唐 山 学 院 毕 业 设 计
提供较多的RAM,以便进行运算处理。
8)提供P1.0-P6.0共6个数据端口,能为用户提供更多的处理功能。
3.2.2 单片机P口介绍:
MSP430F149有6个8位的P口,其中P1、P2口占两个中断向量,共可以接16个中断源,还可以直接利用P口的输入输出寄存器,直接对外进行通信。因为所有的P口都是和其他外设复用的,因此在用端口之前都要用功能选择寄存器选定所用的功能是外设还是P口,选定之后还要在方向寄存器中确定是是输出还是输入。
具体的硬件原理图如下:
图3-3单片机的管脚图
6
唐 山 学 院 毕 业 设 计
3.2.3 复位电路
在单片机系统里,单片机需要复位电路,复位电路可以采用R-C复位电路,也可以采用复位芯片实现复位,R-C复位电路具有经济性,但是可靠性不高,用复位芯片实现复位具有很高的可靠性。复位电路采用复位芯片实现复位,使用芯片具有很高的可靠性,在该系统里采用MAX232芯片,如下图:
图3-4 复位电路图
为了减小电源的干扰,还需要在复位芯片的电源输入端加一个0.1μF的电容实现滤波,减小输入端受到的干扰。
3.2.4 电源电路
单片机系统里使用的是3.3V供电,因为硬件系统里对电源的要求具有稳压功能和纹波小等特点,因此该系统的电源部分采用TI 公司的TPS76033芯片,该芯片能很好的满足硬件的要求,另外该芯片具有很小的封装,因此有效的节约了PCB板的面积。具体电路如下:
图3-5 电源电路
7
唐 山 学 院 毕 业 设 计
为了使输出电源波纹小,在输出部分用了一个2.2μF和0.1μF的电容,另外在输入端也放置了一个0.1μF的滤波电容,减小输入端受到的干扰。
3.2.5 模拟量采集电路
在该系统中最前端为传感器,传感器采集传输的是模拟信号,信号为标准的电流信号(4mA-20 mA),信号相当微弱而且单片机采集的是电压信号所以要求将电流信号转换成电压信号,具体的电路如下图:
图3-6模拟量采集电路
采集电路通过一个电阻将电流信号转换成电压信号,为了提高采集精度,需要很高精度的电阻,这里采用精度为1%的电阻。电路中采用二极管作为ESD保护电路,考虑到干扰的问题,采用电容进行滤波处理,增加电路的干扰问题。
3.3 远程通信模块的选择
3.3.1 GSM的涵义
GSM全名为:Global System for Mobile Communications,中文为全球移动通讯系统,俗称\全球通\,是一种起源于欧洲的移动通信技术标准,是第二代移动通信技术,其开发目的是让全球各地可以共同使用一个移动电话网络标准,让用户使用一部手机就能行遍全球。我国于20世纪90年代初引进采用此项技术标准,此前一直是采用蜂窝模拟移动技术,即第一代GSM技术(2001年12月31日我国关闭了模拟移动网络)。目前,中国移动、中国联通各拥有一个GSM网,为世界最大的移动通信网络。GSM系统包括 GSM 900:900MHz、GSM1800:1800MHz 及 GSM1900:1900MHz等几个频
8
唐 山 学 院 毕 业 设 计
段。
我国陆地公用蜂窝数字移动通信网GSM通信系统采用900MHz频段: 890~915(移动台发、基站收) 935~960(基站发、移动台收)
双工间隔为45MHz,工作带宽为25 MHz,载频间隔为200 kHz。 随着业务的发展,可视需要向下扩展,或向1.8GHz频段的GSM1800过渡,即1800MHz频段:
1710~1785(移动台发、基站收) 1805~1880(基站发、移动台收)
双工间隔为95MHz,工作带宽为75 MHz,载频间隔为200 kHz。
GSM短信平台组网优点
1) 2) 3)
信道稳定,传输质量好,传输速率可达960bps以上。 系统容量较大,可传输数据量大,一条短信所能容纳的GSM信道无需中继,利用公网,不需要自建和维通信网,
数据量最多可达100字节以上。 组网十分灵活。
GSM系统体积小,重量轻,工耗低。不需要架设室外天线,安装方便,不仅一次性投资少,而且维护管理简单,运行费用低。
短信平台的缺点
1)受到GSM网络覆盖的面积限制,可能有些偏远的站点无法通信组网,因此适合在网络覆盖的范围之内。
2)短信的接受会出现延时现象,这就要求在使用的时候充分考虑具体控制余量的问题。
3.3.2 SMS卡的介绍
SMS(Short Messaging Service)是最早的短消息业务,也是现在普及率最高的一种短消息业务。目前,这种短消息的长度被限定在140字节之内,这些字节可以是文本的,可以是70 个汉字,或者是140个英文字母。SMS以简单方便的使用功能受到大众的欢迎,是属于第一代的无线数据服务。
SIM(Subscriber Identity Module)卡叫用户身份识别模块。它实际上是一张内含大规模集成电路的智能卡,用来登记用户身份识别数据和信息。它是GSM系统中不可缺少的一个重要部分,是用户接入GSM网络的凭证,只有插入了SIM卡,移动终端才能接入网络。它的组成由CPU(8)位,程序存储器(3-8bit),工作存储器(6-16bit),数据存储器(128-256kbit)
9
唐 山 学 院 毕 业 设 计
和串行通信单元五个部分组成。
89860 08110 02405 57419
图3-7 SIM卡的正面
SIM卡正面上有20值数码,前面的6位是中国的代号,第7位是业务接入号,在135,136,137,138,139中分别为5,6,7,8,9一般为0,现在的预付费SIM卡为1,第9,10位是各省的编码,第11,12位是年号,第13 位是供应商代码,第14-19位是用户识别码,第20位是校验位。 SIM卡的物理结构如下:
图3-8 SIM卡的背面
C1 C2 C3 C4
C5 C6 C7 C8
一共有8个触点,各个触点如下: C1:Vcc电源电压。 C2:RST复位端。
C3:CLK时钟,时钟速率通常由移动终端提供,SIM卡支持1-5MHz时钟,它在指定时间内运行监权过程时至少需要13/4MHz的时钟频率,其它情况下使用13/8MHz的时钟频率。
C4:无定义,为将来使用保留。 C5:GND地。 C6:Vpp编程电压。 C7:I/O输入输出。
C8:无定义,为将来使用保留。
3.3.3 AT指令及介绍
10