【文章內(nèi)容簡介】 ART_DSR0 數(shù)據(jù)設(shè)備準(zhǔn)備就緒 36 EAR 第一路音頻輸出信號(hào)－ 17 UART_RI0 振鈴指示 37 MIC+ 第一路音頻輸入信號(hào)＋ 18 UART_RXD0 接收數(shù)據(jù) 38 MIC 第一路音頻輸入信號(hào)－ 19 UART_TXD0 發(fā)送數(shù)據(jù) 39 AUXI+ 第二路音頻輸入信號(hào)＋ 20 UART_CTS0 清除發(fā)送 40 AUXI 第二路音頻輸入信號(hào)－ 根據(jù)表 31中每個(gè)信號(hào)的功能，設(shè)計(jì)出 GPRS 模塊的電路，其電路圖如圖 314所示。 VBATT1VBATT2VBATT3VBATT4VBATT5GND6GND7GND8GND9GND10POWER11POWER12VDD13AKKU_TEMP14IGT15DSR0_RXD116RING0_TXD117RXD018TXD019CTS020RTS021DTR0_SB22DCD023CCIN24CCRST25CCIO26CCCLK27CCVCC28CCGND29LOW_BATTERY30PD31SYNC32EPP233EPN234EPP135EPN136MICP137MICN138MICP239MICN240GTM900CU7VCC220nFC16100uF\10VC17GNDVCC1KR2247KR2347KR25R241KR271KR26LED2LED3Q18050Q28550GNDGNDRINGVCCRXDTXDGNDRINGCCRSTCCINCCCLKCCGNDCCVCCVCC100KR28330uF\16VC28D81N4007GND 圖 37 GTM900C 的外圍電路電路圖 其中需要說明的有以下幾點(diǎn)：（ 1）觸發(fā)點(diǎn)火信號(hào)端 IGT, 用 OC 門或者一個(gè)簡單的開關(guān)拉低該端電平來開啟模塊，低電平有效。在空閑 /通話 /關(guān)機(jī)模式： Vout = ， Vlow,max = @ Iout = 10 礎(chǔ)， tlow ≥ 100ms 。對于點(diǎn)火信號(hào) IGT的處理，需要首先拉低該引腳的電平到地，并至少維持 100ms。 注意，如果通過充電回路（接到 POWER 引腳）供電，或者通過電 池供電（接到 VBATT+引腳），那么 IGT 信號(hào)必須維持至少 1 秒。（ 2） SYNC 引腳可以用來輸出一個(gè)同步信號(hào)（ synchronization signal），也可以在應(yīng)用使來控制一個(gè) LED2 燈的輸出狀態(tài)。SYNC 端通過一個(gè)三極管或門電路來控制 LED2。一個(gè)簡單的電路接法是： SYNC 端 11 通過電阻接到 NPN 三極管（如 9013）的基極，射極接地，集電極通過一個(gè)限流電阻接到 LED2 的負(fù)端， LED2 的正端接 VCC。 LED2 的工作模式完全類同于同步信號(hào)，顯示的是 GTM900C 的工作狀態(tài)： （ 1） LED2 燈滅，表示 GTM900C電源關(guān)閉，處于休眠、報(bào)警或單純的充電模式 (2） 600 ms 亮 / 600ms 滅，表示未插入 SIM 卡，或者個(gè)人身份未登記 /已注銷，或者網(wǎng)絡(luò)正在搜尋中，或者正在進(jìn)行用戶身份鑒定，或者網(wǎng)絡(luò)注冊正在進(jìn)行中 （ 3） 75ms 亮 / 3s 滅，表示網(wǎng)絡(luò)注冊成功（控制通道和用戶交換信息完成），無來電 (4） LED2 燈亮，依據(jù)不同的呼叫類型：聲音呼叫，數(shù)據(jù)呼叫，在建立或者完畢時(shí)的狀態(tài)。 4 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 系統(tǒng)軟件部分的設(shè)計(jì)包括基于單片機(jī)的程序設(shè)計(jì)和基于 LabVIEW 的上位機(jī)軟件設(shè)計(jì)?；趩纹瑱C(jī)的程序設(shè)計(jì)又包括數(shù)據(jù)采集部分和 GPRS 數(shù)據(jù)傳輸兩個(gè)部分。所以系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)包括數(shù)據(jù)采集部分程序設(shè)計(jì)、 GPRS 數(shù)據(jù)傳輸部分程序設(shè)計(jì)和上位機(jī)軟件程序設(shè)計(jì)三個(gè)部分。 主程序流程圖 圖 41 是主程序的程序流程圖。 12 圖 41 主程序流程圖 主程序決定了系統(tǒng)的框架，系統(tǒng)所要實(shí)現(xiàn)的各種功能都需要通過主程序?qū)崿F(xiàn)。本系統(tǒng)的主程序包括了系統(tǒng)初始化、數(shù)據(jù)采集和傳輸?shù)认到y(tǒng)功能。系統(tǒng) 的初始化設(shè)置系統(tǒng)各組建的工作方式，包含 UART0 初始化、 ADC0 初始化、定時(shí)器初始化、溫度傳感器初始化等。數(shù)據(jù)采集和傳輸包括溫度和電壓數(shù)據(jù)的采集和傳輸 數(shù)據(jù)采集部分程序設(shè)計(jì) 本系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)采集包括兩路溫度數(shù)據(jù)和八路電壓數(shù)據(jù)的采集。溫度數(shù)據(jù)的采集是通過支持單線總線協(xié)議的數(shù)字溫度傳感器 DS18B20 來實(shí)現(xiàn)的，八路電壓數(shù)據(jù)的采集則是通過 C8051F120 集成的 8 路 12 位精度 A/D 轉(zhuǎn)換器實(shí)現(xiàn)的。這一部分主要對這兩類數(shù)據(jù)采集的程序設(shè)計(jì)做出相應(yīng)的介紹。 溫度數(shù)據(jù)采集的程序設(shè)計(jì) DS18B20 是基于單 線總線的數(shù)字溫度傳感器，總線控制器連接在 DS18B20 的開始 關(guān)閉看門狗 系統(tǒng)時(shí)鐘初始化 UART0 初始化 ADC0 初始化 DS18B20 初始化 GPRS 模塊初始化 兩路溫度數(shù)據(jù)采集 兩 路溫度數(shù)據(jù)傳送 八路電壓數(shù)據(jù)采集 八路電壓數(shù)據(jù)傳送 13 DQ 管腳上，控制器所有的讀寫操作都是通過該管腳實(shí)現(xiàn)的。 DS18B20 還有一個(gè) 64位的光刻 ROM，每一個(gè) DS18B20 出廠時(shí)都有一個(gè)唯一的序列號(hào)，這個(gè)唯一的序列號(hào)就存儲(chǔ)于這個(gè) 64位的 ROM 存儲(chǔ)器中。在實(shí)現(xiàn)多路溫度采集的系統(tǒng)中，可以把所有的 DS18B20 掛在同一條線上?？偩€控制器就是通過它們的 ROM 中存儲(chǔ)的唯一的序列號(hào)來識(shí)別每一個(gè)器件的。 總線控制器就是通過它們的 ROM 中存儲(chǔ)的唯一的序列號(hào)來識(shí)別每一個(gè)器件的。由于該器件是基于單線總線的，所有的讀寫操作都有一條 數(shù)據(jù)線來完成，所以在使用過程中總線控制器必須要嚴(yán)格的遵守給定的時(shí)序。在這部分程序設(shè)計(jì)中最重要的就是讀寫和復(fù)位操作，下面分別對其進(jìn)行介紹 由于該器件是基于單線總線的，所有的讀寫操作都有一條數(shù)據(jù)線來完成，所以在使用過程中總線控制器必須要嚴(yán)格的遵守給定的時(shí)序。在這部分程序設(shè)計(jì)中最重要的就是讀寫和復(fù)位操作，下面分別對其進(jìn)行介紹。 由于 DS18B20 只有一根數(shù)據(jù)線與總線控制器相連接，當(dāng)總線控制器需要對進(jìn)行讀寫字節(jié)操作時(shí)必須對其逐位的讀取或?qū)懭搿８械?DS18B20 掛在同一條線上?？偩€控制器就是通過它們的 ROM 中存儲(chǔ)的唯 一的序可以把所有的 DS18B20 掛在同一條線上?？偩€控制器就是通過它們的 ROM 中存儲(chǔ)的唯一的序列號(hào)來識(shí)別每一個(gè)器件的。 總線控制器就是通過它們的 ROM 中存儲(chǔ)的唯一的序列號(hào)來識(shí)別每一個(gè)器件的。由于該器件是基于單線總線的，所有的讀寫操作都有一條數(shù)據(jù)線來完成，所以在使用過程中總線控制器必須要嚴(yán)格的遵守給定的時(shí)序?？偩€控制器就是通過它們的 ROM 中存儲(chǔ)的唯一的序列號(hào)來識(shí)別每一個(gè)器件的。由于該器件是基于單線總線的，所有的讀寫操作都有一條數(shù)據(jù)線來完成，所以在使用過程中總線控制器必須要嚴(yán)格的遵守給定的時(shí)序。在這部分程序設(shè)計(jì)中 最重要的就是讀寫和復(fù)位操作，下面分別對其進(jìn)行介紹在這部分程序設(shè)計(jì)中最重要的就是讀寫和復(fù)位操作，下面分別對其進(jìn)行介紹 由于該器件是基于單線總線的，所有的讀列號(hào)來識(shí)別每一個(gè)器件的。由于該器件是基于單線總線的，所有的讀寫操作都有一條數(shù)據(jù)線來完成，所以在使用過程中總線控制器必須要嚴(yán)格的遵據(jù)其芯片手冊，器件的讀和寫都是從低位到高位逐位進(jìn)行的。由于讀字節(jié)的時(shí)序和寫字節(jié)的相似，限于篇幅這里只給出讀字節(jié)的程序流程圖。讀字節(jié)的程序流程圖如圖 42 所示。 14 i= 0 開始 i 8 ？ 拉高 DQ 延時(shí) 2 u s 讀取數(shù)據(jù)右移一位 拉低 DQ 延時(shí) 4 u s 拉高 DQ i ++ 讀出數(shù)據(jù)送至讀取數(shù)據(jù)最高位 返回讀取數(shù)據(jù) N Y 圖 42 讀字節(jié) 子程序的程序流程圖 在多路溫度采集系統(tǒng)中，一條總線控制器上可以掛上無數(shù)的 DS18B20 器件。單線總線控制器要依靠器件的唯一序列號(hào)才能識(shí)別出特定的器件。所以，讀取器件序列號(hào)必須在溫度采集之前進(jìn)行。讀取器件序列號(hào)有兩種方法：（ 1）在總線控制器上逐個(gè)的掛上 DS18B20 器件，然后讀取并記錄其 ROM 信息。（ 2）同時(shí)掛上所有的器件，通過廣播和排除的方法讀取器件的序列號(hào)?？紤]到第二種方案程序的復(fù)雜性，本課題采用了第一種方案。圖 43 給出了讀取 DS18B20 序列號(hào)的程序流程圖。 15 開始 復(fù)位 DS1 8 B 2 0 發(fā)出讀 R OM 指令 i 8 ？ i =0 讀一個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)并存儲(chǔ) i ++ Y N 返回 圖 43 兩路溫度采集的程序流程圖 讀出 DS18B20 的序列號(hào)之后就可以利用讀得的序列號(hào)逐一的進(jìn)行溫度采集了。要采集制定地點(diǎn)的溫度，只要通過總線控制器將指定地點(diǎn)溫度傳感器件的序列號(hào)寫入單線總線等待指定器件的響應(yīng)然后再做其他相關(guān)操作就可以了。 基于單線總線的數(shù)據(jù)采集的一般工作過程如下，首先對在掛在總線控制器上的所有溫度傳感器件進(jìn)行復(fù)位操作，等待器件響應(yīng)。如果器件復(fù)位成功，就可以發(fā)出匹配 ROM 指令（ 0x55），該指令發(fā)出后總線控制器上的 DS18B20 就處于等待匹配序列號(hào)的狀態(tài)。這時(shí)總線控制器就可以 發(fā)送 64 位序列號(hào)。掛在總線上的溫度傳感器件就會(huì)把收到的序列號(hào)與自己的序列號(hào)相匹配，如果匹配成功該器件就可以繼續(xù)響應(yīng)總線控制器的指令。然后總線控制器就可以發(fā)送啟動(dòng)溫度轉(zhuǎn)換或 者 讀取溫度的指令。然后把所讀得的數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換就可以得到該地點(diǎn)的環(huán)境溫度。該系統(tǒng)的溫度采集系統(tǒng)是兩路的，圖 44就給出溫度采集的程序流程圖 。 16 開始 復(fù)位總線上的 D S 1 8 B 2 0 K= 0 K 2 ？ 匹配第 K 路 DS1 8 B 2 0 啟動(dòng)第 K 路溫度轉(zhuǎn)換 讀取暫存器的數(shù)據(jù) 將暫存器數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為十進(jìn)制數(shù)據(jù)并存儲(chǔ) 返回 Y N 圖 44 溫度采集的程序流程圖 電壓數(shù)據(jù)的采集的程序設(shè)計(jì) C8051F120 片內(nèi)集成了 8 路 12位精度的 A/D 轉(zhuǎn)換器，其入口在 1825 管腳。對于 A/D 轉(zhuǎn)換的工作流程在 已經(jīng)做過詳細(xì)的介紹。下面主要介紹 A/D 轉(zhuǎn)換的程序設(shè)計(jì)。對于片內(nèi)集成的 A/D 轉(zhuǎn)換器，只需要對單片機(jī)相關(guān)的寄存器做出合理的配置就可以了。字符串處理子函數(shù)主要功能是處理串行口接收到的字符串，使接收到的字符串更容易辨別。由于 GPRS 模塊返回到單片機(jī)串口的數(shù)據(jù)含有一些不可顯示字符，如果想從接收的字符串中提取出有用信息就要對接收到的 字符 串做一定的處理。字符串處理子函數(shù)的程序流程圖如圖 49所示。 由于 GPRS 模塊返回的數(shù)據(jù)總是以回車符和換行符結(jié)束，所以在字符串處理模塊中就要 以回車符和換行符為界限，把 GPRS 模塊的返回?cái)?shù)據(jù)分為幾個(gè)字符串分別 17 存放在不同的數(shù)組里，在需要使用時(shí)直接從相應(yīng)的字符串?dāng)?shù)組中取出需要的數(shù)據(jù)即可。根據(jù) GPRS 模塊 AT 指令手冊， GPRS 模塊返回的數(shù)據(jù)最多有兩個(gè)換行符，所以在字符串處理子函數(shù)中只需要兩個(gè)存儲(chǔ)字符串的數(shù)組 Rec_temp1 和 Rec_temp2就行了。 在本課題中， ADC0 是通過向 ADC0BUSY 位寫 1 觸發(fā)的。在 A/D 轉(zhuǎn)換過程中，先選定一個(gè)通道設(shè)置好 AD 轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)方式，然后在需要的時(shí)候想ADC0BUSY 位寫入 1 觸發(fā) ADC0 進(jìn)行 A/D 轉(zhuǎn)換然后等待 AD0INT 位（數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換結(jié)束標(biāo)志位）置 1。 AD0INT 置 1 后進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，輸出電壓數(shù)據(jù)然后改變 A/D轉(zhuǎn)換的通道進(jìn)行下一路的電壓數(shù)據(jù)采集。還有一點(diǎn)需要說明的是，電壓數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換結(jié)束后 ADC0 存儲(chǔ)的電壓數(shù)據(jù)有左對齊和右對齊兩種格式。這兩種格式是通過ADC0 控制寄存器 ADC0CN 的最低位 AD0LJST 設(shè)置的。當(dāng) ADC0LJST 為 1 時(shí)，ADC0H:ADC0L 寄存器數(shù)據(jù)左對齊。 當(dāng) ADC0LJST 為 0 時(shí)， ADC0H:ADC0L 寄存器數(shù)據(jù)右對齊。 字符串處理子函數(shù)主要功能是處理串行口接收到的字符串，使接收到的字符串更容易辨別。 由于 GPRS 模塊返回到單片機(jī)串口的數(shù)據(jù)含有一些不可顯示字符，如果想從接收的字符串中提取出有用信息就要對接收到的字符串做一定的處理。字符串處理子函數(shù) 。 還有一點(diǎn)需要說明的是，電壓數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換結(jié)束后 ADC0 存儲(chǔ)的電壓數(shù)據(jù)有左對齊和右對齊兩種格式。這兩種格式是通過 由于 GPRS 模塊返回的數(shù)據(jù)總是以回車符和換行符結(jié)束，所以在字符串處理模塊中就要以回車符和換行符為界限，把 GPRS 模塊的返回?cái)?shù)據(jù)分為幾個(gè)字符串分別存放在不同的數(shù)組里，在需要使用時(shí)直接從相應(yīng)的字符串?dāng)?shù)組中取出需要的數(shù)據(jù)即可。于 GPRS 模塊返回到單片機(jī)串口的數(shù)據(jù) 含有一些不可顯示字符根據(jù) GPRS 模塊 AT 指令手冊， GPRS 模塊返回的數(shù)據(jù)最多有兩個(gè)換行符，所以在字符串處理子函數(shù)中只需要兩個(gè)