用相同的波特率。利用uart 模式通信在软件的设计任务量小，从而使源程序尽可能的减少，使得程序有相对高的适时性。并且利用uart 模式通信在硬件的设计上，同样也可以减少硬件设计任务量。综上所述，我选择了第二种方案，利用uart模式来实现串行通信，这样可以在完成同样任务的前提之下，减少软件和硬件的任务量，缩短开发周期。2 cdma网络的短消息通信2.1短消息的基本概念 cdma系统中提供短信实体（short message entity）之间通过业务中心（service center）进行文字信息收发的方式，其业务中心完成信息的存储和转发功能。该业务允许cdma的手机和基站传送正常语音业务时，可同时通过cdma系统网络的信令信道传输一种有限长度的文字信息。它是cdma系统中最为简单和方便的数据通信方式，短信业务是唯一不需要建立端到端路径的业务即使移动台己处于电路通信状态，短消息传输仍然可以进行。短消息业务包括两种子业务，即点对点短消息业务(sms-pp)和小区广播1.短消息业务(sms-cb ).点对点短消息业务(sms-pp ),这种业务是由移动台编制、发送短消息，然后经短消息服务中心中继、存储或转发给目标移动台。2小区广播短消息业务(sms-cb)主要用于在cdma系统专用信道cbch上，将信息发布到公用陆地移动网络(plmn)的某特殊区域内的移动用户群。网络可发送一般公共信息，专用公共信息，广告信息。 2.2短消息业务的网络结构cdma标准中定义的短消息业务是在移动台(ms)和短消息服务中心smsc)之间实现传递的，这些smsc通过特定的移动交换中心同cdma网络联系，这就形成了短消息业务的基本网络. 2.2.1短消息系统结构cdma标准中定义的点-点短消息服务使得短消息能在移动台和短消息服务中心之间传递。这些服务中心是通过称为sms-gmsc的特定msc同cdma网络联系的2.2.2短消息的体系结构 短消息服务所涉及sms管理的协议如下图2.1所示 图2.1 短信息传送的主要网络结构图sme：（short messaging entity），短消息实体。它可以接收或改善短消息，位于固话系统、移动基站或其他服务中心内；smsc：（short message service center），短消息服务中心，负责在基站和sme间中继、储存或转发短消息；移动台（me）到smsc的协议能传输来自移动台或朝向移动台的短消息，协议名为smtp（short message transmission protocol）；smcgwms：或smcgmsc，sms-gateway msc，sms网关。接收由smsc发送的短消息，向hlr查询路由信息，并将短消息传送给接收者所在基站的交换中心；hlr：（home location register），归属位置寄存器。用于永久储存管理用户和服务记录的数据库，由smsc产生。sms网关与hlr之间的协议使前者可以要求hlr搜索可找到的用户地址。它与msc与hlr之间的协议一起，能在移动台因超出覆盖区而丢失报文、随后又可找到时加以提示。msc：（mobile switching center），移动交换中心。负责系统切换管理并控制来自或发向其他电话或数据系统的拔叫。vlr：（visitor location register），访问位置寄存器。含有用户临时信息的数据库。交换中心服务访问用户时需要这些信息。um：cdma网络无线接口ms：（mobile station ）移动台；包括手机、车载台等cdma移动终端设备。2.3短消息业务从整体上看，短消息业务的协议结构可分为四层:短消息应用层(sm-al)；短消息传输层(sm-tl )；短消息中继层(sm-rl)和短消息链路层(sm一ll)。各层具有独立的功能，在通信时，每层各司其职，完成由该层协议规定的通信职能。同时，每一层又必须为上一层提供协议规定的服务，并接收来自下层的服务。2.3.1短消息业务协议的传送内容在短消息通信过程中，根据业务协议传送的是协议包(packet)，即各协议层的数据单元(protocol data unit, pdu) pdu由协议控(protocolcontrolinforma tion, pci)和数据单元(data unit, du)两部分组成: 其中，pci包括地址信息、同步信息、正确性检验信息、流控制信息等，主要用于通信双方同层通信的正确性控制。对短消息业务用户来说，直接相关的是短消息本身的编码方式，即如何形成短消息pdu.短消息pdu由多个字段组成。其中，数据编码方式字段用于指示用户数据的编码方式，用户数据字段用来存放用户的数据和用户数据头。短消息有多种编码方式，各种编码方式下的用户数据字段最多可携带140个字节数据。2.3.2短消息业务的数据通信过程虽然短消息业务最终传送的是用户pdu，但在短消息通信过程中，无论发送方和接收方是哪一个网络实体，都是利用短消息业务协议在内部传输相关的mt mosm-llsm-rlsm-tlsm-alsm-llsm-rlsm-tlsm-allh r-pdurh t-pduth a-pduah 用户数据用户数据 图2.2短消息业务的数据通信1发送方(mo)在协议结构的应用层(sm-al )，发送方首先将需要发送的数据加上应用层数据包包头，构成应用层协议包(a-pdu )，再传送到下层。中间各协议层(sm-tl. sm-rl)依次接收上层的pdu，加上本层的数据包包头，构成本层的pdu，再由协议软/硬件发往下层。在协议链路层，将上层传来的数据以位流的形式，经通信链路传送到接收方。2接收方(mt)接收方首先在链路层接收数据位流，并向上传送。上层协议层接收到来自下层的协议包后，首先进行正确性校验，若该协议包正确无误，则反向操作进行拆包，去除本层的数据包包头，形成上层协议层可以接收的pdu，再向上传送。最后在应用层，协议软件将pdu还原成原始的发送方数据，传送给用户或其它应用程序，从而完成解码过程。2.4 sms在无线接口上的传输在cdma数字移动通信系统中，由于采用了特殊的信道分配方式，短消息在无线接口上的传输是十分可靠的。短消息业务使用的是cdma系统中的专用控制信道(dcch)dcch为点对点双向控制信道，包括独立专用控制信道(sdcch)、快速辅助控制信道(facch)和慢速辅助控制信道(sacch)。它与系统中传输语音、数据的业务信道(tch)各司其职，互不干扰，从而可以保证短消息传输的同时进行在cdma系统中，短消息业务可以通过独立专用控制信道(sdcch)或慢速辅助控制信道(sacch)进行传输;但具体是在sdcch或sacch上传，这取决于cdma网络的业务信道(tch)的使用情况。一般而言，当在空闲模式(待机状态)时，移动台不占用tch,短消息使用sdcch传送;而处于专用模式(通话状态等)时，移动台占用tch传输语音、数据等，则短消息主要通过sacch传送。2.5短消息业务的基本通信过程cdma标准为短消息的传输提供了协议和信道的保证，在任何时候，无论语音和数据通信是否正在进行，具有sms功能的cdma手机或通信模块都可以发送或接收短消息的协议数据包(pdu)。在短消息业务中，短消息的传输有发送移动台(mo)和接收移动台(mt).发送台将短消息传送到短消息服务中心(smsc)，由其寻找到接收台并将短消息转发;如果接收台未联系上(关机或在网络覆盖范围外)，短消息即被存入存储器;接收台一旦连通，smsc立即启动重发。在接收台长时间未反应超过存储有效时间时，短消息即被删除.总之，短消息总是由smsc进行存储、转发和重发的，短消息传输只与移动台和smsc有关，系统认为移动台起始短消息传输与移动台终结短消息传输是两回事，即系统把起始和终结彼此独立。因此，系统定义了两种基本业务:移动台发送的短消息业务(sm_ mo)和移动台接收的短消息业务(sm mt).移动台发送短消息业务(mobile originated short message, smes mo)，是移动台发出短消息，经短消息服务中心(smsc)存储、转发给另一个短消息实体(如移动用户或固定网络用户)，并且可以通过一种约定的机制来提供关于递交报告或者错误报告的信息。目的地为cdma用户的短消息必须首先从发送方传送至smsc，然后再被传送至目标移动台。而消息如何到达smsc，可以有各种各样的办法，如由某移动台发送，甚至可以通过操作员人工转发;或者与其它网络互连，让这些网络的用户也能通过smsc向cdma移动用户传送短消息。2.6 sms的发送协议etsi制定的短消息发送协议定义了快模式，文本模式，pdu模式三个接口协议，用于移动台和终端设备之间通过串行异步接口传送短消息数据。(1) 块模式（block mode）块模式是一个二进制协议，用于移动台和smsc之间的短消息pdu封装。包括了差错检测及响应信息等，适用于移动台之间的链路容易出错的情况。在设备需要远程控制是特别使用，应用部分组合的二进制串应包含报头和短消息pdu当应用被要求从手机到中心台时，可以使用快模式中的很多功能：发送短消息，删除来自手机短消息。在手机上列出短消息，从电话到应用传送所有和一条短消息，开启电话使得每次短消息到达时都可以被通知到(2)文本模式（text mode）文本模式是cdma at指令集的基础上定义的基于字符的协议，该模式适用于非智能终端和仿真器，以及构建于命令结构上的软件应用，软件把纯文本消息传给通信设备，由通信设备构造tpdu。文本模式提供的功能模块比pdu模式少，短消息对扩展字符的能力有限。 (3)pdu模式（pdu）pdu模式与文本模式相似，区别在于它将组装的短消息tpdu的任务留给应用系统完成，pdu模式使at指令集能方便的构成定制的pdu，可以在同一短消息中传输二进制数据和字符数据，也给使用于at指令集能带来方便。目前使用最多的是pdu编码短消息协议数据单元pdu结构如下；表2.1 sms-deliver-pdu上行：scafooapiddcssctsudludsca:服务中心 fo:pdu模式标志 oa:发送方地址pid:协议标签dcs:编码方案scts:服务中心时戳udl:用户数据长度ud:用户数据表2.2 sms-deliver-pdu下行scafomrdapiddcsvpudludsca:服务中心 fo:pdu模式标志 mr:消息确认 da:目的地址pid:协议标签dcs:编码方案 vp:时戳有效期 udl:用户数据长度 ud:用户数据发送短消息常用text和pdu(protocol data unit，协议数据单元)模式。使用text模式收发短信代码简单，实现起来十分容易，但最大的缺点是不能收发中文短信；而pdu模式不仅支持中文短信，也能发送英文短信。pdu模式收发短信可以使用3种编码：7-bit、8-bit和ucs2编码。7-bit编码用于发送普通的ascii字符，8-bit编码通常用于发送数据消息，ucs2编码用于发送unicode字符3 系统工作、硬件平台3.1微处理器3.1.1msp430资源的应用介绍德州公司的msp430单片机具有16位总线的,具有高的性价比和集成度,受到广大技术开发人员的青睐.它的工作电压在1.83.6v电压下，有正常工作模式，睡眠等4种工作模式，单片机可以方便的在各种工作模式之间切换，用中断请求将cpu唤醒只要6us.采用16位的总线,外设和内存统一编址,寻址范围可达64k,还可以外扩展存储器.具有统一的中断管理,具有丰富的片上外围模块,片内有精密硬件乘法器、两个16位定时器、一个14路的12位的模数转换器、一个看门狗、6路p口、两路usart通信端口、一个比较器、一个dco内部振荡器和两个外部时钟, 的时.由于为flash型,则可以在线对单片机进行调试和下载,且jtag口直接和fet(flash emulation tool)的相连,不须另外的仿真工具,方便实用,而且,可以在超低功耗模式下工作,对环境和人体的辐射小,可靠性能好,加强电干扰运行不受影响，适应范围广。3.1.2芯片msp430f149芯片msp430f149还具有60kbflash,2048bram；8通道12bit a/d；48个i/o口；16位wdt；1个16位timer_a(3个捕获/比较寄存器)_a；1个16位timer_b（7个捕获/比较寄存器）；2个usart接口；mpy；比较器_a；温度传感器；它采用64脚扁平封装，具有更高的适用性和性价比。故本设计使用msp430f1493.2 cdma模块fd5105a fidelix最新无线调制解调模块fd5105a针对一体化移动设备提供一整套移动处理发面的广泛应用，以确保最优的产品性能及品质。它设计紧凑，大大缩小了用户产品的体积。采用双频(cdma900/cdmal800)、rs232数据口、符合etsi标准，且易于升级为gprs模块。该模块集射频电路和基带于一体，向用户提供标准的at命令接口，为数据、语音、短消息和传真提供快速、可靠、安全的传输，方便用户的应用开发及设计。 产品特征：采用is-95a/b、is-20001x-rtt 完全支持cdma 协议； 模拟音频接口 、 迷你型耳机-麦克接口 ，标准 rs-232 接口 语音编码方式 :采用 is-733，is-127 。短消息服务:is-637-a 数据服务: is-99, is-707, mdr, hspd otasp 功能支持: is-683-a，rf技术参数说明： 使用频段:发送使用 824849mhz接收使用： 869894mhz信道容量: 40 通道信道带宽: 1.25 mhz灵敏度及动态范围: -104dbm执行标准：fcc/sar和cdg1，3v活动sim插槽 。运行状态说明： 空中接口: is-2000 1x-rtt信道带宽: 1.25 mhz最大输出功率: cdma class ii 250mw最大数据上传速率:fw:163.2k, rv: 86.4k通过at命令远程控制功能满足遵循cdma话机技术两种短信方式特定为高速网络而设置的快速网络连接功能 4.产品技术参数说明： 尺寸:120mm长x58mm宽x24mm高重量:待定(按客户需求设定)安装:4 孔固定接口: 天线连接器: sma 类型 调制解调接口: rs-232c 音频接口: 迷你型耳机-麦克插孔 电源开关可视指示灯: 短消息接收指示灯 电源状态指示灯 mcumsp430f149模块fd5105acdma网络数据采集接口3.3msp430f149对模块fd5105a的控制系统工作框图3.1，3.2所示： 图3.1短信发送数据处理中心cdma网络接收模块 图 3.2 短信接收3.3.1at指令基本概念at命令(又称贺式指令)是hayes推出的一套modem操作命令集,是modem通信接口的工业标准,它的功能包括配置modem与软件共同工作、与远程系统通信、发起或应答一个呼叫等。at命令以at开头(a/命令除外),回车键结尾,前缀at用于通知modem注意(attention)检测计算机串行口发送信号的速率、识别字符格式。at命令达百条之多,内容极其丰富.具体at命令集后有付表.应用at命令时须注意几个基本问题做以下简要介绍:（1） 所有at 指令的指令符号、常数、pdu 数据包等都是以ascii 编码形式传送的， 比如“a ” 的ascii 编码为41h，“t”的ascii 编码为54h，数字“0”的 ascii编码为30h 等。（2）单片机控制模块工作，必须把模块的短信息工作模式设置为p d u 格式， 即通过指令完成。at$fxtpdu=0设置（3）单片机向模块发送每一条指令后，必须以回车符作为该条指令的结束，回车的ascii 编码为0dh。例如，单片机向模块发送“at$fxusts =0” 这条指令，其ascii编码序列为“41h、54h、36h、78h、75h、83h、84h、83h、cd h、48h,0 d h”，最后一个字节0dh 就是回车符， 表示该条指令结束， 如果没有这个回车符， 模块将不识别这条指令。（4）当模块接收到一条完整的a t 指令后，模块并不立即执行这条指令， 而是先把刚才接收到的a t 指令的全部ascii 编码序列全部反发送出来(含0dh)，然后发送一个回车符和换行符的ascii 编码，即0dh 和0ah ，最后执行该条指令。3.3.2 模块中与sms有关的cdma at指令介绍cdma模块提供的命令接口符合ieee规范。它定义的at command接口，提供了一种移动平台与数据终端设备之间的通用接口；对短消息作了详细的规定。在短消息模块收到网络发来的短消息时，能够通过串口发送指示消息，数据终端设备可以向cdma模块发送各种命令。与sms有关的cdma at指令如表1所列。cdmaat指令集，是由诺基亚、爱立信、摩托罗拉和hp等厂家共同为cdma系统研制的，其中包含了对sms(short message service)的控制。表3.1短信相关的at指令集1模组自检上电后返回at$fxready2 uim卡检测at$fxusts 返回0：检卡正常。1：未发现uim卡3检测场强at$fxrssi4检测信号at+csq?5短信格式的设置pdu格式at$fxtpdu=“send no”,“receive no”，“message”6 删除短消息， at$fxdlrm=0删除以后，序号自动向上排7读时间at$fxtime4 系统功能的软件设计4.1软件的设计原则对单片机和通信模块的应用开发，除了保证硬件电路的正确连接外，更重要的是进行软件的设计。在设计软件时，应掌握一定的程序设计原则和方法。1 软件在结构上应清晰、简洁、流程合理。2 程序应实现模块化、子程序化，以便于调试、连接、移植。3 程序存储区、数据存储区应合理规划，做到既节约内存，又方便操作。4 需要特殊抗干扰的应用系统采用软件抗干扰措施，以提高系统的可靠性。5 如有必要可增加加密措施，以保护自身的合法的知识产权。4.2 msp430 f149语言介绍msp43o系列是一种单片机高性能，低功耗的绿色单片机，它集成的功能丰富，其中有几个型号的内存也比较大，因此，用汇编语言进行程序设计，有时很难发挥它的技术优势，要付出的劳动量也比较大。用语言进行编程，在设计中用c语言可以提高软件的开发效率，提高设计的程序代码的可靠性，可读性和可移植性。并且可以将更多的注意力集中在充分发挥msp430的功能上。（1）c语言程序设计步骤1. 明确设计任务，建立数学模型2确定算法3绘制c程序流程图4确定数据结构；5编写源程序，上机调试程序6将程序下载到目标板上4.2.1 软件设计环境简介 iar embedded workbench为开发不同的目标处理器的项目提供强有力的开发环境，并为每一种目标处理器提供工具，用户用不同的目标处理器开发的工程可以在工程的基础上逐个规定目标工程，如图4-1-1所示。提供的工具包括：快速编译器、高效的连接器、库、语法高亮度文本编辑器、自动的make工具以及一个可选的c-spy调试器。它有如下特点：. (1)通用性 可以在windows环境下运行； 分层的项目表示； 直观的用户界面； 工具与编辑器全集成；全面的超文本帮助。 (2)编辑器 可以同时编辑汇编和c语言源文件； 汇编程序和c语言程序的句法用文本格式和颜色区别显示； 强有力的搜索和置换命令，而且可以多个文件搜索； 从出错列表可以直接跳转到出错的相关文件的相关语句； 可以在出错语句前自动设置标志； 自动缩进，可以设置自动缩进的空格；每个窗口的多级取消与恢复。c程序可以与汇编子程序连接编译速度快可以用c语言中断函数具有针对不同cpu保持程序可移植性的 # pragma 编译命令4.2.2 workbench运行(1)创建新工程从file(文件)菜单中选定new.(新建)，先是对话框如图4-1所示。在对话框中选择workspace，选择确定后显示new workspace 对话框，如图4-2所示。键入工程名，选择好你要保存的 路径，然后选择create，即创建了一个新的工程 。工作界面图所示 图4.1创建新工程在新建好的工程中单击鼠标右键，从显示的add file 中选择文件gps.c，将他们添加到新建的my工程中来。如图4.2 所示： 图4.2 工程文件对话框(2)编译项目在进行编译之前，必须对编译其设置适当的选项。workbench 允许用户对整个目标或一个组或单个元文件来设置选项。在新建的工程中单击鼠标右键，弹出如图4.3所示的对话框，在device下拉菜单中选择正确的单片机型号。在连接项目xlink和c-spy中按照单片机型号选择正确的设置。即可开始文件的编译、连接和调试工作。 图4.3 编译选项设置3用c430进行开发的典型步骤如下（1） 开始，对开发环境作配置（2） 编辑c源文件（3） 编译c源文件（4） 连接目标文件，包含调试选项（5） 调试，如发现错误返回第二步（在c-spy环境中工作）（6） 调试通过之后，去掉调试选项，重新连接（7） 生成程序代码，加载到prom或者flash中4程序下载原理及脱机工作原理程序的在线调试是通过jatg口和f149片子的 rst、tck、 tdi、tdo、tms引脚按一定的时序串行的传递程序代码和数据的,调试指令的命令传递都是通过这些数据线和控制线传递的。pc通过串口发送字符框图msp430的通信口uart1超级终端输入输出口计算机的串口max232电平驱动初始化p口为外设功能时钟选择为8mhz写控制寄存器，选定为uart选定通信协议，字符位8位，1位停止位，无校验写要发送的字符的ascii码，循环发送字符4.4发送字符流程图4.3串行异步通讯的实现首先简单的介绍一下串行异步通讯的数据格式定义，发送或接收一个完整的字节信息，必须有“起始位”、“若干数据位”、“奇偶校验位”和“停止位”；定义每位信息的时间宽度每秒发送的信息位个数，即为“波特率”。本文模拟串口源程序采用数据帧的格式为 1位起始位（低电平），8位数据位（先低位在高位），1位停止位（高电平），且在线路空闲状态时总是保持为高电平。当在8m晶振时钟频率下，采用波特率为9600 时。该模拟串口都可以无误差的进行传输。利用usart模块的实现，在msp430中，每个msp430模块有相关联的几个寄存器实现控制操作。430的控制器分别为：1. 控制寄存器uxctlusart模块的基本操作由此寄存器的控制位决定，如通信协议的选择，通信模式，字符长度及校验位2. 发送控制寄存器uxtctl波特率发生器时钟源的选择，接收和发送用同一 个波特率发生器3. 接受控制寄存器urcctl控制与接受操作相关的串口硬件4. 波特率选择寄存器uxbr分频器分频因子的整数部分5. 波特率调整控制寄存器uxmctl分频器分频因子的小数部分6. 接收发送数据缓存urxbuf接收数据和待发送的数据放在这里 表4.1寄存器地址寄存器缩写类型地址初始状态usart控制寄存器uctl读/写070h01h发送控制寄存器utctl读/写071h01h接收控制寄存器urctl读/写072h00h调整控制寄存器umctl读/写073h不变波特率寄存器0ubr0读/写074h不变波特率寄存器1ubr1读/写075h不变接收缓存urxbuf读/写076h不变发送缓存utxbuf只读077h不变uart接收发送使用两个独立的中断源，对应了两个独立的中断源，对应了两个独立的中断向量，所以接收发送在不同的中断程序中处理。另外，中断的产生还需要对总的中断使能位和接收发送使能位进行置位，这两个控制位在特殊功能寄存器中定义，通过这些寄存器的正确设置后，就可以再中断处理程序中实现通讯了。通讯过程的组织，接收发送由于有独立的中断向量，因此可以采用中断方式处理，发送采有中断方式，接收过程和定时器配合，在接收开始后在定时器中断里面计算延时时间在超出很长的接收等待时间后就可以判断一次完整的传输过程结束。转而进行报文处理。发送在发送中断处理程序中进行发送计数，一旦完成，立即关中断44功能程序的设计4.4.1主控制程序整个430控制短信的收发工作流程大致如下： 系统上电复位后，首先自检、初始化，然后进行状态显示，并不断地扫描。在此过程中，如果单片机收到模块数据就产生串口中断，进行处理，而后由串行口发送出去。这样，程序按功能可分为初始化子程序、模块接收子程序、模块送子程序几个模块。主控程序流程图如图4.4所示。图4.4主控程序流程#include#define rxd 0x40 / rxd on p3.6 #define txd 0x41 / txd on p3.5#define bitime_5 0x47 / 0.5 bit small adjust#define bitime 0x6c / 9620 baudunsigned int rxtxdata;unsigned char bitcnt;void tx_byte (void);void rx_ready (void);void main (void) wdtctl = wdtpw + wdthold; /stop watchdog fll_ctl0 |= cap; / configure load caps cctl0 = out; / txd idle as mark tactl = tassel1 + mc1; / smclk, continous mode p1sel = txd + rxd; / p3.0 ta0 for txd/rxd function p1dir = txd; / txd output on p1-主循环- fo