【文章內(nèi)容簡介】 塊 .二者通過串口進(jìn)行通信 .實(shí)現(xiàn)接打電話、收發(fā)短信等功能 . 可通過不同按鍵實(shí)現(xiàn)：撥號、接聽電話、收發(fā)短信等功能 .在 4*4 矩陣鍵盤中分別設(shè)置10 個(gè)號碼鍵（ 0— 9） .1 個(gè)撥打電話按鍵、 1 個(gè)接聽電話按鍵、 1 個(gè)發(fā)短信按鍵、 1 個(gè)清屏按鍵等 .由單片機(jī)進(jìn)行控制 .分別實(shí)現(xiàn)不同功能 . 可通過 12864 液晶實(shí)現(xiàn)：將不同的信息實(shí)時(shí)顯示在液晶上 .簡單明了 .可將來電號碼、撥打號碼等操作直接通過液晶顯示屏顯示出來 .實(shí)現(xiàn)最基本的手機(jī)功能 . 當(dāng)來電或是收到短信時(shí) .可通過蜂鳴器的響聲長短來進(jìn)行提示 . SIM300 模塊與單片機(jī)開發(fā)板之間通過串口進(jìn)行通信 .分別將單片機(jī)與 SIM300 模塊的對應(yīng)引腳通過跳線進(jìn)行連接 .即 .. 軟件方面的設(shè)計(jì) .單片機(jī)與 SIM300 之間的通信 .主要是通過單片機(jī)向 SIM300 發(fā)送 AT指令來實(shí)現(xiàn) .不同的 AT 指令具有不同的功能 .如打電話、接電話、發(fā)短信等等 .由此實(shí)現(xiàn)不同的任務(wù) .具體內(nèi)容會(huì)在程序中詳細(xì)體現(xiàn) . 整個(gè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)如上所述 .單片機(jī)開發(fā)板與 SIM300 的連接及 AT 指令的發(fā)送實(shí)現(xiàn)了手機(jī)模塊的軟件設(shè)計(jì) .可完 成既定目標(biāo) . 設(shè)計(jì)方案的構(gòu)想是基于“單片機(jī)與 SIM300”而進(jìn)行的 .但是簡單實(shí)現(xiàn)單一功能 .并不能夠多方面顯示本次設(shè)計(jì)的內(nèi)容 .也不能與“手機(jī)”這一現(xiàn)代通信必不可少的工具進(jìn)行相提并論 . 因此 .本次設(shè)計(jì)方案的選擇 .盡量使得最后的設(shè)計(jì)成果能夠完成手機(jī)的基本功能 .包括通話、短信息的發(fā)送與接收以及顯示等 .單片機(jī)與 SIM300 的通信既可實(shí)現(xiàn)撥打電話與收發(fā)短信的基本功能 .除此之外 .本次設(shè)計(jì)方案中加入了 12864 液晶顯示屏以及 4*4 矩陣鍵盤兩個(gè)模塊 .12864 液晶顯示屏相當(dāng)于簡單的手機(jī)顯示屏幕 .將撥打及來電號碼實(shí)時(shí)顯示在屏幕 之上 .同時(shí)可以通過按鍵對其進(jìn)行控制 . 而矩陣鍵盤的加入 .則使得單一的在程序中進(jìn)行修改手機(jī)號碼變得更加方便快捷 .16 個(gè)哈爾濱遠(yuǎn)東理工學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 3 彈性小按鍵的加入 .等于給整個(gè)“手機(jī)”的設(shè)計(jì)加入了一塊鍵盤 .使用起來將會(huì)更加得心應(yīng)手 .可以通過鍵盤來進(jìn)行手機(jī)號碼的撥打 .同時(shí)可以掛斷電話、收發(fā)短信等等 .只要輕輕按動(dòng)按鍵 .既可實(shí)現(xiàn)不同的功能 .與現(xiàn)代手機(jī)的人性化發(fā)展趨勢不謀而合 . 哈爾濱遠(yuǎn)東理工學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 4 第 2 章 硬件介紹 本次設(shè)計(jì)的硬件部分 .主要包括單片機(jī)模塊與 SIM300模塊兩個(gè)部分 .同時(shí)增加 12864液晶顯示屏作為實(shí)時(shí)信息顯示器 .兩個(gè)主要模塊基于串口通信原理 .通過 TXD /RXD/GND三個(gè)引腳相互連接 .具體實(shí)物圖如下所示： 圖 21 單片機(jī)開發(fā)板、 12864 液晶及 SIM300 模塊連接實(shí)物 單片機(jī)及外圍設(shè)備介紹 本模塊采用現(xiàn)有的 HJ3G 慧凈單片機(jī)實(shí)驗(yàn)板 圖 22 HJ3G 慧凈單片機(jī)實(shí)驗(yàn)板 STC89C52RC 芯片介紹 單片機(jī)是微機(jī)的一種 .是將單片機(jī)的 CPU、存儲(chǔ)器、 I/O 接口和總線制作在一塊芯片上的大規(guī)模集成電路 .由于單片機(jī)具有體積小、功能全、價(jià)格低、開發(fā)應(yīng)用方便等優(yōu)點(diǎn) .又可將其嵌入產(chǎn)品的內(nèi)部 .因此得到了及其廣泛的應(yīng)用 [4]. 哈爾濱遠(yuǎn)東理工學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 5 單片機(jī)經(jīng)過 幾十年的不斷發(fā)展 .其功能和組成結(jié)構(gòu)基本已固定 .它由以下幾部分構(gòu)成 . 1. 中央處理器（ CPU） CPU 是單片機(jī)的核心部件 .根據(jù) CPU 字長可分為 1 位機(jī)、 4 位機(jī)、 8 位機(jī)、 16 位機(jī)以及 32 位機(jī) .CPU 的運(yùn)算速度、處理數(shù)據(jù)能力、實(shí)施控制功能等性能都與 CPU 的字長有關(guān) .因此 .字長是衡量 CPU 功能的主要指標(biāo) . 2. 存儲(chǔ)器 存儲(chǔ)器按功能可分為程序存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器 .由于單片機(jī)主要面向控制 .因此一般需要大容量的程序存儲(chǔ)器和較少的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器 .同時(shí)存儲(chǔ)器類型也不一樣 . 3. 程序存儲(chǔ)器 單片機(jī)內(nèi)部程序存儲(chǔ)器容量一般為 1KB~64KB,通常采用只讀存儲(chǔ)器（ ROM） .采用只讀存儲(chǔ)器作為程序存儲(chǔ)器 .不僅提高了可靠性 .而且由于只讀存儲(chǔ)器的集成度較高、價(jià)格較低 .降低了成本 . 4. 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器 單片機(jī)內(nèi)部的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)量一般為 64B~（ RAM） .還有少數(shù)單片機(jī)內(nèi)采用 EEPROM 作為數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器 .數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器可分為工作寄存器、堆棧 .位標(biāo)志和數(shù)據(jù)緩沖器使用 . 5. I/O 接口及特殊功能部件 單片 機(jī)內(nèi)部有數(shù)量不等的并行接口 .可以作為外界無輸入 /輸出設(shè)備 .通常也包含 1~2 個(gè)串行口 .用于實(shí)現(xiàn)異步串行通信 .特殊功能部件通常包括定時(shí) /計(jì)數(shù)器 .其他例如 A/D、 PWM、DMA 等根據(jù)不同類型的單片機(jī) .其配置不同 . STC89C52RC 芯片是由 STC 公司生產(chǎn)的 .具有 8051 內(nèi)核的一款芯片 .+其特點(diǎn)如下： ☆ 加密性強(qiáng) 超強(qiáng)抗干擾 高抗靜電（ ESD 保護(hù)） 輕松過 2KV/4KV 快速脈沖干擾（ EFT 測試） 寬電壓 .不怕電源抖動(dòng) 寬溫度范圍 .40℃ — 85℃ 超低功耗 掉電模式：典型功耗 正常工作模式：典型 功耗 4mA— 7mA 掉電模式可由外部中斷喚醒 .適用于電池供電系統(tǒng) .如水表、氣表、便攜設(shè)備等 [1]. STC89C52RC 芯片為 PDIP 封裝 .具有 40 個(gè)不同功能 .并可與外部連通、擴(kuò)接的引腳 .具體引腳分布圖如下： 圖 23 STC89C52RC 引腳排列圖 哈爾濱遠(yuǎn)東理工學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 6 STC89C52RC 芯片是整個(gè)單片機(jī)實(shí)驗(yàn)板的核心 .可通過最小系統(tǒng)外接不同的設(shè)備 .燒入不同的程序?qū)崿F(xiàn)各種功能 .是一款性能穩(wěn)定、功能多樣、操作簡單的單片機(jī)芯片 .在本次畢業(yè)設(shè)計(jì)當(dāng)中 .各引腳分配功能如下表： 表 21 引腳功能分配表 12864 液晶顯示模塊介紹 圖 24 12864 液 晶顯示屏實(shí)物 液晶顯示器具有良好的顯示功能及穩(wěn)定的性能 .是一種高分子材料 .因?yàn)槠涮厥獾奈锢?、化學(xué)、光學(xué)特性 .20 世紀(jì)中葉開始廣泛應(yīng)用在輕薄型顯示器上 .進(jìn)入 21 世紀(jì) .同樣在許多領(lǐng)域得到應(yīng)用 .譬如工業(yè)、教學(xué)、實(shí)驗(yàn)等等 . 液晶顯示器（ Liquid Crystal ）的主要原理是以電流刺激液晶分子產(chǎn)生點(diǎn)、線、面并配合背部燈管構(gòu)成畫面 . 按照顯示字符的函數(shù)或液晶點(diǎn)陣的行、列可將液晶分為 160 1222 12864 等不同的型號 .本次設(shè)計(jì)當(dāng)中 .所采用的就是其中的 12864 液晶 . 該 12864 液晶 使用 ST7920 控制器 .5V 電壓驅(qū)動(dòng) .帶背光 .內(nèi)置 8192 個(gè) 16*16 點(diǎn)陣、 128個(gè)字符（ 8*16 點(diǎn)陣）及 64*256 點(diǎn)陣顯示 RAM（ GDRAM） .與外部 CPU 接口采用并行或串行兩種控制方式 [1]. 引 腳 功 能 P3 與十六個(gè)矩陣按鍵連接 .實(shí)現(xiàn)按鍵控制 7 串口通信（ TTL 電平） 串口通信（ TTL 電平） 12864 液晶使能控制端 12864 液晶寄存器選擇輸入端 12864 液晶讀 /寫控制 12864 液晶串 /并方式控制 蜂鳴器控制端口 申明 U1 鎖存器的鎖存端 申明 U2 鎖存器的鎖存端 其他 空閑狀態(tài) 哈爾濱遠(yuǎn)東理工學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 7 主要技術(shù)參數(shù)和顯示特性： 電源： VDD —+5V(內(nèi)置升壓電路 .無需負(fù)壓 )； 顯示內(nèi)容： 128 列 64 行 顯示顏色：黃綠 顯示角度： 6： 00 鐘直視 LCD 類型： STN 與 MCU 接口： 8 位或 4 位并行 /3 位串行 配置 LED 背光 多種軟件功能：光標(biāo)顯示、畫面移位、自定義字符、睡眠模式等 表 22 12864 液晶接口信號說明 12864 液晶顯示模塊介紹 圖 24 12864 液晶顯示屏實(shí)物 符號 引腳說明 符號 引腳說明 Vss 電源地 D4 數(shù)據(jù)口 VDD 電源正極 D5 數(shù)據(jù)口 VO 液晶顯示對比度調(diào)節(jié) D6 數(shù)據(jù)口 RS（ CS） 數(shù)據(jù) /命令選擇端 D7 數(shù)據(jù)口 R/W（ SID） 讀 /寫選擇端 PSB 并 /串選擇 E(SCLK) 使能信號 NC 空腳 D0 數(shù)據(jù)口 RST 復(fù)位 .低電平有效 D1 數(shù)據(jù)口 NC 空腳 D2 數(shù)據(jù)口 BLA 背光電源正極 D3 數(shù)據(jù)口 BLK 背光電源負(fù)極 哈爾濱遠(yuǎn)東理工學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 8 液晶顯示器具有良好的顯示功能及穩(wěn)定的性能 .是一種高分子材料 .因?yàn)槠涮厥獾奈锢?、化學(xué)、光學(xué)特性 .20 世紀(jì)中葉開始廣泛應(yīng)用在輕薄型顯示器上 .進(jìn)入 21 世紀(jì) .同樣在許多領(lǐng)域得到應(yīng)用 .譬如工業(yè)、教學(xué)、實(shí)驗(yàn)等等 . 液晶顯示器（ Liquid Crystal ）的主要原理是以電流刺激液晶分子產(chǎn)生點(diǎn)、線、面并配合背部燈管構(gòu)成畫面 . 按照顯示字符的函數(shù)或液晶點(diǎn)陣的行、列可將液晶分為 160 1222 12864 等不同的型號 .本次設(shè)計(jì)當(dāng)中 .所采用的就是其中的 12864 液晶 . 該 12864 液晶使用 ST7920 控制器 .5V 電壓驅(qū)動(dòng) .帶背光 .內(nèi)置 8192 個(gè) 16*16 點(diǎn)陣、 128個(gè)字符（ 8*16 點(diǎn)陣）及 64*256 點(diǎn)陣顯示 RAM（ GDRAM） .與外部 CPU 接口采用并行或串行兩種控制方式 [1]. 主要技術(shù)參數(shù)和顯示特性： 電源： VDD —+5V(內(nèi)置升壓電路 .無需負(fù)壓 )； 顯示內(nèi)容： 128 列 64 行 顯示顏色：黃綠 顯示角度： 6： 00 鐘直視 LCD 類型： STN 與 MCU 接口： 8 位或 4 位并行 /3 位串行 配置 LED 背光 多種軟件功能：光標(biāo)顯示、畫面移位、自定義字符、睡眠模式等 表 22 12864 液晶接口信號說明 符號 引腳說明 符號 引腳說明 Vss 電源地 D4 數(shù)據(jù)口 VDD 電源正極 D5 數(shù)據(jù)口 VO 液晶顯示對比度調(diào)節(jié) D6 數(shù)據(jù)口 RS（ CS） 數(shù)據(jù) /命令選擇端 D7 數(shù)據(jù)口 R/W（ SID） 讀 /寫選擇端 PSB 并 /串選擇 E(SCLK) 使能信號 NC 空腳 D0 數(shù)據(jù)口 RST 復(fù)位 .低電平有效 D1 數(shù)據(jù)口 NC 空腳 D2 數(shù)據(jù)口 BLA 背光電源正極 D3 數(shù)據(jù)口 BLK 背光電源負(fù)極 哈爾濱遠(yuǎn)東理工學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 9 按鍵模塊介紹 本設(shè)計(jì)中單片機(jī)開發(fā)板 中的按鍵為非編碼鍵盤中的行列式（又稱矩陣式）鍵盤 .該矩陣鍵盤是由 16（ 4*4）個(gè)彈性小按鍵組成 .并與單片機(jī)的 P3 口依次相連 . 單片機(jī)檢測按鍵原理：矩陣鍵盤彈性按鍵的兩端都與單片機(jī)的 P3 口相連 .檢測時(shí) .人為先送一列為低電平 .其余幾列全為高電平 .然后立即依次輪流檢測各行是否有低電平 .若檢測到某行 為 低電平 .則可確定被按下的按鍵 .以此方法 .依次檢測所有按鍵即可 . 0（數(shù)字鍵 0） 1（數(shù)字鍵 1） 2（數(shù)字鍵 2） 3（數(shù)字鍵 3） 4（數(shù)字鍵 4） 5（數(shù)字鍵 5） 6（數(shù)字鍵 6） 7（數(shù)字鍵 7） 8（數(shù)字鍵 8） 9（數(shù) 字鍵 9） 10（打電話） 11（掛電話） 12（接電話） 13（發(fā)短信） 14（清屏） 15（清屏） 蜂鳴器介紹 蜂鳴器是一種一體化結(jié)構(gòu)的電子訊響器 .采用直流電壓供電 .廣泛應(yīng)用于計(jì)算機(jī)、打印機(jī)、復(fù)印機(jī)、報(bào)警器、電子玩具、汽車電子設(shè)備、電話機(jī)、定時(shí)器等電子產(chǎn)品中 .用作發(fā)聲器件 .蜂鳴器主要分為壓電式蜂鳴器和電磁式蜂鳴器兩種類型 .本次設(shè)計(jì)中 .HJ3G 單片機(jī)實(shí)驗(yàn)板上所用的為電磁式蜂鳴器 .因此壓電式蜂鳴器這里不再累述 . 電磁式蜂鳴器主要由振蕩器、電磁線圈、磁鐵、振動(dòng)膜片及外殼等組成 .接通電源后 .振蕩 器產(chǎn)生的音頻電流信號通過電磁線圈 .使電磁線圈產(chǎn)生磁場 .震動(dòng)膜片在電磁線圈和磁鐵的相互作用下 .周期性的震動(dòng)發(fā)聲 . 本次設(shè)計(jì)中 .通過單片機(jī)來對蜂鳴器進(jìn)行實(shí)時(shí)控制 .當(dāng)有電話打進(jìn)或是收到短信的時(shí)候 .蜂鳴器會(huì)發(fā)出聲響 .進(jìn)行提示 . SIM300 介紹 圖 25 SIM300 模塊實(shí)物 SIM300 由 SIMCOM 公司推出的一款三頻段 GSM/GPRS 模塊 .可在全球范圍內(nèi)的EGSM 900MHz、 DCS 1800MHz、 PCS 1900MHz 三種頻率下工作 .能夠提供 GPRS 多信道類型多達(dá) 10 個(gè) .并且支持 CS CS CS3 和 CS4 四種 GPRS 編碼方案 . 可實(shí)現(xiàn)語音通話、短信收發(fā)、 GPRS網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)收發(fā)、彩信收發(fā)、撥打接聽電話等功能 .滿足本系統(tǒng)設(shè)計(jì)的各項(xiàng)功能同時(shí)為擴(kuò)展功能做準(zhǔn)備 .模塊工作電壓為 . 具有低功耗設(shè)計(jì) .睡眠模式下的電流消耗僅為 4V電壓 .模塊有 AT指令集接口 .支持點(diǎn)到哈爾濱遠(yuǎn)東理工學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 10 點(diǎn)短消息移動(dòng)發(fā)送和接受、文本、 PDU 模式 .短消息存儲(chǔ)于 SI