【正文】 河南科技大學(xué) 課 程 設(shè) 計(jì) 報(bào) 告 課程名稱 __單片 機(jī)原理課程設(shè)計(jì) _ 題目名稱 _ GSM 手機(jī)設(shè)計(jì) 學(xué)生學(xué)院 ___ 信息工程學(xué)院 _____ 專業(yè)班級(jí) ___ 自動(dòng)化 122 學(xué) 號(hào) 學(xué)生姓名 指導(dǎo)教師 2021 年 7 月 5 日 2 課程設(shè)計(jì)任務(wù)書 （指導(dǎo)教師填寫） 課程設(shè)計(jì)名稱 單片機(jī)原理 學(xué)生姓名 專業(yè)班級(jí) 設(shè)計(jì)題目 GSM 手機(jī)設(shè)計(jì) 一、 課程設(shè)計(jì)目的 1. 培養(yǎng)學(xué)生文獻(xiàn)檢索的能力，如何利用 Inter 檢索需要的文獻(xiàn)資料。 2. 培養(yǎng)學(xué)生綜合分析問題、發(fā)現(xiàn)問題和解決問題的能力。 3. 培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用知識(shí)的能力和工程設(shè)計(jì)的能力。 4. 培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際的能力。 5. 提高學(xué)生課程設(shè)計(jì)報(bào)告撰寫水平。 二、 設(shè)計(jì)內(nèi)容、技術(shù)條件和要求 1設(shè)計(jì)內(nèi)容 GSM 手機(jī)設(shè)計(jì)主要功能是用單片機(jī)實(shí)現(xiàn)手機(jī)的通訊功能，要求能打電話、發(fā)短信，顯示來電信息及通訊錄，能顯示信號(hào)標(biāo)識(shí)、信號(hào)強(qiáng)弱、電池信息等。 （ 1）選用 LCD 屏幕顯示各種相關(guān)信息； （ 2）設(shè)計(jì) 4X4 按 鍵，實(shí)現(xiàn)鍵盤輸入號(hào)碼和拔號(hào)掛斷等功能； 2 設(shè)計(jì)要求 ? 設(shè)計(jì)單片機(jī)最小系統(tǒng)（包括復(fù)位按鈕、晶振電路等）； ? 繪制實(shí)現(xiàn)本設(shè)計(jì)內(nèi)容的硬件電路（原理圖），系統(tǒng)的組成框圖。 ? 相應(yīng)的控制狀態(tài)表； ? 編寫本課程設(shè)計(jì)內(nèi)容的軟件設(shè)計(jì)（包含程序流程圖和對(duì)程序注釋）。 3 總體設(shè)計(jì)思想（供參考） ? 利用矩陣鍵盤實(shí)現(xiàn)輸入； ? 采用 LCD12864 作為顯示屏； ? 利用串口實(shí)現(xiàn)與 GSM 模塊的連接。 4 設(shè)計(jì)參考 GSM 手機(jī)設(shè)計(jì)主要包含單片機(jī)主控電路、顯示電路、鍵盤電路、 GSM 通訊模塊電路等組成。 5 知識(shí)點(diǎn)準(zhǔn)備： ? +5V 電源原理及設(shè)計(jì)； ? GSM 手機(jī)工作原理及設(shè)計(jì)； ? 單片機(jī)復(fù)位電路工作原理及設(shè)計(jì)（元件選擇的依據(jù)）； ? 單片機(jī)晶振電路工作原理及設(shè)計(jì)（元件選擇的依據(jù)）； ? LCD 顯示特性、驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)及應(yīng)用； ? 單片機(jī)引腳資源、引腳分配等； ? 單片機(jī)匯編語言及程序設(shè)計(jì)（中斷、延時(shí)子程序的設(shè)計(jì)）。 三 時(shí)間進(jìn)度安排 按教學(xué)計(jì)劃規(guī)定，單片機(jī)原理課程設(shè)計(jì)總學(xué)時(shí)為 1 周，其進(jìn)度安排和時(shí)間大致分配如下： 3 1. 十七周周一至周二 查閱資料、進(jìn)行軟、硬件初步設(shè)計(jì)； 2. 十七周周三至周四 上機(jī)調(diào)試，發(fā)現(xiàn)問題，解決問題，完善課程設(shè)計(jì)； 3. 十五周周五 總結(jié)設(shè)計(jì)過程，編寫課程設(shè) 計(jì)報(bào)告書。 四 主要參考文獻(xiàn) 何立民 . 單片機(jī)高級(jí)教程． 第 1 版．北京：北京航空航天大學(xué)出版社， 2021 徐愛鈞 KEIL Cx 單片機(jī)高級(jí)語言編程與 uVision2 應(yīng)用實(shí)踐，北京，電子工業(yè)出版社， 2021 李全利、仲偉峰、徐軍，單片機(jī)原理及應(yīng)用，北京：清華大學(xué)出版社， 2021 五、設(shè)計(jì)分組及選題安排 自動(dòng)化 122 班所有學(xué)生及自動(dòng)化 123 班部分學(xué)生。 指導(dǎo)教師簽字： 2021 年 06 月 25 日 4 單片機(jī)課程 設(shè)計(jì)報(bào)告 一、 設(shè)計(jì)項(xiàng)目簡介 隨著科技的飛速發(fā)展和人民生活水平的不斷提高，手機(jī)的普及率越來越高，更新也越來越快，價(jià)格也越來越便宜。因?yàn)槭謾C(jī)工作的無線網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍廣，在信息傳遞方面性能穩(wěn)定、可靠，所以把手機(jī)作為信息傳遞的載體，與單片機(jī)結(jié)合起來構(gòu)成應(yīng)用系統(tǒng)有著強(qiáng)大的生命力和廣闊的應(yīng)用空間，特別是在遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸、遠(yuǎn)程監(jiān)控等領(lǐng)域更是受到電子設(shè)計(jì)應(yīng)用工程師的關(guān)注。 GSM 系統(tǒng)是目前基于時(shí)分多址技術(shù)的移動(dòng)通信體制中最成熟、最完善、應(yīng)用最廣的一種系統(tǒng)。 GSM 的短消息業(yè)務(wù)，由于其方便、快捷、廉價(jià)等特點(diǎn)而受到用戶的青 睞，它作為 GSM 網(wǎng)絡(luò)的一種基本業(yè)務(wù)，已得到越來越多的系統(tǒng)運(yùn)營商和系統(tǒng)開發(fā)商的重視。本系統(tǒng)主要研究如何運(yùn)用 GSM 手機(jī)模塊在計(jì)算機(jī)終端實(shí)現(xiàn)短信息的收發(fā)。設(shè)計(jì)中采用 STC 89C52 單片機(jī)和 Siemens 公司的 GSM 模塊 TC35 實(shí)現(xiàn)具有短信手法功能和通話功能的 GSM Modem 原型。通過 RS232 串口將該 Modem與 PC 機(jī)或程序控制 STC89C52 單片機(jī)相連，并在 PC 機(jī)上開發(fā)前臺(tái)軟件，實(shí)現(xiàn)中英文短信點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的雙向收發(fā)和來電呼叫，從而實(shí)現(xiàn)與用戶手機(jī)或 GSM 模塊的遠(yuǎn)程通信功能。 二、 總體設(shè)計(jì) 本次設(shè)計(jì)的整體方案以單 片機(jī) STC89C52 為控制器，利用串口通信與 GSM 模塊進(jìn)行通訊，通過 AT 指令發(fā)送指令實(shí)現(xiàn)打電話，掛電話，以及短信的接收和發(fā)送。通過 AT 指令能夠讀取網(wǎng)絡(luò)信號(hào)的強(qiáng)弱等各種信息。通過 4*4 矩陣鍵盤實(shí)現(xiàn)按鍵的輸入，通過 LCD12864 實(shí)現(xiàn)屏幕的顯示。 三、 硬件設(shè)計(jì) 本系統(tǒng)中的 4*4 矩陣式鍵盤結(jié)構(gòu)簡單，按鍵數(shù)較少，采用非編碼式鍵盤，當(dāng)有鍵按下時(shí)，由單片機(jī)通過程序掃描確定鍵值，并將獲得的鍵值通過 LED 數(shù)碼管顯示出來， 4*4 矩陣式鍵盤結(jié)構(gòu)及鍵值分布如下圖： 5 數(shù)碼管 LED（發(fā)光二級(jí)管）顯示器件是計(jì)算機(jī)控制控制系統(tǒng)中的廉價(jià)輸出設(shè)備，它由多個(gè)發(fā)光二極管組成，能顯示許多種字符。由于制作材料不同， LED 可以發(fā)出紅、黃、籃、紫等各種單色光，一個(gè)發(fā)光二級(jí)管正常發(fā)光時(shí)的電流大約為 10mA，本系統(tǒng)中使用的是七段共陰極 LED 數(shù)碼管。 圖 5 所示為七段共陰極 LED顯示器件的結(jié)構(gòu)及外形圖。七段 LED 顯示器件就是將 7 個(gè)發(fā)光二極管按一定的方式組合在一起，如圖 1 所示。 圖 1 本次設(shè)計(jì) 51 開發(fā)板原理圖如圖 2 6 圖 2 12864 帶中文字庫的 128X64 是一種具有 4位 /8 位并行、 2 線或 3 線串行多種接口方式，內(nèi)部含有國標(biāo)一級(jí)、二級(jí)簡體中文字庫的點(diǎn)陣圖形液晶顯示模塊；其顯示分辨率為 128 64, 內(nèi)置 8192 個(gè) 16*16 點(diǎn)漢字，和 128 個(gè) 16*8 點(diǎn) ASCII 字符集 .利用該模塊靈活的接口方式和簡單、方便的操作指令，可構(gòu)成全中文人機(jī)交互圖形界面?？梢燥@示 8 4行 16 16點(diǎn)陣的漢字 . 也可完成圖形顯示 .低電壓低功耗是其又一顯著特點(diǎn)。由該模塊構(gòu)成的液晶顯示方案與同類型的圖形點(diǎn)陣液晶顯示模塊相比，不論硬件電路結(jié)構(gòu)或顯示程序都要簡潔得多，且該模塊的價(jià)格也略低于相同點(diǎn)陣的圖形液晶模塊。 7 圖 3 4. GSM 模塊 TC35/TC35I 模塊是一款雙頻 900/1800MHZ 高度集成的 GSM 模塊。如圖 4 圖 4 TC35/TC35I 模塊技術(shù)特點(diǎn) : 低功耗，支持?jǐn)?shù)據(jù)、語音、短消息和傳真。 SIM 應(yīng)用工具包 ， AT 命令集控制 ， Ramp。TTE 認(rèn)證、 GCF 認(rèn)證 ， SMS： MT/MO/CB/PDU 模式 。 音頻 :最高速率，升級(jí)最高速率和半速率 。 支持電壓范圍： 至 。 電流消耗： mA（睡眠） mA（閑置）。 模塊工作需要 5V2A 以上的電源供電。 8 四、 軟件設(shè)計(jì) 按鍵采用線反轉(zhuǎn)法先把列線置成低電平，行線置成輸入狀態(tài)，讀行線；再把行線置成低電平，列線輸入狀態(tài)，讀列線。當(dāng)有鍵按下時(shí)，由兩次所讀狀態(tài)即可確定所按鍵的位置，不需掃描，鍵盤響應(yīng)速度大大加快。 液晶顯示 1. lcd 初始化；對(duì)屏進(jìn)行設(shè)置； 1） 關(guān)屏； 2） 設(shè)置起始 X 地址 3）設(shè)置起始行地址； 4） 設(shè)置起始 Y 地址； 5）開屏； 6） 清屏。 2. 顯示內(nèi)容； 1） 設(shè)置起始坐標(biāo)（ x， y）； 2） 發(fā)送顯示內(nèi)容。 根據(jù) 12864 的技術(shù)手冊和操作時(shí)序， 12864 的初始化流程圖圖 11 如下： 9 圖 11 初始化流程圖 圖 12 漢字顯示流程圖 3. GSM 模塊 10 GSM 模塊的使用時(shí)通過 AT 指令進(jìn)行操作的，使用簡單方便。 發(fā)短信： 首先串口發(fā)送字符串“ AT+CMGF=1\r”給 GSM 模塊，設(shè)置短信為 TXT 模式；然后發(fā)送“ AT+CMGS=15737937092\r”，設(shè)置收信方的手機(jī)號(hào)碼；接著將待發(fā)送短信的內(nèi)容發(fā)給 GSM 模塊；最后發(fā)送十六進(jìn)制的 0x1A（回車）確認(rèn)發(fā)送 。 打電話： （ 1）串口發(fā)送 ATD***。 （ ***為被叫電話號(hào)碼，后面有分號(hào)）； （ 2）發(fā)送“發(fā)送命令”指令“ 0x1A”（回 車）確認(rèn)發(fā)送； （ 3）被撥電話將會(huì)收到來電號(hào)碼，產(chǎn)生振鈴信號(hào)（移動(dòng)臺(tái)沒有振鈴聲音），被叫可以掛機(jī)或接通； （ 4）串口發(fā)送 ATH ，再 發(fā)送“發(fā)送命令”指令“ 0x1A”（回車）確認(rèn)發(fā)送，主叫 GSM 進(jìn)行掛機(jī)操作。 圖 13 短信發(fā)送流程圖 五、程序清單 // 延時(shí)子函數(shù) include // 頭文件 void delayMS(unsigned int ms) { unsigned int i,j。 for(i=ms。i0。i) for(j=110。j0。j)。 } // 按鍵子函數(shù) define POINT P1 //宏定義 POINT 為 P1，矩陣鍵盤端 11 define IX 0XF0 //FIND X POIT AND SET X 1111 RET Y 0000 define IY 0X0F //FIND Y POIT AND SET Y 1111 RET X 0000 unsigned char code POINTX[]={0XE0,0XD0,0XB0,0X70}。 //識(shí)別 X 軸的匹配值 unsigned char code POINTY[]={0X0E,0X0D,0X0B,0X07}。//識(shí)別 Y 軸的匹配值 unsigned char KEYSCAN() { unsigned int i,X,Y,KEY=0xFF。 //無按鍵時(shí)返回 0xFF POINT=IX。 // 列識(shí)別 if(POINT!=IX) //是否有按鍵按下 { delayMS(100)。 //延時(shí) 100ms，按鍵消抖 if(POINT!=IX) //是否有按鍵按下 for(i=0。i4。i++) //識(shí)別列， X=i if(POINT==POINTX[i]) { X=i。 i=4。 //識(shí)別完成后， i=4 跳出判斷 }。 } POINT=IY。 // 行識(shí)別 if(POINT!=IY) //是否有按鍵按下 for(i=0。i4。i++) //識(shí)別列， Y=i { if(POINT==POINTY[i]) { Y=i。 i=4。 //識(shí)別完成后， i=4 跳出判斷 KEY=X+Y*4。 //鍵值換算 }。 } } return KEY。 //返回按鍵值 015 } // include include void delay(unsigned char i) //延時(shí) { for(。i0。i)。 } void write_(unsigned char cmd) //寫指令子函數(shù) { 12 RS=0。 RW=0。 P0=cmd。 EN=1。 delay(2)。 EN=0。 delay(10)。 } void write_date