基于GSM模塊的LED顯示屏設計

摘要：介紹TC35i型模塊與AT89C51型單片機的硬件接口電路，詳細分析AT89C51與TC35i之間信息傳送的過程及如何從存儲器中讀取漢字代碼并提供給LED顯示屏，說明信息傳送時需要注意的問題。
關鍵詞：TC35i；AT89C51；LED顯示屏；AT指令

1 引言
?? 隨著通信技術的發(fā)展，基于移動通信網(wǎng)絡的服務功能正向工業(yè)控制和遙控領域擴展。為了適應這種需要，西門子公司推出新一代TC35i型無線通信GSM模塊，基于該模塊的短消息功能，可以快速、安全、可靠地實現(xiàn)用戶信息處理等功能，特別適用于控制中心與終端設備距離很遠或不便采用有線通信介質(zhì)的場合。該系統(tǒng)由控制中心和若干顯示屏組成，控制中心實時將最新信息發(fā)送到各顯示屏，構成控制中心與顯示屏端的通信鏈路。

2 TC35i與單片機的硬件接口電路
??? TC35i可以快速安全可靠地實現(xiàn)系統(tǒng)方案中的數(shù)據(jù)、語音傳輸、短消息服務和傳真。模塊的工作電壓為3.3 V～5.5 V，可以工作在900 MHz～1800MHz。模塊有AT命令集接口，支持文本和PDU模式的短消息。此外，該模塊還具有電話薄、多方通話、漫游檢測等功能，常用工作模式有省電模式、I-DLE和TALK等模式。通過40引腳的ZIF連接器實現(xiàn)電源連接、指令、數(shù)據(jù)、語音信號及控制信號的雙向傳輸。通過ZIF連接器及50 Ω的天線連接器可分別連接SIM卡支架和天線。
??? 在控制系統(tǒng)中，采用AT89C51型單片機同時擴展RAM6264用于存放與顯示屏對應的要顯示的128 B數(shù)據(jù)以及從GSM模塊讀取的信息。為了增大存放數(shù)據(jù)的容量，本設計采用了AM29F040型FlashMemory(512 KB)，它存儲容量大、集成度高、成本低，具有靈活的讀寫性和較好的數(shù)據(jù)非易失性。它有15條地址線，其中低8位地址由P0口經(jīng)74HC373鎖存后提供，高11位地址由P2口與P1.4、P1.5、P1.6共同提供。8位數(shù)據(jù)由PO口直接提供。
??? 采用動態(tài)掃描方式，用74HCl54及74HC595進行16行的逐行掃描，利用人眼的視覺暫留效果，可以節(jié)省I/O資源，減少發(fā)熱量。

3 工作原理
??? 如圖l所示，在接收終端，單片機通過讀取TC35i模塊以短消息形式承載的數(shù)據(jù)，經(jīng)處理后把它顯示到 LED顯示屏上。因為短信息中的漢字僅僅是1個編碼，單片機應用系統(tǒng)將編碼變?yōu)闈h字點陣數(shù)據(jù)，必須配置漢字字庫。因此，設計單片機應用系統(tǒng)時，控制中心編輯PDU數(shù)據(jù)包數(shù)據(jù)，采用自定義數(shù)據(jù)方式。其中，代表漢字的數(shù)據(jù)直接用漢字的機內(nèi)碼，系統(tǒng)配置的字庫為GB-2312編碼的漢字庫，即區(qū)位碼漢字庫。下面通過對存儲在手機中的待發(fā)信息的分析來介紹SMSPDU的數(shù)據(jù)格式。首先，用手機寫一條信息，發(fā)送手機號碼為13605696031，信息內(nèi)容為 “HelloWorld!”。通過執(zhí)行AT+CMGL=2可以讀出此條信息。

??? 操作過程如下(斜體字符為響應信息，{}內(nèi)為注釋)：

　單片機與手機的軟件接口其實就是單片機通過與GSM短信息有關的AT指令控制手機的技術，如讀取手機的短信息內(nèi)容、刪除短信息內(nèi)容、列出手機中還未讀的短消息等。執(zhí)行l(wèi)條指令，并非某些資料介紹的那么簡單，事實上，指令的執(zhí)行過程需要單片機與手機交互應答完成，每一次發(fā)送或接收的字節(jié)數(shù)有嚴格的規(guī)定，二者必須依據(jù)這些規(guī)定實現(xiàn)數(shù)據(jù)交換，否則，通信就是失敗的。表l列出AT指令執(zhí)行過程。

　　所有AT指令的指令符號、常數(shù)、PDU數(shù)據(jù)包等都以ASCⅡ編碼形式傳送，比如“A”的ASCⅡ編碼為41H，“T”的ASCⅡ編碼為54H，數(shù)字“0”的ASCⅡ編碼為30H等。

　　單片機控制手機工作，必須把手機的短信息工作模式設置為PDU格式，即通過指令AT+CMGF=0完成。

　　單片機向手機發(fā)送每l條指令后，必須以回車符作為該條指令的結束，回車的ASCⅡ編碼為ODH，例如單片機向手機發(fā)送“AT+CMGF=0"指令，其ASCⅡ編碼列為“41H、54H、2BH、42H、4DH、47H、46H、3DH、30H、0DH”，最后1個字節(jié)0DH就是回車符，表示該條指令結束，如果沒有這個回車符，手機將不識別這條指令。

　　當手機接收到一條完整的AT指令后，手機并不立即執(zhí)行這條指令，而是首先把剛才接收到的AT指令的全部ASCⅡ編碼序列全部反發(fā)送出來(含ODH)，其次發(fā)送1個回車符和換行符的ASCⅡ編碼即0DH和OAH，最后執(zhí)行該條指令。

　　手機向單片機發(fā)送短信息內(nèi)容時，其PDU數(shù)據(jù)包的內(nèi)容是16進制表示的數(shù)據(jù)，但并不是直接向單片機傳遞16進制數(shù)據(jù)，而是仍然把每一位16進制數(shù)以ASCⅡ編碼來發(fā)送，這樣，2個字節(jié)的16進制數(shù)就變成4個字節(jié)的ASCⅡ碼。但是，PDU數(shù)據(jù)包中的數(shù)據(jù)字節(jié)長度部分仍然是實際字節(jié)長度，而不是變成ASCⅡ碼的字節(jié)長度，這在編程時應特別注意，否則，接收的數(shù)據(jù)就不完整。單片機接收到PDU數(shù)據(jù)包數(shù)據(jù)后，必須將其恢復成16進制數(shù)據(jù)，其算法如下：

　　設a為接收的ASCⅡ碼．b為轉(zhuǎn)換后的16進制數(shù)，那么，如果a<39H，則b=a-30H；如果a>39H，則b=a-30H-07H。最后把前后2個數(shù)合并為1個字節(jié)。