【導(dǎo)讀】商用的階段，仍然是滿足人們基本通信需求的一種選擇方式。本設(shè)計(jì)運(yùn)用GSM系統(tǒng)的工作。同時(shí)手機(jī)設(shè)計(jì)正逐漸地成為手機(jī)制造產(chǎn)業(yè)價(jià)值鏈中的重要一環(huán)。本設(shè)計(jì)涉及的是軟件。設(shè)計(jì)和硬件設(shè)計(jì)兩個(gè)方面。塊的通訊接口和程序調(diào)試。本設(shè)計(jì)采用的GSM芯片模塊是華為公司生產(chǎn)的一款GSM/GPRS無。硬件方面主要由GTM900C模塊、電源模塊、控制模塊組成。手機(jī)終端的發(fā)展......

　　

【正文】 了最大限度的方便條件與良好的開發(fā)環(huán)境。本 設(shè)計(jì)介紹的是 LABVIEW 圖形化編程語言。 創(chuàng)建手機(jī)界面的 VI 程序 VI 程序具有三個(gè)要素：前面板、框圖程序和圖標(biāo) /連接器。下面進(jìn)行介紹。 前面板 使用輸入控制和輸出顯示來構(gòu)成前面板?？刂剖怯脩糨斎霐?shù)據(jù)到程序的接口，而顯示是輸出程序產(chǎn)生的數(shù)據(jù)接口?？刂坪惋@示有許多種類，最常用的前面板對(duì)象是數(shù)字控制和數(shù)字顯示。若想要在數(shù)字控制中輸入或修改數(shù)值，你只需要用操作工具點(diǎn)擊控制部件和增減按鈕，或者用操作工具或標(biāo)簽工具雙擊數(shù)值欄進(jìn)行輸入數(shù)值修改。 （ 1）建立基本的操作范圍和良好的外觀，如圖 8 所示。 圖 8 確定基礎(chǔ)操作界面 （ 2）在前面板上添加控件：手機(jī)顯示器、按鍵、串口配置。如圖 9 所示。 圖 9 添加控件 20 （ 3）插入圖片使外觀更加美觀，如圖 10 所示。 圖 10 插圖手機(jī)界面 最終前面板如圖 11 所示。 圖 11 最終手機(jī)界面 程序框圖設(shè)計(jì) 框圖程序是由節(jié)點(diǎn)、端點(diǎn)、圖框和連線四種元素構(gòu)成的。 （ 1）節(jié)點(diǎn)：節(jié)點(diǎn)類似于文本語言程序的語句、函數(shù)或者子程序。 LabVIEW 有二種節(jié)點(diǎn)（類型函數(shù)節(jié)點(diǎn)和子 VI 節(jié)點(diǎn)）。兩者的區(qū)別在于：函數(shù)節(jié)點(diǎn)是 LabVIEW 以編譯好了的機(jī)器代碼供用戶使用的，而子 VI 節(jié)點(diǎn)是以圖形語言 形式提供給用戶的。用戶可以訪問和修改任一子 VI 節(jié)點(diǎn)的代碼，但無法對(duì)函數(shù)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行修改 [11]。 21 （ 2）端點(diǎn)：端點(diǎn)是只有一路輸入 /輸出，且方向固定的節(jié)點(diǎn)。 LabVIEW 有三類端點(diǎn)（前面板對(duì)象端點(diǎn)、全局與局部變量端點(diǎn)和常量端點(diǎn)）。 對(duì)象端點(diǎn)是數(shù)據(jù)在框圖程序部分和前面板之間傳輸?shù)慕涌?。一般來說，一個(gè) VI 的前面板上的對(duì)象（控制或顯示）都在框圖中有一個(gè)對(duì)象端點(diǎn)與之一一對(duì)應(yīng)。當(dāng)在前面板創(chuàng)建或刪除面板對(duì)象時(shí)，可以自動(dòng)創(chuàng)建或刪除相應(yīng)的對(duì)象端點(diǎn)?？刂茖?duì)象對(duì)應(yīng)的端點(diǎn)在框圖中是用粗框框住的，常量端點(diǎn)永遠(yuǎn)只能在 VI 程序框圖中作為數(shù)據(jù) 流源點(diǎn)。 （ 3）框圖：圖框是 LabVIEW 實(shí)現(xiàn)程序結(jié)構(gòu)控制命令的圖形表示。如循環(huán)控制、條件分支控制和順序控制等，編程人員可以使用它們控制 VI 程序的執(zhí)行方式。代碼接口節(jié)點(diǎn)（ CIN）是框圖程序與用戶提供的 C 語言文本程序的接口。 （ 4）連線：連線是端口間的數(shù)據(jù)通道。它們類似于普通程序中的變量。數(shù)據(jù)是單向流動(dòng)的，從源端口向一個(gè)或多個(gè)目的端口流動(dòng)。不同的線型代表不同的數(shù)據(jù)類型。在彩顯上，每種數(shù)據(jù)類型還以不同的顏色予以強(qiáng)調(diào)。下表 6 是一些常用數(shù)據(jù)類型所對(duì)應(yīng)的線型和顏色。 表 6 常用數(shù)據(jù)類型所對(duì)應(yīng)的線型和顏色 數(shù)據(jù)類型 標(biāo) 量 一位數(shù)組 二維數(shù)組 顏色 整型數(shù) 藍(lán)色 浮點(diǎn)數(shù) 橙色 邏輯量 綠色 字符串 粉色 文件途徑 青色 當(dāng)需要連接兩個(gè)端點(diǎn)時(shí)，在第一個(gè)端點(diǎn)上點(diǎn)擊連線工具（從工具模板欄調(diào)用），然后移動(dòng)到另一個(gè)端點(diǎn)，再點(diǎn)擊第二個(gè)端點(diǎn)。端點(diǎn)的先后次序不影響數(shù)據(jù)流動(dòng)的方向。當(dāng)把連線工具放在端點(diǎn)上時(shí)，該端點(diǎn)區(qū)域?qū)?huì)閃爍，表示連線將會(huì)接通該端點(diǎn)。當(dāng)把連線工具從一個(gè)端口接到另一個(gè)端口時(shí)，不需要按住鼠標(biāo)鍵。當(dāng)需要連線轉(zhuǎn)彎時(shí)，點(diǎn)擊一次鼠標(biāo)鍵，即可以正交垂直方向地彎曲連線，按空格鍵可以改變轉(zhuǎn)角的方向。本設(shè)計(jì)后面板主要分為以下幾部分組成： VISA 串口通信設(shè)計(jì) 串口通信設(shè)計(jì)主要有程序流程和結(jié)構(gòu)、 VISA Read 模塊、 VISA Write 模塊組成。 （ 1）流程及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：在確定安裝 VISA 串口程序后，首先添加一個(gè) 3 幀的平鋪式順序結(jié)構(gòu)，添加完整的 VISA 串口讀寫程序，并進(jìn)行基礎(chǔ)的 VISA 串口配置參數(shù)配置， LabView 22 開發(fā)的串口讀寫程序如圖 12 所示。 圖 12 串口讀寫程序 程序圖用到的 VISA 串口類型及其功能如下： ① VISA serial 模塊：是用來初始化 COM 端口，包括端口號(hào)、波特率、數(shù) 據(jù)位等。 ② VISA Write 模塊用于把指定的字符串寫入 COM 口。 ③ VISA Read 模塊用于讀取指定 COM 的內(nèi)容。 ④ VISA Close 模塊用于關(guān)閉指定的 COM 口。 （ 2） VISA Read：模塊讀取的數(shù)據(jù)經(jīng)屬性節(jié)點(diǎn)后得到可處理的數(shù)據(jù)類型和數(shù)據(jù)種類，再結(jié)合需要使用的 AT 命令的格式完成撥號(hào)、忙音、來電標(biāo)記等，并能通過液晶屏顯示。如圖 13 所示，是 VISA Read 實(shí)現(xiàn)功能程序框圖。 圖 13 VISA 讀數(shù)據(jù) （ 3） VISA Write：模塊寫入無線通信平臺(tái)如果輸入的 AT 命令沒有錯(cuò)誤，經(jīng)過串口數(shù)據(jù)傳送就可以使線通信模塊執(zhí)行如呼叫，短信等命令。如圖 14 所示，是 VISA Write 實(shí)現(xiàn)功能程序框圖。 23 圖 14 VISA 寫數(shù)據(jù) 無線通信實(shí)現(xiàn)方法 （ 1） 手機(jī)按鍵功能實(shí)現(xiàn)： 如圖 15 所示，事件結(jié)構(gòu)左上角的數(shù)字代表的是超時(shí)等待時(shí)間輸入端子，中間下拉的菜單指的是事件類型，下圖的事件類型是值改變，當(dāng)前時(shí)間的數(shù)據(jù)都會(huì)顯示在左邊的數(shù)據(jù)表格中，可以直接引用到數(shù)據(jù)連線中作為變量使用，下圖中就是作為變量屬性變換后作為數(shù)據(jù)使用的。 圖 15 數(shù)字鍵控件引用 （ 2）鍵盤 “C”實(shí)現(xiàn) 主要的功能是當(dāng)輸入有誤時(shí)可以通過 C 鍵刪除輸入的內(nèi)容。實(shí)現(xiàn)的方法是通過提取字符串的長度然后減 1， 通過部分字符串的操作直接減少字符串的長度使得結(jié)果輸入到液晶屏中顯示。 圖 16 清除 24 （ 3）接通 接通主要利用常用 AT 命令中的 ATD+nnn 命令（撥號(hào)命令），通過連接字符串實(shí)現(xiàn)AT 命令的發(fā)送。 圖 17 接通 （ 4）電話薄 跟接通的原理相似，電話薄用到的 AT 命令是 ： AT+CPBR=1 指電話本 里第 1 個(gè) 手機(jī)號(hào)。 圖 18 電話簿 （ 5） Down 鍵 Down 和 Up 鍵指的是尋找電 話薄時(shí)向下或者向上翻頁尋找記錄，實(shí)現(xiàn)方法是首先對(duì)電話號(hào)碼序號(hào)進(jìn)行十進(jìn)制數(shù)字符串至數(shù)值轉(zhuǎn)換 并對(duì)結(jié)果進(jìn)行加 1 操作，然后對(duì)結(jié)果進(jìn)行逆操作，即數(shù)值至十進(jìn)制數(shù)字符串轉(zhuǎn)換 ，最后后進(jìn)行呼叫操作。 25 圖 19 Down 鍵 以上的 5 幅程序截圖都是時(shí)間結(jié)構(gòu)的事件框中，程序運(yùn)行時(shí)要觸發(fā)的事件，根據(jù)程序的運(yùn)行情況觸發(fā)不同的事件，從而實(shí)現(xiàn)程序的功能。 最終程序（函數(shù)面板部分） 圖 20 系統(tǒng)源程序截圖 程序調(diào)試方法 （ 1） 斷點(diǎn)與單步執(zhí)行 為了查找程序中的邏輯錯(cuò)誤，有時(shí)希望流程圖程序按著節(jié)點(diǎn)的執(zhí)行。使用斷點(diǎn)工具可以 在程序的某一地點(diǎn)中止程序執(zhí)行，用探針或者單步方式查看數(shù)據(jù)。使用斷點(diǎn)工具時(shí)，點(diǎn)擊你希望設(shè)置或者清除斷點(diǎn)的地方。斷點(diǎn)的顯示對(duì)于節(jié)點(diǎn)或者圖框表示為紅框，對(duì)于連線表示為紅點(diǎn)。當(dāng) VI 程序運(yùn)行到斷點(diǎn)被設(shè)置處，程序被暫停在將要執(zhí)行的節(jié)點(diǎn)，以閃爍表示。按下單步執(zhí)行按鈕，閃爍的節(jié)點(diǎn)被執(zhí)行，下一個(gè)將要執(zhí)行的節(jié)點(diǎn)變?yōu)殚W爍，指一個(gè)既 26 能夠運(yùn)行，又能夠輸出正確結(jié)果的程序，需要進(jìn)行調(diào)試。調(diào)試的目的是要檢驗(yàn)程序能否按照用戶預(yù)想的方式運(yùn)行，達(dá)到程序設(shè)計(jì)的要求。在一般情況下，調(diào)試程序的過程就是查找語法錯(cuò)誤和邏輯錯(cuò)誤并改正 [12]。 （ 2）找出 語法錯(cuò)誤 如果一個(gè) VI 程序存在語法錯(cuò)誤，則在面板工具條上的運(yùn)行按鈕會(huì)變成一個(gè)折斷的箭頭，表示程序不能被執(zhí)行。這時(shí)該按鈕被稱作錯(cuò)誤列表。點(diǎn)擊它，則 LabVIEW 彈出錯(cuò)誤清單窗口，點(diǎn)擊其中任何一個(gè)所列出的錯(cuò)誤，選用 Find 功能，則出錯(cuò)的對(duì)象或端口就會(huì)變成高亮 [11]。 （ 3）設(shè)置執(zhí)行程序高亮 在 LabVIEW 的工具條上有一個(gè)畫著燈泡的按鈕，這個(gè)按鈕叫做“高亮執(zhí)行”按鈕上。點(diǎn)擊這個(gè)按鈕使它變成高亮形式，再點(diǎn)擊運(yùn)行按鈕， VI 程序就以較慢的速度運(yùn)行，沒有被執(zhí)行的代碼灰色顯示，執(zhí)行后的代碼高亮顯示，并顯示數(shù)據(jù)流線上的數(shù) 據(jù)值。這樣，你就可以根據(jù)數(shù)據(jù)的流動(dòng)狀態(tài)跟蹤程序的執(zhí)行。示它將被執(zhí)行。你也可以點(diǎn)擊暫停按鈕，這樣程序?qū)⑦B續(xù)執(zhí)行直到下一個(gè)斷點(diǎn)。 （ 4）探針 可用探針工具來查看當(dāng)流程圖程序流經(jīng)某一根連接線時(shí)的數(shù)據(jù)值。從 Tools 工具模板選擇探針工具，再用鼠標(biāo)左建點(diǎn)擊你希望放置探針的連接線。這時(shí)顯示器上會(huì)出現(xiàn)一個(gè)探針顯示窗口。該窗口總是被顯示在前面板窗口或流程圖窗口的上面。在流程圖中使用選擇工具或連線工具，在連線上點(diǎn)擊鼠標(biāo)右鍵，在連線的彈出式菜單中選擇“探針”命令，同樣可以為該連線加上一個(gè)探針 [13]。 27 第三章 無 線通訊模塊的設(shè)計(jì)與開發(fā) 本設(shè)計(jì)無線通訊采用的是 GSM 網(wǎng)絡(luò)通訊方式，搭建起可用于小規(guī)模驗(yàn)證性使用的無線通信系統(tǒng)平臺(tái)，并為其編寫相應(yīng)的控制軟件，具體功能如下： 實(shí)現(xiàn) GTM900C 到 PC 機(jī)的數(shù)據(jù)雙向傳輸。 實(shí)現(xiàn)無線通信平臺(tái)與手機(jī)終端的雙向無線通信。 硬件介紹及原理圖 硬件體系結(jié)構(gòu)介紹 整個(gè)系統(tǒng)由遠(yuǎn)端設(shè)備（手機(jī)終端）和無線通信系統(tǒng)平臺(tái)兩部分組成。手機(jī)終端只需可以通過 GSM 網(wǎng)絡(luò)通信的普通手機(jī)即可，無線通信平臺(tái)，就其具體形態(tài)來說，就是帶有移動(dòng)通信裝置的 PC 機(jī)。 l、手機(jī)模塊 手機(jī)模塊作為整個(gè)系 統(tǒng)的一部分，其主要功能是與無線通信系統(tǒng)平臺(tái)進(jìn)行通信，驗(yàn)證并測試無線通信系統(tǒng)平臺(tái)。 無線通信系統(tǒng)平臺(tái) 無線通信系統(tǒng)平臺(tái)由 PC機(jī)和移動(dòng)通信終端組成，移動(dòng)通訊終端與 PC機(jī)通過串口連接。PC 操控軟件可以以圖形化的方式讓用戶管理整個(gè)系統(tǒng)，并完成如發(fā)送短信，電話撥打等功能。 硬件介紹 硬件是系統(tǒng)的關(guān)鍵部件，其結(jié)構(gòu)的合理性和可靠性直接影響整個(gè)系統(tǒng)的性能。負(fù)責(zé)發(fā)送接收射頻信號(hào)、解釋 GSM 協(xié)議的無線通訊模塊是一切的基礎(chǔ)，它性能的好壞、功能的強(qiáng)弱決定了整個(gè)系統(tǒng)的整體表現(xiàn) [12]。 GTM900C 使用 AT 命令集， 通過 UART 接口與外部 CPU 通信，主要實(shí)現(xiàn)無線發(fā)送和接收、基帶處理、音頻處理等功能。鍵盤、 LCD（ Liquid Crystal Display）等外部設(shè)備由外部 CPU 進(jìn)行控制。如圖 2 為 GSM 模塊的邏輯圖。 28 圖 21 GSM 模塊的邏輯圖 GTM900C 特性詳見表 4： 表 7 GTM900C 特 性參數(shù) 產(chǎn)品特性 描述 工作頻段 EGSM900/GSM1800 雙頻 最大發(fā)射功率 EGSM900 Class4(2W) GSM1800 Class1(1W) 接收靈敏度 106dBm 工作溫度 正常工作溫 度： 20176。 C～ +70176。 C 擴(kuò)展工作溫度： 40176。 C～ 20176。 C 和 +70176。 C to～ +80176。 C 電源電壓 ～ （推薦值 ） 平均待機(jī)電流 (DRX=5) 關(guān)機(jī)漏電流 50uA 協(xié)議 支持 GSM/GPRS Phase2/2+ 支持華為 GT800 協(xié)議 AT 命令 GSM 標(biāo)準(zhǔn) AT 命令 AT 命令 華為擴(kuò)展的 AT 命令 29 續(xù)表 7 GSC 射頻天線連接器 50E GSC 射頻天線連接器 語音業(yè)務(wù) 支持 FR、 EFR、 HR 和 AMR 的語音編碼 支持免提通 話，提供回聲抑制功能 短消息業(yè)務(wù) 支持 MO 和 MT 點(diǎn)對(duì)點(diǎn)和小區(qū)廣播 短消息模式支持 TEXT 和 PDU GPRS 數(shù)據(jù)業(yè)務(wù) GPRS CLASS 10 編碼方式 CS1， CS2， CS3， CS4 最高速率可達(dá) 支持 PBCCH 內(nèi)嵌 TCP/IP 協(xié)議：支持多鏈接，提供 ACK 應(yīng)答，提供大容量緩存 電路型數(shù)據(jù)業(yè)務(wù) 支持 CSD 數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，最高速率可達(dá) 支持傳真： Group3， 支持 USSD 補(bǔ)充業(yè)務(wù) 來電顯示、呼叫轉(zhuǎn)移、呼叫保持、呼叫 等待和三方通話等 集群功能 組呼、廣播和私密呼叫等（ GTM900C 模塊支持） STK 功能 通過增強(qiáng)的 AT 命令支持 STK 功能 ROHS 環(huán)保 符合 ROHS 環(huán)保認(rèn)證要求 由表可知 GTM900C 的性能非常穩(wěn)定，電路也十分簡單，許多部分已經(jīng)集成起來了，可以直接使用。其基本配置：豐富的 AT 命令集， 40pinzip 連接器， RS232 雙工串口，紅外串口接口， SIM 和 接口， 2 路模擬音頻輸入輸出接口，電源輸入接口和充電管理，電源為 ~（推薦 4V）。它能滿足設(shè)計(jì)的所有的要求 [13]。 無線 GSM 通信模塊總體結(jié)構(gòu)如圖 22 所示 。 30 圖 22 無線 GSM 通信模塊總體結(jié)構(gòu)圖 GSM 模板可分為以下幾個(gè)模塊： （ 1） GSM 基帶信號(hào)處理器是無線 GSM 通信模塊的核心部分，它負(fù)責(zé)處理一個(gè) GSM設(shè)備里所有的聲音、信號(hào)和數(shù)據(jù)。它提供一個(gè) UART 作為設(shè)計(jì)網(wǎng)絡(luò)通訊的應(yīng)用接口。 （ 2） GSM 基帶信號(hào)處理器是一個(gè)單片混合信號(hào)的 IC 芯片。在它內(nèi)部高度集成了一個(gè)C166 CPU（ ARM7 內(nèi)核）和一個(gè) DSP 的核。 （ 3）射頻 RF 收發(fā)電路模塊也是一塊高度集成的芯片，它負(fù)責(zé)處理與 GSM 網(wǎng)絡(luò)的所有上行和下行通訊。射頻模塊和基帶信號(hào) 處理器構(gòu)成了整個(gè) GSM 通信模塊的核心。 （ 4）功率供應(yīng)模塊是電源管理由它負(fù)責(zé)向模塊內(nèi)各個(gè)