学士学位论文—基于单片机与sim300的手机模块软件设计(编辑修改稿)

学士学位论文—基于单片机与sim300的手机模块软件设计(编辑修改稿)内容摘要：

块 .二者通过串口进行通信 .实现接打电话、收发短信等功能 . 可通过不同按键实现：拨号、接听电话、收发短信等功能 .在 4*4 矩阵键盘中分别设置10 个号码键（ 0— 9） .1 个拨打电话按键、 1 个接听电话按键、 1 个发短信按键、 1 个清屏按键等 .由单片机进行控制 .分别实现不同功能 . 可通过 12864 液晶实现：将不同的信息实时显示在液晶上 .简单明了 .可将来电号码、拨打号码等操作直接通过液晶显示屏显示出来 .实现最基本的手机功能 . 当来电或是收到短信时 .可通过蜂鸣器的响声长短来进行提示 . SIM300 模块与单片机开发板之间通过串口进行通信 .分别将单片机与 SIM300 模块的对应引脚通过跳线进行连接 .即 .. 软件方面的设计 .单片机与 SIM300 之间的通信 .主要是通过单片机向 SIM300 发送 AT指令来实现 .不同的 AT 指令具有不同的功能 .如打电话、接电话、发短信等等 .由此实现不同的任务 .具体内容会在程序中详细体现 . 整个系统的设计如上所述 .单片机开发板与 SIM300 的连接及 AT 指令的发送实现了手机模块的软件设计 .可完 成既定目标 . 设计方案的构想是基于“单片机与 SIM300”而进行的 .但是简单实现单一功能 .并不能够多方面显示本次设计的内容 .也不能与“手机”这一现代通信必不可少的工具进行相提并论 . 因此 .本次设计方案的选择 .尽量使得最后的设计成果能够完成手机的基本功能 .包括通话、短信息的发送与接收以及显示等 .单片机与 SIM300 的通信既可实现拨打电话与收发短信的基本功能 .除此之外 .本次设计方案中加入了 12864 液晶显示屏以及 4*4 矩阵键盘两个模块 .12864 液晶显示屏相当于简单的手机显示屏幕 .将拨打及来电号码实时显示在屏幕 之上 .同时可以通过按键对其进行控制 . 而矩阵键盘的加入 .则使得单一的在程序中进行修改手机号码变得更加方便快捷 .16 个哈尔滨远东理工学院学士学位论文 3 弹性小按键的加入 .等于给整个“手机”的设计加入了一块键盘 .使用起来将会更加得心应手 .可以通过键盘来进行手机号码的拨打 .同时可以挂断电话、收发短信等等 .只要轻轻按动按键 .既可实现不同的功能 .与现代手机的人性化发展趋势不谋而合 . 哈尔滨远东理工学院学士学位论文 4 第 2 章 硬件介绍 本次设计的硬件部分 .主要包括单片机模块与 SIM300模块两个部分 .同时增加 12864液晶显示屏作为实时信息显示器 .两个主要模块基于串口通信原理 .通过 TXD /RXD/GND三个引脚相互连接 .具体实物图如下所示： 图 21 单片机开发板、 12864 液晶及 SIM300 模块连接实物 单片机及外围设备介绍 本模块采用现有的 HJ3G 慧净单片机实验板 图 22 HJ3G 慧净单片机实验板 STC89C52RC 芯片介绍 单片机是微机的一种 .是将单片机的 CPU、存储器、 I/O 接口和总线制作在一块芯片上的大规模集成电路 .由于单片机具有体积小、功能全、价格低、开发应用方便等优点 .又可将其嵌入产品的内部 .因此得到了及其广泛的应用 [4]. 哈尔滨远东理工学院学士学位论文 5 单片机经过 几十年的不断发展 .其功能和组成结构基本已固定 .它由以下几部分构成 . 1. 中央处理器（ CPU） CPU 是单片机的核心部件 .根据 CPU 字长可分为 1 位机、 4 位机、 8 位机、 16 位机以及 32 位机 .CPU 的运算速度、处理数据能力、实施控制功能等性能都与 CPU 的字长有关 .因此 .字长是衡量 CPU 功能的主要指标 . 2. 存储器 存储器按功能可分为程序存储器和数据存储器 .由于单片机主要面向控制 .因此一般需要大容量的程序存储器和较少的数据存储器 .同时存储器类型也不一样 . 3. 程序存储器 单片机内部程序存储器容量一般为 1KB~64KB,通常采用只读存储器（ ROM） .采用只读存储器作为程序存储器 .不仅提高了可靠性 .而且由于只读存储器的集成度较高、价格较低 .降低了成本 . 4. 数据存储器 单片机内部的数据存储量一般为 64B~（ RAM） .还有少数单片机内采用 EEPROM 作为数据存储器 .数据存储器可分为工作寄存器、堆栈 .位标志和数据缓冲器使用 . 5. I/O 接口及特殊功能部件 单片 机内部有数量不等的并行接口 .可以作为外界无输入 /输出设备 .通常也包含 1~2 个串行口 .用于实现异步串行通信 .特殊功能部件通常包括定时 /计数器 .其他例如 A/D、 PWM、DMA 等根据不同类型的单片机 .其配置不同 . STC89C52RC 芯片是由 STC 公司生产的 .具有 8051 内核的一款芯片 .+其特点如下： ☆ 加密性强 超强抗干扰 高抗静电（ ESD 保护） 轻松过 2KV/4KV 快速脉冲干扰（ EFT 测试） 宽电压 .不怕电源抖动 宽温度范围 .40℃ — 85℃ 超低功耗 掉电模式：典型功耗 正常工作模式：典型 功耗 4mA— 7mA 掉电模式可由外部中断唤醒 .适用于电池供电系统 .如水表、气表、便携设备等 [1]. STC89C52RC 芯片为 PDIP 封装 .具有 40 个不同功能 .并可与外部连通、扩接的引脚 .具体引脚分布图如下： 图 23 STC89C52RC 引脚排列图 哈尔滨远东理工学院学士学位论文 6 STC89C52RC 芯片是整个单片机实验板的核心 .可通过最小系统外接不同的设备 .烧入不同的程序实现各种功能 .是一款性能稳定、功能多样、操作简单的单片机芯片 .在本次毕业设计当中 .各引脚分配功能如下表： 表 21 引脚功能分配表 12864 液晶显示模块介绍 图 24 12864 液 晶显示屏实物 液晶显示器具有良好的显示功能及稳定的性能 .是一种高分子材料 .因为其特殊的物理、化学、光学特性 .20 世纪中叶开始广泛应用在轻薄型显示器上 .进入 21 世纪 .同样在许多领域得到应用 .譬如工业、教学、实验等等 . 液晶显示器（ Liquid Crystal ）的主要原理是以电流刺激液晶分子产生点、线、面并配合背部灯管构成画面 . 按照显示字符的函数或液晶点阵的行、列可将液晶分为 160 1222 12864 等不同的型号 .本次设计当中 .所采用的就是其中的 12864 液晶 . 该 12864 液晶 使用 ST7920 控制器 .5V 电压驱动 .带背光 .内置 8192 个 16*16 点阵、 128个字符（ 8*16 点阵）及 64*256 点阵显示 RAM（ GDRAM） .与外部 CPU 接口采用并行或串行两种控制方式 [1]. 引 脚 功 能 P3 与十六个矩阵按键连接 .实现按键控制 7 串口通信（ TTL 电平） 串口通信（ TTL 电平） 12864 液晶使能控制端 12864 液晶寄存器选择输入端 12864 液晶读 /写控制 12864 液晶串 /并方式控制 蜂鸣器控制端口 申明 U1 锁存器的锁存端 申明 U2 锁存器的锁存端 其他 空闲状态 哈尔滨远东理工学院学士学位论文 7 主要技术参数和显示特性： 电源： VDD —+5V(内置升压电路 .无需负压 )； 显示内容： 128 列 64 行 显示颜色：黄绿 显示角度： 6： 00 钟直视 LCD 类型： STN 与 MCU 接口： 8 位或 4 位并行 /3 位串行 配置 LED 背光 多种软件功能：光标显示、画面移位、自定义字符、睡眠模式等 表 22 12864 液晶接口信号说明 12864 液晶显示模块介绍 图 24 12864 液晶显示屏实物 符号 引脚说明 符号 引脚说明 Vss 电源地 D4 数据口 VDD 电源正极 D5 数据口 VO 液晶显示对比度调节 D6 数据口 RS（ CS） 数据 /命令选择端 D7 数据口 R/W（ SID） 读 /写选择端 PSB 并 /串选择 E(SCLK) 使能信号 NC 空脚 D0 数据口 RST 复位 .低电平有效 D1 数据口 NC 空脚 D2 数据口 BLA 背光电源正极 D3 数据口 BLK 背光电源负极 哈尔滨远东理工学院学士学位论文 8 液晶显示器具有良好的显示功能及稳定的性能 .是一种高分子材料 .因为其特殊的物理、化学、光学特性 .20 世纪中叶开始广泛应用在轻薄型显示器上 .进入 21 世纪 .同样在许多领域得到应用 .譬如工业、教学、实验等等 . 液晶显示器（ Liquid Crystal ）的主要原理是以电流刺激液晶分子产生点、线、面并配合背部灯管构成画面 . 按照显示字符的函数或液晶点阵的行、列可将液晶分为 160 1222 12864 等不同的型号 .本次设计当中 .所采用的就是其中的 12864 液晶 . 该 12864 液晶使用 ST7920 控制器 .5V 电压驱动 .带背光 .内置 8192 个 16*16 点阵、 128个字符（ 8*16 点阵）及 64*256 点阵显示 RAM（ GDRAM） .与外部 CPU 接口采用并行或串行两种控制方式 [1]. 主要技术参数和显示特性： 电源： VDD —+5V(内置升压电路 .无需负压 )； 显示内容： 128 列 64 行 显示颜色：黄绿 显示角度： 6： 00 钟直视 LCD 类型： STN 与 MCU 接口： 8 位或 4 位并行 /3 位串行 配置 LED 背光 多种软件功能：光标显示、画面移位、自定义字符、睡眠模式等 表 22 12864 液晶接口信号说明 符号 引脚说明 符号 引脚说明 Vss 电源地 D4 数据口 VDD 电源正极 D5 数据口 VO 液晶显示对比度调节 D6 数据口 RS（ CS） 数据 /命令选择端 D7 数据口 R/W（ SID） 读 /写选择端 PSB 并 /串选择 E(SCLK) 使能信号 NC 空脚 D0 数据口 RST 复位 .低电平有效 D1 数据口 NC 空脚 D2 数据口 BLA 背光电源正极 D3 数据口 BLK 背光电源负极 哈尔滨远东理工学院学士学位论文 9 按键模块介绍 本设计中单片机开发板 中的按键为非编码键盘中的行列式（又称矩阵式）键盘 .该矩阵键盘是由 16（ 4*4）个弹性小按键组成 .并与单片机的 P3 口依次相连 . 单片机检测按键原理：矩阵键盘弹性按键的两端都与单片机的 P3 口相连 .检测时 .人为先送一列为低电平 .其余几列全为高电平 .然后立即依次轮流检测各行是否有低电平 .若检测到某行 为 低电平 .则可确定被按下的按键 .以此方法 .依次检测所有按键即可 . 0（数字键 0） 1（数字键 1） 2（数字键 2） 3（数字键 3） 4（数字键 4） 5（数字键 5） 6（数字键 6） 7（数字键 7） 8（数字键 8） 9（数 字键 9） 10（打电话） 11（挂电话） 12（接电话） 13（发短信） 14（清屏） 15（清屏） 蜂鸣器介绍 蜂鸣器是一种一体化结构的电子讯响器 .采用直流电压供电 .广泛应用于计算机、打印机、复印机、报警器、电子玩具、汽车电子设备、电话机、定时器等电子产品中 .用作发声器件 .蜂鸣器主要分为压电式蜂鸣器和电磁式蜂鸣器两种类型 .本次设计中 .HJ3G 单片机实验板上所用的为电磁式蜂鸣器 .因此压电式蜂鸣器这里不再累述 . 电磁式蜂鸣器主要由振荡器、电磁线圈、磁铁、振动膜片及外壳等组成 .接通电源后 .振荡 器产生的音频电流信号通过电磁线圈 .使电磁线圈产生磁场 .震动膜片在电磁线圈和磁铁的相互作用下 .周期性的震动发声 . 本次设计中 .通过单片机来对蜂鸣器进行实时控制 .当有电话打进或是收到短信的时候 .蜂鸣器会发出声响 .进行提示 . SIM300 介绍 图 25 SIM300 模块实物 SIM300 由 SIMCOM 公司推出的一款三频段 GSM/GPRS 模块 .可在全球范围内的EGSM 900MHz、 DCS 1800MHz、 PCS 1900MHz 三种频率下工作 .能够提供 GPRS 多信道类型多达 10 个 .并且支持 CS CS CS3 和 CS4 四种 GPRS 编码方案 . 可实现语音通话、短信收发、 GPRS网络数据收发、彩信收发、拨打接听电话等功能 .满足本系统设计的各项功能同时为扩展功能做准备 .模块工作电压为 . 具有低功耗设计 .睡眠模式下的电流消耗仅为 4V电压 .模块有 AT指令集接口 .支持点到哈尔滨远东理工学院学士学位论文 10 点短消息移动发送和接受、文本、 PDU 模式 .短消息存储于 SI。