基于gsmgprs通信模块的无线通信系统设计毕业论文(编辑修改稿)

基于gsmgprs通信模块的无线通信系统设计毕业论文(编辑修改稿)内容摘要：

C90C516RD+的控制 部分 ，GTM900C 短信息的处理模块， 数据采集电路 ， LCD1602 显示 部分。 系统原理框图如图 21 所示 [1]。 系统总的工作原理是： 数据采集电路 采集实时的 温湿度 信息， 并传送到 LCD1602 上实时的 显示， MCU STC90C516RD+判断 所采集的数据是否超过 设 定的范围 ，不超过 设定范围 则继续正常工作，超过则通过发送控制指令到 GTM900C，从而发送短信给 用户。 同时单片机也在不断地查询是否有来自用户的短信，若有，则 让GTM900C 完成编解码工作，根据 短信内容相应 控制单片机动作 [4] [5]。 温 湿 度 传 感 器D T H 1 1M C US T C 9 0 C 5 1 6R D +L C D 显 示 模 块G T M 9 0 0 C 用 户 手 机R S 2 3 2 串 行 口报 警 模 块 图 21 系统原理框图 系统各模块的硬件设计 硬件设计部分包括四个部分，分别是 MCU STC90C516RD+的 最小系统 模块，GTM900C 短信息的处理模块，温 度 及 湿 度 采集 电路 ， LCD1602 显示 部分。 单片机 STC90C516RD+的控制模块 所谓的单片机就是 在一块半导体硅片上集成了中央处理器 CPU，存储器（ RAM/ROM）和各种 I/O 接口，定时计数器，串口， AD 转换器以及外围设备。 这7 样的一块集成电路芯片具有微型计算机的特性，因此单片机又称为微型计算机。 单片机主要应用于测试和控制领域，因此单片机又通常被称为微控制器 MCU。 本设计采用的单片机为 STC90C516RD+[6]。 STC90C516RD+单片机是新 产出的 一代 单片机，具备强 抗干扰 性能 ， 运行 速度 很快 ， 能耗低 等许多特点， 其 主要 特点如 表 21 所示 ： 表 21 STC90C516RD+特点 序号 特点 1 机器周期 时钟频率的 12 分频 2 工作电压 （ 5V 单片机） 3 工作频率 0~40MHz 4 ROM 空间 片上集成 4KB Flash ROM 5 RAM 空间 片内 RAM 为 128B，片外最大可以外扩 64KB 6 I/O 口 可供使用的 I/O 有 32 个， P1~P3 为准双向 IO 口， P0 为漏极开路的 IO 口，可做地址和数据总线的复用端口。 P3 也具有第二功能 7 编程 支持在系统可编程和在应用可编程 8 EEPROM 功能 具有 EEPROM 功能 9WDT 内部具有看门狗 WDT 的功能，防止死机 10 定时计数器 2 个 16 位定时器、计数器可供使用 11 中断 中断 资源丰富 12 串行口 1 个通用型的异步串行口，若需要多个，可以使用定时器来模拟 13 工作温度范围 正常工作温度范围为 0 到 75℃ 14 封装 分为直插式 40 脚和贴片 44 脚封装 STC90C516RD+最小系统由复位电路，晶振电路和电源电路组成 ，如图 22 所示。 8 图 22 单片机最小系统 GTM900C 短信息的处理模块 简介 GTM900C[7]是 华为公司生成的，这个无线通讯模块具有 GSM 功能，目前被广泛的应用于智能化控制产品中，可以工作在两种频率下，分别为 900MHz 和 1800MHZ，内部高度集成化 ， 是由 GTM900B 升级而来的。 内 部 嵌 有 TCP/IP 协议模块，使用简单 方便 ， 方便使用者的开发工作 ，缩短了开发周期。 GTM900C 应用广泛，比如远程监控系统等。 GTM900C 支持 AT 命令 [8]， 由 AT 指令控制它与其他设备通讯。 GTM900C通过通用串行接口 UART 接口与外部 CPU 通信，通讯速率为 9600bit/s，主要 功能 是利用 GSM 网络以 发短信 的模式来 完成消息的交换 等。 同时， GTM900C 模块也可以在GT800 的网络下运行。 GTM900C 模块就相当于一般功能较为单一的手机。 GTM900C 的产品特性如 表 22 所示 ， GTM900C 如 图 23 所示。 9 表 22 GTM900C 产品特性 10 图 23 GTM900C 实物 与 MCU STC90C516RD+的通 信 GTM900C 通过 UART 接口与外部 CPU 通信， 必须遵循串口通信原则。 因此单片机模块想与 GTM900C 通信必需使用串口 ，输入输出必须使用串口电平，而 MCU STC90C516RD+外接通信端口 发送和 接收的 输入输出 都 为 晶体管逻辑 电平，因此单片机端必须使用 MAX232 进行电平的 变 换。 GTM900C 与单片机通讯波特率为 9600bit/s，单片机以方式 1 工作，方式 1 真正用于数据的串行接收和发送。 TXD 脚和 RXD 脚分别用于发送和接收数据。 方式 1 收发一帧数据为 10 位， 1 个起始位 （ 0） ， 8 个数据位 ，1 个 停止位（ 1），先发送或接收低位。 MAX232 简介 TI 公司的 MAX232 [9 正常工作下的电压为 3 到 伏 ， 自带了静电保护功能 ，能与 5V 逻辑输入兼容， 9~3 认为 0， +3~+9 认为 1，含 2 路接收、 2 路发送串行通信接口。 MAX232 的功能是将单片机的 TTL 电平和串口电平进行互转，方便STC90C516RD+与 GTM900C 的通信。 在本设计中采用的是 MAX232 的 16pinDIP 封装，其中 16 脚 接 地， 15 脚接电源 VCC， 11， 12， 13， 14 脚为第一组 接收发送端口，7， 8， 9,10 脚为第二组接收发送端。 MAX232 芯片引脚 1 C1+和 2 C1， 4 脚 C2+和 5脚 C2， 2 脚 V+和 6 脚 V， 15 脚 VCC 和 16 脚 GND，这些 四对 脚 之间接 104 的电解11 电容。 这个转换电路接线简单，使用单电源就可以使其正常工作， 这个电路耗电量少 ，价格 便宜。 MAX232 与 STC90C516RD+相连如图 24 所示。 P 1. 01P 1. 12P 1. 23P 1. 34P 1. 45P 1. 56P 1. 67P 1. 78R S T / V P D9P 3. 0/ R xD10P 3. 1/ T xD11P 3. 2/ I N T 012P 3. 3/ I N T 113P 3. 4/ T 014P 3. 5/ T 115P 3. 6/ W R16P 3. 7/ R D17X T A L 218X T A L 119GND20P 2. 021P 2. 122P 2. 223P 2. 324P 2. 425P 2. 526P 2. 627P 2. 728P S E N29A L E / P R O G30E A / V p p31P 0. 732P 0. 633P 0. 534P 0. 435P 0. 336P 0. 237P 0. 138P 0. 039V C C40U2S T C 9 0 C 51 6 R D +162738495C 1 +1C 1 3C 2 +4C 2 5T 1 I N11R 1 O U T12T 2 I N10R 2 O U T9V+2V6GND15T 1 O U T14R 1 I N13T 2 O U T7R 2 I N8VCC16U3M A X 2 3 2R11 0KK1+C41 0u FV C CV C C1 041 041 041 041 043 3P3 3P1 1. 05 9 2 M H Z 图 24STC90C516RD+电平 变 换 示意图 温湿度采集模块 本设计采集的 数据 是 环境 中的温度和湿度， 所用的传感器为 复合式的温湿度传感器 DTH11[10]，其产品特性如 表 23。 温度和湿度都是 随时间变化 模拟 的数据 ，普通的检测方法是采集了这些数据之后在单片机端进行 AD 转换，以显示数字量，用 DTH11则可以更加的方便，它 的 输出为数字信号，可以由外部 CPU 以总线的方式 直接读取。 DTH11 特殊的构造，使其具备可靠和稳定的良好性能。 传感器内部集成了感湿 材料和电极 ，其原理是当湿度变化是， 电极之间就 会出现阻值的变化 根据阻值变化 算出相应的湿度变化。 同时 ， DTH11 内部含有 NTC 元件 ，用于测量温度，当温度升高，电阻值变小 ，根据电阻值的变化再加上相应的算法就可以知道温度的变化。 DTH11 通过data 数据端和 8 位 MCU 相连。 12 表 23 DTH11 产品特性 DHT11 采用 较为简单 的 单条 总线 与性能 优良 的 MCU 进行 通信 [11] [12]。 所谓的 单总线即利用 一条线就可以完成 不同 设备间数据交换的 一种简单的 通讯方式。 单总线方式内 部 采用特殊的结构，以允许其他设备在该设备 非忙碌时间段里 利 用该总线 来传送数据。 为了使该条总线在不发送数 据的时候为高电平 ,通常的做法是，外加接上一个阻值为 的电阻。 DTH11 和单片机是主 机和 从 机 关系，只有单片机能够呼叫 DTH11，而 DTH11 不能够呼叫单片机，即主机访问 从机 都 一定要 严格 按照 单总线 时序进行 ，如果 不按正常的通讯时序 ， 从机 将不 理会 主机。 DTH11 和单片机 STC90C516RD+的通信需要同步信号才能正常的通讯，同步信号有 DTH11 的数据输出脚 DATA 提供。 DTH11 一次输出 40 位数据，共 5 个字节，第一个字节为湿度的整数数据， 接着 第二个字节为 湿度 的小数数据， 接着 第三个字节为温度的整数数据， 接着 第四个字节为温度的小数数据， 最后 一个 字节为校验位，其中温湿度的小数部分为 0，我们在写程序 中 读写 DTH11 过程中不使用。 LC。