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基于 Q2403A 的单片机短消息收发系统

基于 Q2403A 的单片机短消息收发系统. 引言. 基于 GSM 短消息的业务不需要建立拨号连接，只需把待发的消息加上目的地址发送至短消息中心，再由短消息中心转发到最终目标。 GSM 短消息业务以其连接简单、费用低廉、覆盖范围广、实现方便等优点得到了广泛的应用。运用 GSM 短消息实现远程测控的可靠性较高、 信号 传播距离远、覆盖面积广，并且可以节省建网初期的巨额投资。. 系统硬件实现. 1 总体系统结构 该系统硬件主要由 8051 单片机扩展电路、 Q2403A 手机 模块、 RS-232 总线 接口电路 、 电源 转换器等部分组成。

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基于 Q2403A 的单片机短消息收发系统

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Presentation Transcript

  1. 基于Q2403A的单片机短消息收发系统

  2. 引言 • 基于GSM短消息的业务不需要建立拨号连接，只需把待发的消息加上目的地址发送至短消息中心，再由短消息中心转发到最终目标。GSM 短消息业务以其连接简单、费用低廉、覆盖范围广、实现方便等优点得到了广泛的应用。运用 GSM 短消息实现远程测控的可靠性较高、信号传播距离远、覆盖面积广，并且可以节省建网初期的巨额投资。

  3. 系统硬件实现 • 1总体系统结构 • 该系统硬件主要由8051单片机扩展电路、Q2403A手机模块、RS-232总线接口电路、电源转换器等部分组成。 • 　　其中，电源转换器将PC端口的12V电压转换成3.6V和5V稳压，使系统中的芯片处于正常工作状态。RS-232总线接口电路包括电平转换和串口扩展电路。8051单片机实现存储器扩展之后，通过RS-232总线接口电路与P C进行数据通信;以中断方式对数据进行处理后，控制Q2403A手机模块进行短消息收发，实现系统的监控功能。

  4. 2　单片机扩展电路设计 • MCS-51单片机的内部虽已集成了很多资源，些资源都折中配置的，片内程序存储器、数据存储器的容量都不大，并行I/O端口的数量也不是很多。此外，在有些应用中，片内定时器、中断、串行口等也显得不足。因此，根据需要，本系统选用8051单片机并对其进行扩展。

  5. 3　读写存储器扩展 • 本文选用SRAM芯片6264。容量为8K×8bit。其地址线有13条，即A12~A0。8条数据线D7~D0。再加上其他引脚，总共有28个引脚，其中有2个标注为Nc的空引脚。把Nc引脚分别作为地址线A13~A14使用，就是容量为16k×8bit和32k×8bit的SRAM存储芯片。 • 　　接口方案采用地址完全译码设计。 使用74138译码器为扩展的存储器分配地址空间。给6264数据存储器分配惟一的地址空间是：0000H~1FFFH。

  6. 4.只读存储器扩展 • 本文选用AT24C02进行数据存储。它使用两根信号线进行数据传输，一根是串行数据线(SDA)，另一根是串行时钟线(SCL)。

  7. 5. RS-232接口电路设计 • MAX202是单电源、双RS-232发送/接收器，适用于各种EIA-232E和V.28/V.24的通信接口。MAX202芯片有一个电压转换器，可以把输入的+5V电源转换成RS-232C输出所需的±10V电压，所以，用此芯片接口的串行通信系统只要单一的+5V即可。 • 　　本文选用通用异步接收/发送器MAX3100对单片机串行口进行扩展，将单片机与RS-232总线相连。 • MAX3100供电电源范围宽、功耗低、在+2.7V~+5.5V的电源中仅吸收0.5mA的电流，具有零功耗的停机模式，并能由接收信号唤醒，使用SPI/Microwire接口与主微控制器进行通信。MAX3100不仅适合于速率高达230kbps的RS-232和RS-485数据链路，而且支持速率为2.4kbps~115.2kbps的红外线数据协会(IrDA)SIR格式，在基于微控制器的小型系统设计中具有良好的应用前景

  8. 串口扩展电路图

  9. 电源部分 • 由于PC端口提供的电压为12V， 系统中的芯片有3.6V和5V两种。因此，电源部分采用美国家半导体公司输出电压可调的三端集成稳压芯片LM1085-ADJ。 • LM1085是一款单芯片集成的电压转换器。提供3 A电流输出，具备过流保护，过温保护，有可靠的工作性能、较高的工作效率，能够为芯片提供稳定的3.6V、5V电压，为芯片工作提供了强有力的保证。

  10. 电源电路原理图。

  11. 手机模块部分 • Q2403A GSM/GPRS模块支持双频EGSM/GPRS 900MHz/1800MHz模式，支持AT指令，短消息功能完备。Q2403A模块具有60引脚的通用接口，非常容易集成到应用产品中;具有SIM卡确认、供电、时钟、复位及I/O的3V SIM卡接口，包括SIMVCC、SIMRST、SIMDATA、SIMCLK和SIMPRES等。另外，模块提供一个符合V24协议的6线串行通信接口，包括TX、RX、RTS、CTS、DTR、DSR;同时提供DCD和RI信号接口、上电信号PowerON/OFF和复位信号RST。模块正常工作要求提供两路电源，其中，VBATT提供给RF部分，电压范围为3.3V~4.5V，最大功率为2 W;VDD提供给基带部分，电压范围为3.1V~4.5V，最大功率为0.5W。

  12. 手机模块与SIM卡外围电路设计。

  13. 　系统软件设计 • 　主程序流程 • 主程序主要负责系统的初始化，包括单片机时钟设置、端口工作方式设置、串口设置(波特率、中断允许等)、默认系统数据的恢复(如时间设置、标志位清零等)、GPRS模块的初始化、中断初始化等。然后反复查询SIM卡网络注册情况，直到注册成功。最后进入低功耗模式，等待中断。

  14. 流程如图

  15. PC与单片机通信部分 • 该部分包括机组工作数据的采集和反向控制命令的发送，由串口RXD/TXD完成。 • PC控制器通过RS-232总线传送多帧数据，数据内容包括机组运行状态、全部温度数据和输入/输出状态信息，以及故障信息等。短消息控制器内的单片机在串口RXD/TXD接收中断过程中判断并处理接收到的数据。

  16. 短消息收发 • 　本部分要实现的功能有：接收控制方发来的短消息并提取有效命令词、组装控制帧;采集到紧急故障信息时，或是需要反馈执行结果时，向控制方发送短消息。采用中断方式接收来自Q2403A模块的信息

  17. 串口RX/TX的接收和发送中断流程。

  18. Q2403A支持的功能相当完备，本系统主要使用了短消息功能。单片机与Q2403A模块间主要通过串口RX/TX进行通信，以AT命令来实现接收及发送的功能。用到的AT命令主要有:查询注册状态AT+CREG;短消息列表AT+CMGL;短消息发送AT+CMGS;短消息删除AT+CMGD。

  19. 　　结语:本文在提出总体设计方案的基础上，完成了系统的硬件和软件设计、应用程序的编写及调试，经实际运行验证，取得了满意的效果。就目前的测试结果而言，结合远程监控的优势，具有较强的实用性。对软硬件作适当扩充修改后，还可应用于环境监测、石油开采设备的监测与控制、农作物生状况的监测、交通管理系统及安防系统等诸多领域。

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