基于arm的gprs无线数据终端设计(编辑修改稿)

基于arm的gprs无线数据终端设计(编辑修改稿)内容摘要：

发，通常有两种编译环境 ADS 和 KEIL，本系统是在 Keil uVision4 的软件编译环境下进行的。 ARM 微处理器的传统开发工具是 ADS， ADS（ ARM Developer Suite）是在 1993 年由 Metrowerks 公司开发 的， 是 ARM 处理器下最主要的开发工具。 ADS 是全套的实时开发软件工具，包编译器生成的代码密度和执行速度优异。 可快速低价地创建 ARM 结构应用。 ADS 对汇编、 C/C++、 java支持的均很好，是目前最成熟的 ARM 开发工具。 很多 ARM 开发软件（例山东科技大学毕业设计 9 如 Keil）也是借用的 ADS 的编译器。 但是 ADS 界面不够友好，项目管理和系统设置比较 复杂，不易学习。 Keil μVision4于 2020 年 2 月发布， Keil μVision4引入灵活的窗口管理系统，使开发人员能够使用多台监视器，并提供了视觉上对窗口表面任何位置 的 完全控制。 新的用户界面可以更好地利用屏幕空间和更有效地组织多个窗口，提供一个整洁，高效的环境来开发应用程序。 新版本支持更多最新的 ARM 芯片，还添加了一些其他新功能。 2020 年 3 月 ARM 公司发布最新集成开发环境 RealView MDK 开发工具中集成了最新版本的 Keil uVision4，其编译器、调试工具实现与 ARM 器件的最完 美匹配。 系统语言与模块化结构 AT 指令集 AT 即 Attention， AT 指令集是从终端设备 (Terminal Equipment， TE)或 数据终端设备 向终端适配器 (Terminal Adapter， TA)或 数据 电路终端设备发送的。 通过 TA， TE 发送 AT 指令来控制移动台的功能，与 GSM 网络业务进行交互。 用户可以通过 AT 指令进行呼叫、短信、电话本、数据业务、传真等方面的控制。 90 年代初， AT 指令仅被用于 Modem 操作。 没有控制移动电话文本消息的先例，只开发了一种叫 SMS BlockMode 的协议，通过终端设备 (TE)或电脑来完全控制 SMS。 几年后，主要的移动电话生产厂商诺基亚、爱立信、摩托罗拉和 HP 共同为 GSM 研制了一整套 AT 指令，包括对 SMS 的控制。 AT 指令在此基础上演化并被加入 GSM07． 05 标准以及现在的 GSM07． 07标准。 SMS的控制共有 3种实现途径：最初的 BlockMode；基于 AT 指令的 TextMode；基于 AT 指令的 PDUMode。 到现在 PDUMode山东科技大学毕业设计 10 已经取代 BlockMode，后者逐渐淡出。 GSM 模块与计算机之间的通信协议是一些 AT 指令集， AT 指令是以 AT 作首，字符结束的字符串， AT 指令的响应数据包在每个指令执行成功与否都有相应的返回。 其他的一些非预期的信息 (如有人拨号进来、线路无信号等 )，模块将有对应的一些信息提示，接收端可做相应的处理。 中兴通讯 MG2639 模块有自己丰富的 AT 指令集本， 本文用到的基本指令有： AT、 ATE0、 AT+ZPNUM=CMNET,（设置 APN 指令） 、AT+ZPPPOPEN（激活 APN 指令） 、 AT+ZIPSETUP=1,3030（建立 TCP 网络连接指令） 、 AT+ZIPSEND=1,10（发送数据指令）。 C 语言程序模块化设计 不同于一般形式的软件编程，嵌入式系统编程建立在特定的硬件平台上，势必要求其编程语言具备较强的硬件直接操作能力。 无疑，汇编语言具备这样的特质。 但是，由于汇编语言开发的复杂性，它并不是嵌入式 系统开发的一般选择。 而与之相比， C 语言一种 高级的低级 语言，则成为嵌入式系统开发的最佳选择。 它既具有 高级语言 的特点，又具有 汇编语言 的特点。 而且 C 语言移植性好、易于模块化设计，有利于系统后期升级维护。 模块化设计，简单地说就是程序的编写不是开始就逐 条录入计算机语句和指令，而是首先用主程序、子程序、子过程等框架把 软件 的主要结构和流程描述出来，并定义和调试好各个框架之间的输入、输出链接关系。 逐步求精的结果是得到一系列以功能块为单位的算法描述。 以功能块为单位进行程序设计，实现其求解算法的方法称为模块化。 模块化的目的是为了降低程序复杂度，使程序设计、调试和维护等操作简单化。 程序模块开发设计，有利于团队成员间的合作和分工，使嵌入式产品的 开发周期变短。 提高开发效率，减少开发成本，更有利于产品的升级。 山东科技大学毕业设计 11 3 硬件电路设计 硬件电路设计的具体设计任务：首先分析硬件系统各部分的功能要求，选择合适的器件，完成各部分电路的设计，然后利用 Protel99se 进行硬件电路原理图的总体设计和 PCB 的设计，完成硬件设计。 电源电路设计 电源芯片选择 电源部分的设计，系统采用两种可选择电源供电方式，一种是 5V的直流电源供电，另一种是电源范围在 740V的宽电源直流供电。 工业现场的电源多为 12V或 24V 的开关电源，而且工业现场环境恶 劣，为了满足工业现场的需求，为保证系统的可靠性、稳定性，我们选用的供电模块、电源转换模块都要从性价比高、带负载能力强等方面考虑选型。 由于考虑无线数据终端的应用环境要求，经过认真考虑系统决定选用宽电压输入电压模块。 考虑到负载电流和功耗，电源芯片选用开关式，由于通信模块与微控制器所需电压不一致，故选用 为 LPC2132 等供电电压为 的芯片 供电，选用为通信模块供电。 LM2576 可将 740V的直流电转换成5V直流电作为宽电压范围电源。 同时为了缩小产品的尺寸，选择的芯片封装为贴片形式。 电源电路具体设计 在宽电源供电下，首先 740V的直流电源进过 LM2576DCDC 变换成5V直流电，然后 LM2576 的输出经 MIC29302 转换给无线模块供电，同时LM2576输出的 5V直流电经芯片。 山东科技大学毕业设计 12 V I N1V O U T2G N D3F E E D B4O N /O F F5U3L M 2 5 7 6V I NL12 0 0 u HV C C _ 5C 1 41 0 0 0 u F /1 6 VD1 I N 5 4 0 8 R LD2 I N 5 4 0 8 R LD3I N 5 8 2 212J2C O N 2V I NC11 0 0 u F /5 0 V 在图 中的 电路中， LM2576 输入端和输出端（ MIC29302 的输入端）的两个二极管 IN5408 为保护二极管以防电源接反损坏芯片， D3 为稳压管，稳定电源输出 ,电感 L1 作用是滤波，使输出 5V电压更加稳定。 IN2EN1GND3ADJ5V O U T4U2M I C 2 9 3 0 2R11KR 2 12 .2 K+ C 1 74 7 u F /1 6 V + C 2 81 0 u FV C C _ 5C21 0 4V B A T 图 中 VBAT 为 MIC29302 的输出，直接给 MG2639 模块供电。 MG2639 模块要求供电电压在。 由 )(121  outVRR得  RRV BA T。 为满足要求 R21/R1 在 之间，故 R21=、 图 L M 2 5 7 6 电源转换电路 图 模块 电源电路 山东科技大学毕业设计 13 R1=1K，计算得 VBAT=。 V C C _5V I N1G N D2EN3R S N4V O U T5U1S P 6201 C 1510 5V C C _3 .3C 1610 512J1C O N 2V C C _5 图 中 芯片 是把 5V电压转换成 ，为 ，EN 接高电平使能转换， RSN 为低电压检测复位端。 当输出电压过低时 ，延时检测发出复位信号。 本系统未用此端。 C1 16 为电源端去耦电容。 主控外围电路 主控电路主控芯片为 LPC 2132，采用外部看门狗，外部看门狗芯片选择 SP706。 SP706S 供电电源为 ， 系统上电后， SP706S 自动产生 200ms 低电平复位信号，使 MCU 正常复位。 MCU 配置一个 I/O 管脚为输出，并接到 WDI。 如果 I/O 固定为 HIGH 或 LOW 电平不变，则 后， SP706S 内部的看门狗定时器就会溢出并使 /WDO 输出低电平，而 /WDO 已连接到手动复位 /MR，因 此会导致 /RST 管脚输出低电平复位信号使 MCU 重新复位。 MCU 在正常工作情况下当然是不允许这样反复复位的，因此必须在程序里及时反转 I/O 的状态，该操作被形象地称为 “ 喂狗 ”。 每次反转 WDI 输入状态都能够清除 SP706S 内部的看门狗定时器，从而确保 /WDO 不会输出低电平（为保证可靠，喂狗间隔应当小于 1s）。 利用外部看门狗的好处是使系统更加稳定可靠，避免内部看门狗定时器限制系统功能。 晶振电路晶振选择 ，这样使得系统时间更加准确。 看门狗电路如图 图 山东科技大学毕业设计 14 MR1V C C2G N D3PFI4PFO5W D I6R S T7W D O8U4S P 706 SV C C _3 .3看门狗复位70 6R S T70 6W D I1 2J3C O N 2C310 4 主控电路部分具体电路 如图 所示， C3 C3晶振 Y R14 组成主控时钟电路，晶振选择 频率， R14 为起振电阻阻值为1MΩ。 CON2 为程序下载短接端口，需下载程序时，在上电短接 CON2，这样上电后 LPC2132 自动进入下载模式。 D9 为运行指示 LED。 P 0 .2 1 /P W M 5 /A D 1 .6 /C A P 1 .31P 0 .2 2 /A D 1 .7 /C A P 0 .0 /M A T 0 .02R T X C 13P 1 .1 9 /T R A C E P K T 34R T X C 25V S S6V D D A7P 1 .8 /T R A C E P K T 28P 0 .2 5 /A D 0 .4 /A o u t29P 0 .2 6 /A D 0 .5 /10P 0 .2 7 /A D 0 .0 /C A P 0 .1 /M A T 0 .111P 1 .1 7 /T R A C E P K T 112P 0 .2 8 /A D 0 .1 /C A P 0 .2 M A T 0 .213P 0 .2 9 /A D 0 .2 /C A P 0 .3 M A T 0 .314P 0 .3 0 /A D 0 .3 /E I N T 3 /C A P 0 .015P 1 .1 6 /T R A C E P K T16P0.3117VSS18P0.0/TXD0/PWM119P1.31/TRST20P0.1/RXD0/PWM3/EINT021P0.2/SCL0/CAP0.022VDD23P1.26/RTCK24VSS25P0.3/SDA0/MAT0.0/EINT126P0.4/SCK0/CAP0.1/AD0.627P1.25/EXINT028P0.5/MISO0/MAT0.1/AD0.729P0.6/MISI0/CAP0.2/AD1.030P0.7/SSSEL0/PWM2EINT231P1.24/TRACECLK32P 0 .8 /T X D 1 /P W M 4 /A D 1 .133P 0 .9 /R X D 1 /P W M 6 /E I N T 334P 0 .1 0 /R T S 1 /C A P 1 .0 /A D 1 .235P 1 .2 3 /P I P E S T A T 236P 0 .1 1 /C T S 1 /C A P 1 .1 /S C L 137P 0 .1 2 /D S R。