【文章內(nèi)容簡介】 屏 模塊。 (4)時鐘模塊采用屏載 RTC 模塊。 系統(tǒng)整體框圖如 圖 21 所示 。 天津職業(yè)技術(shù)師范大學 2020屆本科生畢業(yè)設(shè)計 5 S T C 1 2 C 5 A 6 0 S 2單 片 機S I M 3 0 0模 塊觸 摸顯 示 屏 圖 21 系統(tǒng)原理框圖 整個系統(tǒng)的原理圖，見附錄 1。 天津職業(yè)技術(shù)師范大學 2020屆本科生畢業(yè)設(shè)計 6 3 硬件電路設(shè)計 STC12C5A60S2 主控單片機介紹 STC 系列單片機是一種國產(chǎn)單片機，因為超高的性價比，和方便查詢的中文資料而迅速占領(lǐng)了國內(nèi)很多市場， STC12C5A60S2 是 STC 公司生產(chǎn)的一款單時鐘 /機器周 期(1T)的單片機，它屬于一款高速單片機，可以說是 STC 公司的一款明星產(chǎn)品，因為它具有低功耗、超強抗干擾的性能，而且指令完全兼容 51 單片機，只要是有一定編程基礎(chǔ)的人，都能快速上手。 單片機的主要特性 1. 1T 機器周期，是一款超高速的單片機，有兩種模式，既可以工作在高速模式，又可以工作在普通 51 單片機的速度模式，可以通過內(nèi)部寄存器進行設(shè)置。 ，可以使用 5V 或 （三節(jié)干電池）供電，但是不能使用 或 6V 的電源供電。 3. 60KB 的 flash 存儲器，對于 一般的應用程序來說，絕對夠用了，所以這款單片機特別好用，不用擔心程序太大，放不下的問題，也不會考慮要外擴存儲器。 ，這樣更加方便。 MAX810 復位電路，可以方便的為單片機提供復位信號。 ：既可以使用外部的高精度時鐘，又可以使用內(nèi)部的 RC 振蕩器作為時鐘信號。 8 路高速的 AD 轉(zhuǎn)換通道，轉(zhuǎn)換精度可達 10 位，基本能滿足一般的使用要求。 ，一般一個串口用來跟模塊連接，另一個串口可以用來看調(diào)試結(jié)果，這個功能對于我的設(shè)計來說是 太適用了，因為我的兩個主要模塊都是用串口通信的，這樣剛好用上，很方便。 7 路，除了傳統(tǒng) 8051 外部中斷口外，其他外部中斷口可以通過設(shè)置第二功能進行使能。 有 2 路。 路 A/D 轉(zhuǎn)換接口， 10 位精度，轉(zhuǎn)換速度可達每秒鐘 25 萬次。 ，可以方便的連結(jié)兩個串口設(shè)置。 ，工作時的溫度范圍是： 40~85℃。 51 單片機的 I/O 口是只有一種默認的模式，而這款單片機卻有四種模式天津職業(yè)技術(shù)師范大學 2020屆本科生畢業(yè)設(shè)計 7 可以定義 。 ，兩路 PWM，還有 SPI 接口，這些功能 大大拓展了系統(tǒng)資源 。 單片機引腳說明 單片機的引腳如 圖 31 所示。 圖 31 STC12C5A60S2 單片機引腳圖 1. ~ P0 口既可以作為輸入 /輸出口，也可以作為地址 /數(shù)據(jù)復用總線使用。當 P0 口作為輸入 /輸出口時， P0 是一個 8 位準雙向口，內(nèi)部有弱上拉電阻，無需外接上拉電阻。當 P0 作為地址 /數(shù)據(jù)復用總線使用時，是低 8 位地址線 A0~A7，數(shù)據(jù)線 D0~D7。 2. 、 ADC 輸入通道 0、獨立波特率發(fā)生器的時鐘輸出 。 3. 。 4. 、 ADC 輸入通道 PCA 計數(shù)器的外部脈沖輸入腳，第二串口數(shù)據(jù)接收端 。 5. 、 ADC 輸入通道 外部信號捕獲，高速脈沖輸出及脈寬調(diào)制輸出、第二串口數(shù)據(jù)發(fā)送端 。 6. 、 ADC 輸入通道 SPI 同步串行接口的從機選擇信號 。 天津職業(yè)技術(shù)師范大學 2020屆本科生畢業(yè)設(shè)計 8 7. 、 ADC 輸入通道 SPI 同步串行接口 。 8. 、 ADC 輸入通道 7。 9. ~ 8 位準雙向口，也可作為高 8 位地址總線使用。 10. ，下降沿中斷或低電平中斷 。 11. ，下降沿中斷或低電平中斷 。 串行口功能介紹 需要特別介紹一下這款單片機的串口功能，為什么選擇這個單片機，最大一個原因就是它的雙串口功能。 STC12C5A60S2 含有兩個串口，串口 1 的功能和用法跟普通51 單片機的功能和用法差不多，唯一的不同是，因為 這款單片機內(nèi)部含有獨立波特率發(fā)生器，所以它的波特率設(shè)置既可以使用定時器 1 設(shè)置波特率，也可以使用獨立波特率發(fā)生器來設(shè)置；而串口 2 的工作方式和串口 1 差不多，唯一不同是波特率的設(shè)置只能使用獨立波特率發(fā)生器來設(shè)置，不能使用定時器 1 來設(shè)置。因為 和 在默認狀態(tài)下是普通 I/O 口，必須設(shè)置相關(guān)的寄存器后，才能把這兩個口設(shè)置為串口的工作方式。 STC12C5A60S2 單片機的串口從傳統(tǒng)的一個擴展到了兩個，而且還增加了一個獨立波特率發(fā)生器，把定時器 1 解放了出來，真的不是一般的方便，而且能用 1T 模式，速度大大滴提高 了。因為我主要用到了這款單片機的雙串口功能，所以重點介紹一下此單片機的串行口結(jié)構(gòu)。 STC12C5A60S2 這款單片機有兩個串行接口，都是全雙工通信，分別叫做串口 1，和串口 2。它串口 1 的發(fā)送數(shù)據(jù)緩沖器和接收數(shù)據(jù)緩沖器公用的是一個地址碼，是 99H,而串行口 2 的兩個數(shù)據(jù)緩沖區(qū)是把 9BH 作為地址碼，串行口 1 的兩個緩沖器統(tǒng)稱為我們常見的 SBUF,而串行口 2 的兩個緩沖區(qū)統(tǒng)稱為 S2BUF.軟件想關(guān)閉還是硬件。硬件就是在軟件串口調(diào)試精靈中，點關(guān)閉串口。要是軟件，你直接關(guān)閉串口使能。兩個串口都有四種工作方式，可以通過編程來進 行設(shè)置，有兩種是波特率時可變的，兩種的波特率是固定的，使用起來非常方便。 STC12C5A60S2 單片機最小系統(tǒng) STC12C5A60S2 單片機的最小系統(tǒng)圖 如 圖 32 所示。 天津職業(yè)技術(shù)師范大學 2020屆本科生畢業(yè)設(shè)計 9 30pFC130pFC2VCC10KR110UFC312345678RST91011121314151617XTAL218XTAL119VSS202122232425262728PSEN29ALE30EA/VPP313233343536373839VCC40U1STC12C5A60S2P13P14P15P16RXDTXDP32P33P34P35P36P37P20P21P22P23P24RSWRLCDEP00P01P02P03P04P05P06P07VCCGNDRSTP10P11P1212Y1單片機主控模塊12S1P17P25 圖 32 STC12C5A60S2 最小系統(tǒng)圖 STC12C5A60S2 單片機的最小系統(tǒng)跟普通 51 單片機的最小系統(tǒng)基本沒什么區(qū)別，也是必須含有復位電路還晶振電路，只是下載方式不同而已，這款單片機的程序下載是通過串口下載，這樣更方便。 SIM300 模塊 SIM300 功能簡介 SIM300 模塊四 SIMCOM 公司的一款非常經(jīng)典的 GSM 模塊，只要是從事手機開發(fā)，或無線傳輸?shù)木幊倘藛T，對這款模塊都不陌生，當他投入市場后，因為超高的性價比而備受開發(fā)人員的青睞。它的功能比 TC35 等型號要強大的多，內(nèi)部嵌入了 TCP/IP協(xié)議，不僅可以實現(xiàn)接打電話，收發(fā)短信等普通的語音數(shù)據(jù)功能，還能實現(xiàn)上網(wǎng)和發(fā)送彩信的功能，手機加入了上網(wǎng)的功能，極大的方便了跟外界更多事物的聯(lián)系，就是上網(wǎng)功能，激發(fā)了大家對 SIM300 模塊的研究激情。而且 SIM300 部分指令兼容 TC35的 AT 指令，這更方便上手，連接互聯(lián)網(wǎng)的編程方法也很簡單，只有是含有外網(wǎng) IP的電腦，跟服務器連接上之后，就能給服務器發(fā)信息了。 SIM300 電路 原理 電源設(shè)計 ： 因為 GPRS 或者 GSM 發(fā)射時需要的電流很大， 所以能提供的最大的電流應達 到 ，在設(shè)計中我們 是采用 外部輸入 5V的電壓 ，然后 經(jīng) 過 兩個二個 1N4007進行 鉗位 降壓，使得 VDD 在 之間， 或者 可以更換 為 PN 結(jié) 電壓較低的 二極管。 天津職業(yè)技術(shù)師范大學 2020屆本科生畢業(yè)設(shè)計 10 SIM300 電路圖 如 圖 33 所示 。 圖 33 SIM300 電路圖 LED 指示： 用于指示功能，看 GSM 模塊是否工作正常。 TXD 和 RXD 要分別 連接到 SIM300 的串口上， CTS1 及 RTS1 這兩個端是用于 GPRS上網(wǎng)時 使用的，可以接，也可以不接 。 TXD1 和 RXD1 要分別 連接到 SIM300 的串口上， CTS1 及 RTS1 端是 可以在使用GPRS 上網(wǎng)時 作為 選用，也可以不選用。 為了節(jié)省使用 MIC 和喇叭 ，一般把 GSM 的音頻輸入 引腳 和輸出 引 腳 需 要通過接到 WM9713 芯片，以便 在 WM9713 片內(nèi) 混合使用。 SIM300 串口調(diào)試簡介 SIM300 調(diào)試助手 包含了幾個選項： ：用于顯示設(shè)備生產(chǎn)廠商。 ：顯示設(shè)備的類型。 卡狀態(tài)：檢查是否接入 SIM 卡。若接入 SIM 設(shè)備 ,會顯示： +CPIN READY。 SIM 卡沒有接入則設(shè)備顯示： +CPIN ERROR。 ：顯示所接入 SIM 卡的信號質(zhì)量，一般顯示范圍為 130，顯示 99 則說明沒有接入天線或者信號不好。 ：顯示 SIM 卡所屬的服務 商信息。 ：輸入指定的號碼可以進行撥號測試， ：當串口顯示 RING 字符時，表示有電話接入，按下接聽電話鍵就可天津職業(yè)技術(shù)師范大學 2020屆本科生畢業(yè)設(shè)計 11 以接聽電話了。 SIM300 的串口調(diào)試助手的界面如 圖 34 所示。 圖 34 SIM300 專用測試軟件 功能區(qū)：用測試 GPRS 網(wǎng)絡連接的連通性、可以發(fā)送數(shù)據(jù)。 下面再簡單舉一個例子：如何用串口調(diào)試助手撥打電話 一、撥打號碼： 10086 例：如 圖 35 所示，首先在串口輸入?yún)^(qū)輸入“ ATI” ,然后加回車，點發(fā)送，要是在串口接收區(qū)接到如下圖所示的信息，說明測試成功，可 以進行下一步的操作。 如 圖 36 所示，在指令區(qū)輸入 ATD10086。 (不能少分號 )后再按回車鍵，點 “發(fā)送”，指令功能： 給 10086 撥打電話，若收到 +COLP:” 10086” ,129 表示呼叫號碼成功，若返回的不是這些字樣，則說明示呼叫失敗，需重新呼叫，若返回了 NO CARRIER，則表示呼叫失敗或?qū)Ψ揭褣鞌唷? 天津職業(yè)技術(shù)師范大學 2020屆本科生畢業(yè)設(shè)計 12 圖 35 SIM300 模塊好壞測試 圖 36 SIM300 打電話測試 天津職業(yè)技術(shù)師范大學 2020屆本科生畢業(yè)設(shè)計 13 觸摸屏模塊 串口觸摸屏簡介 本設(shè)計采用的觸摸屏是 迪文串口觸摸屏 ，也稱為 DGUS 屏，因其極高的性價比，使迪文屏在業(yè)內(nèi)享有很好的口碑，這款產(chǎn)品是主動智能屏，與市面上大多數(shù)底層驅(qū)動式的串口屏不同。模式實物如 圖 37， 38 所示 。 圖 37 迪文觸摸屏正面圖 圖 38 迪文觸摸屏反面圖 天津職