项目五模拟手机通信

1、项目五 模拟手机通信项目任务描述项目任务描述： 本项目采用本项目采用STC89C51单片机为核心，单片机为核心，4x5按键按键组成组成20个按键矩阵，采用个按键矩阵，采用ZLG7289B数码管显示驱数码管显示驱动及键盘扫描管理芯片对按键矩阵解码，利用动及键盘扫描管理芯片对按键矩阵解码，利用LCD12864显示器为显示媒介，显示器为显示媒介，SPI总线驱动键盘和总线驱动键盘和LCD显示器，通过串口进行信息传送，设计了一个显示器，通过串口进行信息传送，设计了一个简易手机信息交流终端。简易手机信息交流终端。 项目五 模拟手机通信6.1 12864液晶认知与实践液晶认知与实践 6.2串口通信认知与实践

2、串口通信认知与实践6.3 模拟手机通信设计模拟手机通信设计 小结小结 项目五 模拟手机通信项目五 模拟手机通信在前面的项目中我们曾经使用过在前面的项目中我们曾经使用过1602液晶显示器，但液晶显示器，但是是1602液晶显示器显示的字符非常有限，只能够显液晶显示器显示的字符非常有限，只能够显示示2行行32个字符，适用于简单应用场合。个字符，适用于简单应用场合。12864是是12864点阵液晶显示模块的简称，由点阵液晶显示模块的简称，由128列、列、64行行组成，即共有组成，即共有12864个点来显示各种图形和字符个点来显示各种图形和字符（128个个88点阵字符，或点阵字符，或32个个1616点阵

3、的汉点阵的汉字），可与字），可与CPU直接接口，提供并行（直接接口，提供并行（8位或位或4位并位并行）和串行（行）和串行（3位串行）两种控制方式，具有光标位串行）两种控制方式，具有光标显示、画面移位、睡眠等多种功能。显示、画面移位、睡眠等多种功能。TG12864B液液晶显示器控制模块的外观及引脚图如图晶显示器控制模块的外观及引脚图如图6-1所示。所示。项目五 模拟手机通信项目五 模拟手机通信v12864液晶显示器模块引脚功能定义如表液晶显示器模块引脚功能定义如表6-2所示。所示。12864液晶显示模块的工作电压为液晶显示模块的工作电压为3.35.5v，最佳工，最佳工作电压为作电压为5.0v。

4、VO为液晶显示对比度调节端，电为液晶显示对比度调节端，电压越低，屏幕越亮，使用时通过外接一个压越低，屏幕越亮，使用时通过外接一个20k的电的电位器调整对比度。位器调整对比度。RS（CS）为数据）为数据/指令选择端，指令选择端，RS=1（高电平），选择数据寄存器；（高电平），选择数据寄存器；RS=0（低电（低电平），选择指令寄存器，当工作在串行方式时，平），选择指令寄存器，当工作在串行方式时，CS作为片选信号，低电平有效。作为片选信号，低电平有效。DB0DB7为为8位双位双向数据输入向数据输入/输出端。输出端。PSB为并为并/串通信方式选择端，串通信方式选择端，PSB=1，选择并行通信方式，选择

5、并行通信方式，PSB=0，选择并行通，选择并行通信方式。信方式。项目五 模拟手机通信项目五 模拟手机通信v 12864液晶模块内部含有国标一级、二级简体中文字库的点阵图形液晶显示模块；其显示分辨率为12864， 内置8192个16*16点汉字，和128个16*8点ASCII字符集。利用该模块灵活的接口方式和简单、方便的操作指令，可构成全中文人机交互图形界面。可以显示84行1616点阵的汉字，也可完成图形显示。v 1、忙标志忙标志BF说明说明v BF标志提供内部工作情况。BF=1表示模块在进行内部操作，此时模块不接受外部指令和数据。BF=0时，模块为准备状态，随时可接受外部指令和数据。v 2、指

6、令说明、指令说明v 12864液晶模块控制芯片提供两套控制命令：基本指令和扩充指令。 项目五 模拟手机通信项目五 模拟手机通信项目五 模拟手机通信项目五 模拟手机通信v 3、显示坐标关系、显示坐标关系v （1）汉字显示坐标关系v 12864液晶模块显示资料RAM提供642个位元组的空间，最多可以控制4行16字（64个字）的中文字型显示，当写入显示资料RAM时，可以分别显示CGROM、HCGROM与CGRAM的字型；ST7920A可以显示三种字型，分别是半宽的HCGROM字型、CGRAM字型及中文CGROM字型，三种字型的选择，由在DDRAM中写入的编码选择，在0000H0006H的编码中将自动

7、的结合下一个位元组。汉字显示坐标关系如表6-5所示。项目五 模拟手机通信项目五 模拟手机通信v (2)图形显示坐标关系v 水平方向X以字节为单位，垂直方向Y以位为单位。绘图显示RAM提供6432个位元组的记忆空间，最多可以控制25664点的二维绘图缓冲空间，在更改绘图RAM时，先连续写入水平与垂直的坐标值，再写入两个字节的数据到绘图RAM，而地址计数器（AC）会自动加1；在写入绘图RAM的期间，绘图显示必须关闭，整个写入绘图RAM的步骤如下： v a) 关闭绘图显示功能。v b) 先将水平的位元组坐标（X）写入绘图RAM地址； v c) 再将垂直的坐标（Y）写入绘图RAM地址； v d) 将D

8、15D8写入到RAM中； v e) 将D7D0写入到RAM中； v f) 打开绘图显示功能。v 图形显示坐标关系如图6-2所示。项目五 模拟手机通信项目五 模拟手机通信v4、并行写时序、并行写时序vCPU以并行方式写数据给12864液晶模块的时序图如图6-3所示。 v读状态：读状态： RS = 0，R/W = 1，E = 1；v读数据：读数据： RS = 1，R/W = 1，E = 1；v写指令：写指令： RS = 0，R/W = 0，E = 高脉冲；高脉冲；v写数据：写数据： RS = 1，R/W = 0，E = 高脉冲；高脉冲； 项目五 模拟手机通信项目五 模拟手机通信v5、串行写时序、串

9、行写时序vCPU以串行方式写数据给12864液晶模块的时序图如图6-4所示。项目五 模拟手机通信项目五 模拟手机通信项目五 模拟手机通信项目五 模拟手机通信v例6.2 串口传输图像显示v利用LCD12862液晶显示图像，连接电路如图6-7所示，单片机与LCD12864液晶采用串行连接方式，只占用了P2口的P2.0、P2.1、P2.2三个管脚，与并口连接相比大大节约了单片机的硬件资源。 项目五 模拟手机通信项目五 模拟手机通信项目五 模拟手机通信v1、数据传输过程概述、数据传输过程概述v在传输数据的过程中，数据要通过介质在传输数据的过程中，数据要通过介质(Media)从发送端传递到接收端。在发送

10、端，先按介质从发送端传递到接收端。在发送端，先按介质的性质将数据转换成传输介质所承载的信号，的性质将数据转换成传输介质所承载的信号，送入介质进行传送。接收端从传输介质取得信送入介质进行传送。接收端从传输介质取得信号后，再将其还原成数据。无论各种信号之间号后，再将其还原成数据。无论各种信号之间的差异多大，将数据转换成各类信号的方法都的差异多大，将数据转换成各类信号的方法都大致相同。数据的传输过程如图大致相同。数据的传输过程如图6-9所示。所示。 项目五 模拟手机通信项目五 模拟手机通信v 2、并行传输与串行传输、并行传输与串行传输v 在单片机应用系统中，同样存在数据的通信问题，如单片机与外在单片

11、机应用系统中，同样存在数据的通信问题，如单片机与外围设备之间、单片机与电脑之间的信息交换等。无论单片机与外围设备之间、单片机与电脑之间的信息交换等。无论单片机与外围设备采用何种通信介质相连，其通信方式都可分为并行和串行围设备采用何种通信介质相连，其通信方式都可分为并行和串行两种方式。并行通信，是指数据的各位同时传送，特点是数据传两种方式。并行通信，是指数据的各位同时传送，特点是数据传输的速度快，但是所需要的传输线多，成本高，适合于短距离通输的速度快，但是所需要的传输线多，成本高，适合于短距离通信，如图信，如图6-10（a）所示。串行通信是指数据一位一位按顺序传送，）所示。串行通信是指数据一位一

12、位按顺序传送，特点是数据传输的速度慢，占用传输线少，成本低，适合远距离特点是数据传输的速度慢，占用传输线少，成本低，适合远距离传输，如图传输，如图6-10（b）所示。）所示。项目五 模拟手机通信项目五 模拟手机通信v 3、同步串行通信与异步串行通信、同步串行通信与异步串行通信v 按照串行数据的时钟控制方式，串信通信又可分为同步串行通信按照串行数据的时钟控制方式，串信通信又可分为同步串行通信与异步串行通信。与异步串行通信。v (a)同步串行通信同步串行通信v 同步串行通信是指发送方和接收方在同一个时钟信号控制下，逐同步串行通信是指发送方和接收方在同一个时钟信号控制下，逐位的发送与接收数据，从而使

13、双方达到完全的同步，保证数据传位的发送与接收数据，从而使双方达到完全的同步，保证数据传输的正确性。发送端在发送数据之前，首先发送输的正确性。发送端在发送数据之前，首先发送12位的同步字位的同步字符，接着按顺序发送符，接着按顺序发送n个字节的数据，数据发送完成后发送校验个字节的数据，数据发送完成后发送校验码，如图码，如图6-11所示。同步串行通信传输效率高，但需要同步时钟所示。同步串行通信传输效率高，但需要同步时钟信号，硬件设备设计复杂，成本高。根据同步方法的不同，同步信号，硬件设备设计复杂，成本高。根据同步方法的不同，同步串行通信又可分为外同步和自同步串行通信两种方式。串行通信又可分为外同步和

14、自同步串行通信两种方式。项目五 模拟手机通信项目五 模拟手机通信v（b）异步串行通信）异步串行通信v异步串行通信是指发送端和接收端使用各自的异步串行通信是指发送端和接收端使用各自的时钟控制数据的发送和接收，数据通常以字符时钟控制数据的发送和接收，数据通常以字符为单位组成字符帧，低位在前，高位在后，由为单位组成字符帧，低位在前，高位在后，由发送端一帧一帧地发送，通过传输线被接收端发送端一帧一帧地发送，通过传输线被接收端一帧一帧的接收。发送端和接收端的时钟彼此一帧一帧的接收。发送端和接收端的时钟彼此独立，互不同步。独立，互不同步。 项目五 模拟手机通信项目五 模拟手机通信v 4、单工、半双工和全双

15、工通信、单工、半双工和全双工通信v 按照数据的传输方向，串行通信可分为单工通信方式、半双工通信方式按照数据的传输方向，串行通信可分为单工通信方式、半双工通信方式和全双共通信三种通信方式。和全双共通信三种通信方式。v （a）单工通信方式）单工通信方式v 单工通信就是指任何时刻传送的信息始终是一个方向，而不进行与此相单工通信就是指任何时刻传送的信息始终是一个方向，而不进行与此相反方向的传送，如图反方向的传送，如图6-13所示。无线电广播和电视信号传播都是单工传所示。无线电广播和电视信号传播都是单工传送的例子。送的例子。v （b）半双工通信方式）半双工通信方式v 半双工通信是指信息流可在两个方向上传

16、输，但同一时刻只限于一个方半双工通信是指信息流可在两个方向上传输，但同一时刻只限于一个方向传输。如图向传输。如图6-13所示。如对讲机就是以这种方式通信的。所示。如对讲机就是以这种方式通信的。v （c）全双工通信方式）全双工通信方式v 全双工通信是指能同时双向通信，如图全双工通信是指能同时双向通信，如图6-13所示。这种方式适用于计算所示。这种方式适用于计算机机计算机间通信。如现在手机都采用这种方式通信。计算机间通信。如现在手机都采用这种方式通信。 项目五 模拟手机通信项目五 模拟手机通信v 串行通信接口电路的种类和型号很多，在设计通信接口时应根据需要，串行通信接口电路的种类和型号很多，在设计

17、通信接口时应根据需要，充分考虑通信距离，电平特性等因数，选择标准接口。如果通信距离很充分考虑通信距离，电平特性等因数，选择标准接口。如果通信距离很短，可直接以短，可直接以TTL电平连接，则只需要电平连接，则只需要TXD（串行数据发送）、（串行数据发送）、RXD（串行数据接收）和（串行数据接收）和GND三个数据线就可以。如两台单片机近距离相连三个数据线就可以。如两台单片机近距离相连就采用这种方式，如图就采用这种方式，如图6-14所。当传输距离超过所。当传输距离超过15m，或者需要将单片，或者需要将单片机与电脑相连时候则需要采用机与电脑相连时候则需要采用RS-232或者通过调制解调器（或者通过调制

18、解调器（MODEM）将数字信号转换为模拟信号后采用电话线进行远距离传输。如图将数字信号转换为模拟信号后采用电话线进行远距离传输。如图6-15、图图6-16所示。所示。项目五 模拟手机通信项目五 模拟手机通信v MCS-51单片机内含一个可编程控制的全双工串行通信接口，通单片机内含一个可编程控制的全双工串行通信接口，通过设置相关的控制寄存器可将该接口作为通用异步接收过设置相关的控制寄存器可将该接口作为通用异步接收/发送器发送器UART，也可作为同步移位寄存器使用，进而对并行，也可作为同步移位寄存器使用，进而对并行I/O口进行扩口进行扩展。该串口具有展。该串口具有4种工作方式，帧格式有种工作方式，

19、帧格式有8位、位、10位和位和11位，并能位，并能够灵活设置各种波特率，使用简单方便，在单片机应用系统中获够灵活设置各种波特率，使用简单方便，在单片机应用系统中获得了广泛的应用。下面对其结构、工作方式等进行介绍，并给出得了广泛的应用。下面对其结构、工作方式等进行介绍，并给出典型的使用案例以供读者参考。典型的使用案例以供读者参考。项目五 模拟手机通信v1、MCS-51单片机的串行口结构单片机的串行口结构vMCS-51单片机的串行口结构如图单片机的串行口结构如图6-17所示。所示。 项目五 模拟手机通信v 2、串行通信控制寄存器、串行通信控制寄存器v （1）串行口控制寄存器（）串行口控制寄存器（S

20、CON）v SCON用于控制串行口的工作方式和状态，可位寻址，字节地址为用于控制串行口的工作方式和状态，可位寻址，字节地址为98H，其格式如表其格式如表6-6所示。所示。项目五 模拟手机通信v （2）电源及波特率选择寄存器）电源及波特率选择寄存器PCON（地址（地址87H）v PCON不可位寻址，跟串口通信有关的控制位只有不可位寻址，跟串口通信有关的控制位只有SMOD位，位，SMOD位为串口波特率选择位，在方式位为串口波特率选择位，在方式1、2、3，当，当SMOD=1，则所设定的波特率加倍。其他位为电源控制位。其格式如表则所设定的波特率加倍。其他位为电源控制位。其格式如表6-8所所示：示： 项

21、目五 模拟手机通信v （3）中断允许控制寄存器）中断允许控制寄存器IEv IE可位寻址，用于控制中断源的开放于禁止，其格式如表可位寻址，用于控制中断源的开放于禁止，其格式如表6-9所示，所示，跟串口中断有关的控制位有跟串口中断有关的控制位有EA和和ES，其中，其中EA为中断允许总控制为中断允许总控制位，位，EA=1，开放总中断，开放总中断，ES为串行口中断允许控制位，为串行口中断允许控制位，ES=1，允许串行口中断。允许串行口中断。项目五 模拟手机通信v （4）中断响应优先级控制寄存器）中断响应优先级控制寄存器IPv IP可位寻址，用于控制中断响应的优先级，其格式如表可位寻址，用于控制中断响应

22、的优先级，其格式如表6-10所示，所示，跟串口中断有关的控制为跟串口中断有关的控制为PS，PS=0，串行口中断响应优先级设置，串行口中断响应优先级设置为低优先级，为低优先级，PS=1，串行口中断响应优先级设置为高优先级。，串行口中断响应优先级设置为高优先级。 项目五 模拟手机通信v 3、串行口波特率的设定、串行口波特率的设定v 在异步串行通信中，收发双方必须约定一定的数据发送速率，即在异步串行通信中，收发双方必须约定一定的数据发送速率，即通信的波特率。通信的波特率。MCS-51单片机串口的波特率设定方法如下：单片机串口的波特率设定方法如下：v （1）方式）方式0波特率设定。波特率设定。v 工作

23、在方式工作在方式0，串口的波特率固定不变，为时钟频率的，串口的波特率固定不变，为时钟频率的1/12，即。，即。v （2）方式）方式1波特率设定。波特率设定。v 工作在方式工作在方式1，串口的波特率，串口的波特率B由定时器由定时器T1的溢出速率和的溢出速率和SMOD位位共同决定，即：共同决定，即：项目五 模拟手机通信v 3）方式）方式2波特率设定。波特率设定。v 工作在方式工作在方式2，波特率取决于，波特率取决于SMOD值，当值，当SMOD=0，波特率，波特率为为 ，当，当SMOD=1，波特率为。，波特率为。v （4）方式）方式3波特率设定。波特率设定。v 方式方式3波特率的设定同方式波特率的设

24、定同方式1的设定。的设定。64oscf32oscf项目五 模拟手机通信项目五 模拟手机通信 本手机通信系统总体框图如图本手机通信系统总体框图如图6-19所示，主要由按键模块、显所示，主要由按键模块、显示模块、通信模块、示模块、通信模块、MCU控制模块四部分组成。本手机系统具有控制模块四部分组成。本手机系统具有短信编写、收发、阅读功能短信编写、收发、阅读功能 项目五 模拟手机通信 通信模块采用单片机串行口进行通信，电路图如图通信模块采用单片机串行口进行通信，电路图如图6-20所示。所示。项目五 模拟手机通信 为了节约单片机的硬件资源，按键模块采用广州周为了节约单片机的硬件资源，按键模块采用广州周立功单片机发展有限公司自行设计的数码管显示驱动及立功单片机发展有限公司自行设计的数码管显示驱动及键盘扫描管理芯片键盘扫描管理芯片ZLG7289B。该芯片可直接驱动。该芯片可直接驱动8 位位共阴式数码管（或