【文章內(nèi)容簡介】 添加的CCIN弓I腳用來檢測SIM卡支架中是否插有SIM卡。當插入SIM卡，該引腳置為高電平，系統(tǒng)方可進入正常工作狀態(tài)。但是目前移動運營商所提供的SIM卡均無CCIN引腳，所以在設計電路時將引腳CCIN與CCVCC相連[4]。 GSM模塊主要特性和參數(shù)特性：接口方式支持串口、USB接口，,利用AT指令雙向傳輸指令和數(shù)據(jù)，可通過AT指令或關(guān)斷信號實現(xiàn)重啟和故障恢復。1） 工作在EGSM900和GSM1800雙頻段2） ～115kb/s3） 支持語音和數(shù)據(jù)信號傳輸4） 利用AT指令可雙向傳輸指令和數(shù)據(jù)5） 支持Text和PDU格式的SMS6） 可通過AT指令或關(guān)斷信號實現(xiàn)重啟和故障恢復7） 接口方式支持串口、USB口參數(shù)：，(休眠狀態(tài))、25mA(空閑狀態(tài))、300mA(發(fā)射狀態(tài))，電源輸入為DC5V26V。工作模式：跳線使用方法說明：（跳線冒豎著插） 通過電腦調(diào)試TC35I模塊時，只短接PC/TC35I的一組，其它不必接。 通過電腦給單片機下載程序時，只短接PC/MCU1的一組，其它不必接。 若要通過單片機來調(diào)試TC35I，在給單片機下載程序時只短接PC/MCU1，下載完后取下PC/MCU1，再短接TC35I/MCU1的一組，重新上電即可，不建議兩組同時短接。 有時用戶需要用到電腦與單片機的第二串口通信，此時短接PC/MCU2，短 接PC/MCU2不影響單片機和TC35I的正常工作。 需要注意，PC同一時間只能和MCUMCUTC35I中的一路通信，跳線時請注意不要同時短接多組[4]。 開關(guān)電源（1）外接24V電源，為電磁執(zhí)行器24V的電壓，當繼電器接收指令后，電磁進行工作。（2）外接一個電源，為單片機提供5V的電壓。 繼電器9821C5DS繼電器兩個，來執(zhí)行單片機發(fā)送的指令，進而控制電磁伸縮。繼電器5只引腳，其中2只為線圈引腳，1只為公共端，1只為常開端，1只為常閉端，控制執(zhí)行器，相當于一個單刀雙擲開關(guān)。當線圈端加5V直流電壓時，觸點吸合，負載端閉合或斷開。線圈工作電壓DC12V。 電磁伸縮電磁伸縮做為本設計的執(zhí)行器，工作電壓為24V，通過繼電器的通斷電，來實現(xiàn)其伸縮。通電電磁縮，斷電電磁伸。 LED模塊用做指示燈，當GSM模塊收到短信后，單片機處理后，LED將作為指示燈進行亮與滅。當模塊通電以后，模塊進行初始化，初始化完成后，LED1燈亮，同時D2燈3S亮75ms滅進行閃爍，說明模塊通電良好；當模塊接收到短信后，LED2LED4燈將會進行亮與滅，實行控制繼電器的通斷電。 各個模塊電路設計 （STC12C5A60S2）最小系統(tǒng)單片機STC12C5A60S2工作電壓為5V，是整個設計的主要組成部分，引腳MCU RXD和MCU TXD與TC35I模塊連接進行通信，接收手機發(fā)送的指令，進行處理后在發(fā)送出去，達到控制目的。引腳1821連接LED模塊的4個LED燈，控制其點亮與熄滅，點亮則在工作狀態(tài)，熄滅則是停止工作。，，GND和VCC，，控制繼電器通電與斷電。VCC和GND引腳為繼電器的正負電源端口。 單片機（STC12C5A60S2）電路原理圖 GSM模塊電路原理圖（TC35I）TC35I模塊工作電壓為DC5V左右，其中TC35I芯片的2429引腳與SIM卡槽的16引腳進行連接，實現(xiàn)了手機發(fā)送短信，TC35I模塊接收信息的功能。模塊引腳RXD TC35I和引腳TXD TC35I分別接單片機引腳MCU RXD和MCU TXD，實現(xiàn)了TC35I模塊與單片機進行通信，達到了遠程手機發(fā)送指令控制單片機工作的目的。其中，SIM_CARD為SIM卡的卡槽，TC35I位接收信號的芯片，開關(guān)START為啟動按鈕。 GSM模塊電路原理圖 繼電器電路圖繼電器5只引腳，其中2只為線圈引腳，1只為公共端，1只為常開端，1只為常閉端，控制執(zhí)行器，相當于一個單刀雙擲開關(guān)。當線圈端加5V直流電壓時，觸點吸合，負載端閉合或斷開。繼電器常閉端接電源正極和執(zhí)行器（電磁伸縮）的正極，及單片機通電，發(fā)送指令到繼電器，令其工作，電磁縮；斷電則電磁伸。這樣繼電器就能夠控制執(zhí)行器工作，實現(xiàn)機械開關(guān)的打開與關(guān)閉。 繼電器電路圖 電源模塊電源模塊需要兩個，其中一個是DC5V電源為單片機和TC35I模塊進行供電，讓其能夠正常工作，另一個為DC24V電源，給繼電器和電磁伸縮供電，當單片機發(fā)送打開的指令時，繼電器和電磁伸縮能夠正常工作，達到我們遠程控制機械開關(guān)的目的。此電源模塊的輸入電壓為DC5V，通過LM2491模塊，輸出電壓為VOUT=VREF（1+R1/R2），得到我們需要的電壓。LM2491是一種可調(diào)輸出的芯片，他通過它外接的電阻不同，他調(diào)整的輸出電壓也不同，它外面有5個引腳，外接的線分別為：1腳：電壓調(diào)整端,可通過分壓電阻改變輸出電壓；2腳：是OFF/ON控制端高,電平時模塊關(guān)閉,低電平時模塊正常工作；3腳：地；4腳：電源輸入端；5腳：電源輸出端。 電源模塊電路原理圖 LED模塊LED模塊為整個設計的指示燈，當模塊接入電源后，單片機進行初始化，初始化完成后，LED1燈將常亮，D2燈將會持續(xù)3s亮75ms滅的閃爍。當手機發(fā)送指令打開LED3時，LED3燈將常亮，說明模塊接收到短信并傳輸給單片機處理，同時繼電器1進行工作，電磁1縮；關(guān)閉則燈滅，繼電器1停止工作，電磁1伸；同理，電磁2與電磁1工作原理相同，功能表如表31所示。系統(tǒng)短信功能表31：短信指令繼電器1工作狀態(tài)繼電器2工作狀態(tài)執(zhí)行器1工作狀態(tài)執(zhí)行器2工作狀態(tài)Open relay one通電縮Close relay one斷電伸Open relay two通電縮Close relay two斷電伸 LED模塊電路圖 機械裝置設計 設計環(huán)境 CAXA實體設計是唯一集創(chuàng)新設計、工程設計、協(xié)同設計于一體的新一代3D CAD系統(tǒng)解決方案。易學易用、快速設計和兼容協(xié)同是其最大的特點。它包含三維建模、協(xié)同工作和分析仿真等各種功能，其無可匹敵的易操作性和設計速度幫助工程師將更多的精力用于產(chǎn)品設計本身，而不是軟件使用的技巧。 CAXA實體設計是唯一具有創(chuàng)新模式和工程模式兩種幾何建模方式的三維CAD軟件，既可以幫助用戶快速構(gòu)建3D模型，又能方便用戶進行基于歷史特征的全參數(shù)化設計，實現(xiàn)零件設計中的任何變化，都可以反映到裝配模型和工程圖文件中，確保數(shù)據(jù)的一致性和準確性。創(chuàng)新模式簡單易用，可大幅提高建模速度，尤其在開發(fā)新產(chǎn)品時具有無與倫比的優(yōu)勢；工程模式是和大多數(shù)3D軟件一樣采用全參數(shù)化設計思想，模型修改更加方便。用戶可根據(jù)個人習慣或具體的零件/裝配設計的需要，兩種建模方式單獨使用或結(jié)合應用，可顯著加快設計速度。在設計工具方面，提供了各種實體特征造型工具，以及對局部特征或表面進行“移動”、“匹配”、 “變半徑”等操作的表面修改功能。借助獨特的三維球、定位錨、約束等工具，可以對智能圖素或特征及其基準面進行靈活的事后定向、定位和鎖定，以實現(xiàn)搭積木式快速組合，以及嚴格精確的詳細設計[13]。 設計模式創(chuàng)新模式創(chuàng)新模式將可視化的自由設計與精確化設計結(jié)合在一起，使產(chǎn)品設計跨越了傳統(tǒng)參數(shù)化造型CAD軟件的復雜性限制，不論是經(jīng)驗豐富的專業(yè)人員，還是剛進入設計領(lǐng)域的初學者，都能輕松開展產(chǎn)品創(chuàng)新工作。工程模式CAXA實體設計除提供了創(chuàng)新模式外，還具備傳統(tǒng)3D軟件普遍采用的全參數(shù)化設計模式（即工程模式），符合大多數(shù)3D軟件的操作習慣和設計思想，可以在數(shù)據(jù)之間建立嚴格的邏輯關(guān)系，便于設計修改。2D集成CAXA實體設計無縫集成了CAXA電子圖板，工程師可在同一軟件環(huán)境下自由進行3D和2D設計，無需轉(zhuǎn)換文件格式，就可以直接讀寫DWG/DXF/EXB等數(shù)據(jù)，把三維模型轉(zhuǎn)換為二維圖紙，并實現(xiàn)二維圖紙和三維模型的聯(lián)動。數(shù)據(jù)兼容CAXA實體設計的數(shù)據(jù)交互能力處于業(yè)內(nèi)領(lǐng)先水平，兼容各種主流3D文件格式，從而方便設計人員之間以及與其他公司的交流和協(xié)作。 機械裝置示意圖 本設計是基于GSM模塊遠程控制機械開關(guān)而設計的，在設計初期，GSM模塊需要固定在一個位置，而現(xiàn)場許多機械結(jié)構(gòu)在特定的環(huán)境下，執(zhí)行器并不能夠達到控制的要求，所以需要進行機械裝置的設計，機械裝置的設計可以對整個模塊進行上、下、左、右和前后進行移動，這樣就能夠滿足控制的要求，并且在任何環(huán)境下，執(zhí)行器都能夠控制機械開關(guān)。 機械結(jié)構(gòu)示意圖此裝置的背面用有螺絲釘對外殼里面的GSM模塊裝置進行固定，同時背面有8個凹槽，擰松螺絲釘，就可以對裝置進行移動，使執(zhí)行器達到理想位置，進而控制機械開關(guān)，實現(xiàn)上下左右前后移動，方面使用和控制，當用戶發(fā)送打開繼電器的指令時，繼電器就會通電，執(zhí)行器的兩個執(zhí)行端就會往前伸長一段距離，打開機械開關(guān)。執(zhí)行器選用的兩個電磁鐵，他們并不能長期的處于工作模式，否則就會被燒壞。所以，執(zhí)行器在運行一秒后就會縮展回去，這樣既能夠打開機械開關(guān)，又能夠不損壞執(zhí)行器。 本章小結(jié) 本章詳細介紹了遠程控制機械開關(guān)系統(tǒng)的硬件設計，從GSM模塊通信，到執(zhí)行器進行運作和液晶顯示都進行了細致的電路設計，具體介紹了各個模塊的功能與達到的要求，并繪制了系統(tǒng)總電路圖，見附錄Ⅰ。4 系統(tǒng)軟件設計 系統(tǒng)軟件流程經(jīng)過硬件設計的介紹，已經(jīng)了解到硬件電路的主要功能與作用，GSM模塊的通信方式與單片機處理的工作模式，下面介紹的是本設計的軟件設計。軟件設計主要內(nèi)容有單片機與GSM模塊通信，液晶顯示，繼電器工作模式與GSM和手機用戶終端通信，通過軟件設計，我們能夠?qū)崿F(xiàn)本次設計的內(nèi)容與要求。系統(tǒng)軟件設計首先接通開關(guān)電源，單片機進行初始化，手機發(fā)送指令，GSM模塊（TC35I）接收指令，通過AT指令送入單片機，單片機根據(jù)不同的AT指令進行分析與處理，LED等14將顯示處理的結(jié)果，同時將處理結(jié)果送到繼電器中，控制繼電器的通電與斷電，繼電器工作，執(zhí)行器工作，繼電器停止，執(zhí)行器恢復原樣。實現(xiàn)目的后，單片機將處理結(jié)果反饋到GSM模塊（TC35I）中，通過插入的SIM卡將處理結(jié)果反饋給用戶，用戶可根據(jù)短信內(nèi)容知道機械開關(guān)的打開或者關(guān)閉。其軟件設計流程圖如下：收到短信單片機復位串口初始化GSM模塊接收短信單片機繼電器發(fā)短信執(zhí)行器液晶手機終端 系統(tǒng)軟件流程圖 GSM模塊通信通過前面的介紹可以知道，本設計采用的GSM模塊作為用戶和單片機通信中間的橋梁，具有收發(fā)短信及與單片機通信的能力。在此過程中，GSM模塊首先要接收到用戶發(fā)送的消息，收到后恢復給用戶，表明已經(jīng)模塊獲得該信息，然后模塊通過AT指令將用戶給予的信息指令傳送給單片機，單片機通過編寫的程序進行處理，然后將處理結(jié)果返回給GSM模塊，模塊進而發(fā)送給用戶，這樣我們就可以知道每一次指令，單片機是否獲得并處理。手機短信是否收到信息單片機STC12C5A60S2GSM模塊（TC35I）GSM模塊（TC35I）否OU是 GSM模塊通信圖AT指令集AT即Atttion，AT命令集是從TE(Tcrmical Equipmt)或（Data Tcrminal Equipmt）向TA（Tcrmical Adapter）或DCE（Data Circuit Terminating Equipment）發(fā)送的。通過TA，TE發(fā)送AT命令來控制MS（Mobile Station）的功能，與GSM網(wǎng)絡業(yè)務進行交互。 用戶可以通過塒命令進行呼叫、短信、電話本、數(shù)據(jù)業(yè)務、補充業(yè)務、傳真等方面的控制[7]。 本設計中運用到的指令如表41所示：表41命 令AT+CREG?響 應+CREG:mode,startOK命 令AT+CREG=mode禁止/開放網(wǎng)絡注冊結(jié)果碼響 應OK命令有效命 令AT+CRE