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1、基于单片机的Modem接口电路的设计及应用The Design and Application of Modem Interface Electric Circuit Based on MCU摘 要本文主要研究基于单片机的Modem接口电路的设计,利用公共移动通信网络进行远程控制、网络数据收发器、控制设备与收发器的接口、中心计算机与通信网络的接口、设备控制软件等。 系统借助于控制中心和远端设备的GSM模块、概括的介绍了GSM模块收发短信的基本概念、串口控制SMS的基本原理以及单片机控制GSM模块工作的软件实现过程。利用移动通信公司的服务，通过控制中心计算机上的控制软件，对远端设备发送指令进行控
2、制、数据采集。远端设备是以单片机为核心，单片机对GSM模块和被控制设备进行控制，并显示接收的数据。掌握数据收发器GSM引擎模块的接口信号和控制码，主要是AT指令相关的知识和GSM模块出厂的一些资料。设计出单片机采集被控对象信号及控制GSM引擎模块的电路板，主要用HT48进行控制。编写出单片机采集被控对象信号及控制GSM引擎模块的程序，控制GSM模块的程序在终端用可视化语言。对系统进行调试，单片机能够正确采集被控对象信号，通过串行口发送给GSM引擎模块，并且单片机能够正确接收GSM引擎模块发过路的信号，对信号进行分析，对被控对象进行控制。关键词：单片机；GSM；AT指令；移动网络；收发器接口AB
3、STRACTThis paper main research the design and application of modem interface electric circuit based on MCU, utilizes mobile network to control long-distance in public, network data transceiver, control equipment and interface, centre computer and interface, equipment of communication network of tran
4、sceiver control software, etc.System control centers and using remote equipment GSM module, an overview of the GSM SMS transceiver module of the basic concepts Serial control of the basic tenets of SMS and GSM module MCU control the software process. Mobile communications companies use the service,
5、through the control center computer control software. Remote equipment to issue commands to control data acquisition. Remote equipment based on microcontroller core, MCU on GSM module and the control equipment control, and display the data received. Clarify data GSM transceiver module interface sign
6、als and control code, AT command is mainly related to the knowledge and GSM module manufactured some of the information. MCU design object signal acquisition and control GSM module circuit board by HT48 under control.Clear up the interface signal of the data transceiver GSM engine module and control
7、 yard, it is mainly some materials that knowledge of AT order and GSM module are dispatched from the factory.Design MCU, use it accuse of target signal and control GSM circuit board, use HT48 to control mainly. Design another MCU which can receive message from the one-chip and demonstrate it.Compile
8、s MCU prepare object signal acquisition and control modules GSM procedures, GSM module control procedures in a terminal used Visual Language.Debugging the system, the MCU can gather and accuse of targets signal correctly , forefront data collector can receive message that GSM engine module send corr
9、ectly, and MCU analyzes to be able to receive the GSM module crossing signal, the signal analysis, the plant was controlled.Key words： MCU；GSM；AT Command Module；Mobile Network；Transceiver Interface目 录第章 系统概述11.1 嵌入式系统的定义11.2 嵌入式系统的特点11.3嵌入式系统的种类与发展3第2章 系统总体方案设计421 远程控制技术概述422 总体方案设计523 方案论证比较5第3章 系统
10、硬件电路设计73.1 单片机AT89S5273.1.1 主要特点及管脚73.1.2 存储器93.1.3 中断103.1.4 晶振特性103.1.5 复位电路113.2 GSM短信息通信模块（Modem）123.2.1 Modem的串口通信123.2.2 相关的GSM AT指令153.2.3计算机与TC35的通信163.3显示器模块173.3.1 LED器件分类173.3.2 LED显示的基本原理173.3.3 LED的驱动和显示183.3.4 显示电路的相关说明183.4 键盘模块203.4.1键盘输入的作用203.4.2键盘工作原理203.4.3按键的识别方法203.4.4键盘的工作方式21
11、3.4.5键值的确定213.4.6键盘接口说明213.5电源模块223.6 报警模块23第4章 GSM模块控制254.1概述254.2 SMS短信息的无线数据传送监视和控制254.3基于GSM通信的软件接口264.4 基于PDU模式的中文短信息接收274.4.1 PDU数据包格式284.4.2 PDU模式的纯英文短信息解码284.4.3 中文短信息的解码28第5章 嵌入式系统的应用315.1 基于嵌入式系统的应用315.1.1 功能描述315.1.2 设备布局325.2 相关的GSM AT指令335.3计算机与TC35T的通信345.4 PDU数据格式分析345.5 短消息编码365.6短消息
12、的发送与接收37第6章 结论及尚存在的问题38致 谢39参考文献40第1章 系统概述第章 系统概述基于单片机的Modem接口设计属于嵌入式系统设计。嵌入式系统虽然起源于微型计算机时代，然而，微型计算机的体积、价位、可靠性都无法满足广大对象系统的嵌入式应用要求，因此，嵌入式系统必须走独立发展道路。这条道路就是芯片化道路。将计算机做在一个芯片上，从而开创了嵌入式系统独立发展的单片机时代。在探索单片机的发展道路时，有过两种模式，即“模式”与“创新模式”。“模式”本质上是通用计算机直接芯片化的模式，它将通用计算机系统中的基本单元进行裁剪后，集成在一个芯片上，构成单片微型计算机；“创新模式”则完全按嵌入
13、式应用要求设计全新的，满足嵌入式应用要求的体系结构、微处理器、指令系统、总线方式、管理模式等。Intel公司的MCS-48、MCS-51就是按照创新模式发展起来的单片形态的嵌入式系统（单片微型计算机）。MCS-51是在MCS-48探索基础上，进行全面完善的嵌入式系统。历史证明，“创新模式”是嵌入式系统独立发展的正确道路，MCS-51的体系结构也因此成为单片嵌入式系统的典型结构体系。1.1 嵌入式系统的定义按照历史性、本质性、普遍性要求，嵌入式系统应定义为：“嵌入到对象体系中的专用计算机系统”。“嵌入性”、“专用性”与“计算机系统”是嵌入式系统的三个基本要素。对象系统则是指嵌入式系统所嵌入的宿主
14、系统。1.2 嵌入式系统的特点嵌入式系统的特点与定义不同，它是由定义中的三个基本要素衍生出来的。不同的嵌入式系统其特点会有所差异。与“嵌入性”的相关特点：由于是嵌入到对象系统中，必须满足对象系统的环境要求，如物理环境（小型）、电气/气氛环境（可靠）、成本（价廉）等要求。与“专用性”的相关特点：软、硬件的裁剪性；满足对象要求的最小软、硬件配置等。与“计算机系统”的相关特点：嵌入式系统必须是能满足对象系统控制要求的计算机系统。与上两个特点相呼应，这样的计算机必须配置有与对象系统相适应的接口电路。另外，在理解嵌入式系统定义时，不要与嵌入式设备相混淆。嵌入式设备是指内部有嵌入式系统的产品、设备，例如，
15、内含单片机的家用电器、仪器仪表、工控单元、机器人、手机、PDA等。嵌入式系统是以应用为中心，以计算机技术为基础，并且软硬件可裁剪，适用于应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗有严格要求的专用计算机系统。它一般由嵌入式微处理器、外围硬件设备、嵌入式操作系统以及用户的应用程序等四个部分组成，用于实现对其他设备的控制、监视或管理等功能。嵌入式系统一般指非PC系统，它包括硬件和软件两部分。硬件包括处理器微处理器、存储器及外设器件和IO端口、图形控制器等。软件部分包括操作系统软件(OS)（要求实时和多任务操作）和应用程序编程。有时设计人员把这两种软件组合在一起。应用程序控制着系统的运作和行为；而操作系
16、统控制着应用程序编程与硬件的交互作用。 嵌入式系统的核心是嵌入式微处理器。嵌入式微处理器一般就具备以下4个特点： 1.对实时多任务有很强的支持能力，能完成多任务并且有较短的中断响应时间，从而使内部的代码和实时内核心的执行时间减少到最低限度。2.具有功能很强的存储区保护功能。这是由于嵌入式系统的软件结构已模块化，而为了避免在软件模块之间出现错误的交叉作用，需要设计强大的存储区保护功能，同时也有利于软件诊断。 3.可扩展的处理器结构，以能最迅速地开展出满足应用的最高性能的嵌入式微处理器。4.嵌入式微处理器必须功耗很低，尤其是用于便携式的无线及移动的计算和通信设备中靠电池供电的嵌入式系统更是如此，如
17、需要功耗只有mW甚至W级。嵌入式计算机系统同通用型计算机系统相比具有以下特点：1)嵌入式系统通常是面向特定应用的嵌入式CPU与通用型的最大不同就是嵌入式CPU大多工作在为特定用户群设计的系统中，它通常都具有低功耗、体积小、集成度高等特点，能够把通用CPU中许多由板卡完成的任务集成在芯片内部，从而有利于嵌入式系统设计趋于小型化，移动能力大大增强，跟网络的耦合也越来越紧密。2)嵌入式系统是将先进的计算机技术、半导体技术和电子技术与各个行业的具体应用相结合后的产物。这一点就决定了它必然是一个技术密集、资金密集、高度分散、不断创新的知识集成系统。3)嵌入式系统的硬件和软件都必须高效率地设计，量体裁衣、
18、去除冗余，力争在同样的硅片面积上实现更高的性能，这样才能在具体应用中对处理器的选择更具有竞争力。4)嵌入式系统和具体应用有机地结合在一起，它的升级换代也是和具体产品同步进行，因此嵌入式系统产品一旦进入市场，具有较长的生命周期。5)为了提高执行速度和系统可靠性，嵌入式系统中的软件一般都固化在存储器芯片或单片机本身中，而不是存贮于磁盘等载体中。 6)嵌入式系统本身不具备自举开发能力，即使设计完成以后用户通常也是不能对其中的程序功能进行修改的，必须有一套开发工具和环境才能进行开发。1.3嵌入式系统的种类与发展按照上述嵌入式系统的定义，只要满足定义中三要素的计算机系统，都可称为嵌入式系统。嵌入式系统按
19、形态可分为设备级（工控机）、板级（单板、模块）、芯片级（MCU、SoC）。有些人把嵌入式处理器当作嵌入式系统，但由于嵌入式系统是一个嵌入式计算机系统，因此，只有将嵌入式处理器构成一个计算机系统，并作为嵌入式应用时，这样的计算机系统才可称作嵌入式系统。嵌入式系统与对象系统密切相关，其主要技术发展方向是满足嵌入式应用要求，不断扩展对象系统要求的外围电路（如ADC、DAC、PWM、日历时钟、电源监测、程序运行监测电路等），形成满足对象系统要求的应用系统。因此，嵌入式系统作为一个专用计算机系统，要不断向计算机应用系统发展。因此，可以把定义中的专用计算机系统引伸成，满足对象系统要求的计算机应用系统。39
20、第2章 系统总体方案设计第2章 系统总体方案设计系统总体方案设计根据以上的设计思想建立的家庭GSM短信息遥控监测系统，由无线GSM的 Modem模块、单片机AT89S52模块、防盗报警模块、电源模块、温度监测模块等构成。21 远程控制技术概述本系统研究建立一个对家居环境进行远程控制，实现家居智能化的系统。远程控制是指远端的控制系统通过通信系统对家庭设备进行检测与控制，最终实现生产资源和社会资源的优化配置。现代远程控制技术是计算机技术、通信技术、网络技术和监控技术的结合，是信息技术与控制技术的集成。现在工农业的生产中，远程监控有着广泛的应用。进行远程控制有以下几种方式：1 使用无线电收/发设备；
21、2 利用有线电话网络，使用电话线路，以双多音频（CDTMF）信号为载体传送简单命令和数据；3 利用计算机，借助互联网传送数据及命令；4 借助PLMN(公用陆地移动网)的SMS（短信）服务平台或GPRS的数据业务功能传送数据或命令。然而无论哪一种传书技术，对于用户来讲，最基本的要求便是要方便、快捷、安全、可靠。有线传输方式，可以通过架设专线、利用公共数据网等实现，但是在很多场合下，有线方式受到了架线环境、传输距离等条件限制。无线方式实现的方式也很多，可以通过自建无线发射接收系统，如短波电台、架设微波线路等，但是这种方式的维护容易受到地形地貌的影响以及频率资源的限制，架设成本高、系统的架设合维护工
22、作繁重，在业务量小、用户数量大、位置分散等应用场合中叶受到很大限制。22 总体方案设计图2-1 系统总体方案框图23 方案论证比较本系统主要通过手机和Modem模块，以及单片机之间的通信，与已经出现的研究成果向比较，在实现方法和对象上有很大区别。图2-2 本系统与传统系统比较框图近几年来，单片机的发展更为迅速，它已渗透到诸多学科的领域，以及人们生活的各个方面。单片机并没有超脱冯诺依曼原理下的计算机的结构框架和工作原则，而是着眼于应用到更广阔的范围：工业控制、数字显示、智能仪表、电子设备、汽车电控、农机、家电乃至儿童玩具的控制。厂家在一个芯片上制成了CPU和一定容量的程序存储器和数据存储器以及一
23、定数量的输入/输出接口，在一个大规模集成电路芯片上构造了完整的计算机结构，故称之为单片机。MCS-51系列中的一片8751芯片，内部构造了完整的计算机硬件系统。从CPU、存储器到输入输出端口，一应俱全。只要写入程序，就可完成中央控制或数据采集、处理机通信传输的信息处理机，MCS-51单片机指令系统中为适应控制的需要设有极强的位处理功能，具有加减乘除指令；CPU时钟12MHz，完成单字节乘法或除法运算金需要4nm；具有多机通信功能，可作为多机系统中的一个子系统。一般微处理器和有关元器件分军用和民用两极，民用产品主要用于办公室及机房环境，工作温度在070，军用产品要求在恶劣环境条件下稳定工作，工作
24、温度在-65+125；工业机产品的性能介于以上两者之间，在-40+85温度环境中可正常工作。工业产品可靠性比民用产品强，价格较军用品低。在单片机应用中，可以根据实际工作环境，选择工作级芯片，保证系统可靠。近年来，在国际上出线了Mechanics和electronics符合成的Mechtronics这个新词，我国译为“机电一体化”。这种机械和电子技术、信息技术紧密结合的新的学科领域是先进制造技术研究和普及的结果。机电一体化产品要实现电器控制的实时性、高可靠性、可编程性和一定的人工智能。同时追求体积小、价格低，甚至低功耗等。正是针对上述种种要求而设计的单片机自然成为机电一体化控制器的最佳选择。单片
25、机发展了20多年，几乎无处不在因此我选用了单片机作为该控制系统的核心控制元件。第3章 接口设计第3章 系统硬件电路设计3.1 单片机AT89S52 AT89S52是一种价格低廉、低功耗、高性能的片内含有8KB快闪可编程/擦除只读存储器的8位CMOS微控制器，使用高密度、非易失存储技术制造，芯片上的FPEROM允许在线编程或采用通用的非易失存储编程器重复编程。3.1.1 主要特点及管脚1. 与MCS-51单片机产品兼容2. 8K字节在系统可编程Flash存储器3. 1000次擦写周期4. 全静态操作：0Hz33Hz5. 三级加密程序存储器6. 31个可编程I/O口线7. 三个16位定时器/计数器
26、8. 八个中断源9. 全双工UART串行通道10. 低功耗空闲和掉电模式11. 掉电后中断可唤醒12. 看门狗定时器13. 双数据指针14. 掉电标识符图- 单片机管脚AT89S52是一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K在系统可编程Flash存储器。使用Atmel公司高密度非易失性存储器技术制造，与工业80C51产品指令和引脚完全兼容。片上Flash允许程序存储器在系统可编程，亦适用于常规编程器。在单芯片上，拥有灵巧的8位CPU和在系统可编程Flash，使得AT89S52为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案。P0口：P0口是一个8位漏极开路的双向I/O口。作为输入口
27、，每位能驱动8个TTL逻辑电平。对P0端口写“1”时，引脚用作高阻抗输入。当访问外部程序和数据存储器时，P0口也作为低8位地址/数据复用。在这种模式下，P0具有内部上拉电阻。在Flash编程时，P0口也用来接收指令字节；在程序校验时，需要外部上拉电阻。本系统用P0口作为温度的输出，由于P0口的输出电流不足以点亮所有LED数码管显示，解决驱动的问题有两种解决方案：（1）把数码管各段分别接到单片机的I/O口上；（2）把数码管各段都接在P0口上，把公共端通过驱动接在单片机P2口，用来作为片选。本系统采用第二种方案，因为硬件上实现比较简单，并且可以应用多个LED数码管，这些之需要软件控制，方便简单。P
28、1口：P1口是一个具有内部上拉电阻的8位双向I/O口，P1输出缓冲器能驱动4个TTL逻辑电平。对P1端口写（1）时，内部上拉电阻把端口拉高，此时可以作为输入口使用。作为输入使用时，被外部拉低的引脚由于内部电阻的原因，将输出TTL电流。本系统中把P1口用作发光二极管的显示情况，以及P1.5 P1.6 P1.7用作ISP串行口程序下载。P2口：P2口是一个具有内部上拉电阻的8位双向I/O口，P2输出缓冲器能驱动4个TTL逻辑电平。对P2端口写（1）时，内部上拉电阻把端口拉高，此时可以作为输入口使用。作为输入使用时，被外部拉低的引脚由于内部电阻的原因，将输出电流。在访问外部程序存储器或用16位地址读
29、取外部数据存储器时，P2口送出高八位地址。在这种应用中，P2口试用很强的内部上拉发送1。在使用8位地址访问外部数据存储器时，P2口输入P2锁存器的内容。在Flash编程和校验时，P2口也接受高8位地址字节和一些控制信号。本系统中把P2口用作LED的片选和案件的检测口。P3口：P3口是一个具有内部上拉电阻的8位双向I/O口，P2输出缓冲器能驱动4个TTL逻辑电平。对P3端口写“1”时，内部上拉电阻把端口拉高，此时可以作为输入口使用作为输入使用时，被外部拉低的引脚由于内部电阻的原因，将输出TTL电流。P3口亦作为AT89S52特殊功能（第二功能）使用。本系统把P3口用于与MODEM模块之间的通信，
30、定时器按键扫描。3.1.2 存储器MCS-51器件有单独的程序存储器和数据存储器，外部程序存储器和数据存储器都可以64K寻址。 程序存储器：如果EA引脚接地，程序读取之从外部存储器开始。对于89S52，如果EA接VCC，程序读写先从内部存储器（地址为0000H-1FFFH）开始，接着从外部寻址，寻址地址为：2000HFFFFH。数据存储器：AT89S52有256字节片内数据存储器。高128字节与特殊功能寄存器重叠。也就是说高128字节与特殊功能寄存器有相同的地址，而物理上是分开的。当一条指令访问高字节于7FH的地址时，寻址方式决定CPU访问高128字节RAM，还是特殊功能寄存器空间。直接寻址方
31、式指令访问0A0H（P2口）存储单元MOV 0A0H，# data使用间接寻址方式，访问高128字节RAM。例如下面的间接寻址方式中，R0内容为0A0H，访问的地址是0A0H寄存器，而不是P2口（它的地址是0A0H）。MOVR0，#data堆栈操作也是间接寻址方式。因此，高128字节数据RAM也可以用于堆栈空间。 本系统数据存储器扩展电路：图3-2 RAM扩展3.1.3 中断 AT89S52有6个中断：两个位外部中断（INT0和INT1），三个定时中断（定时器0，1，2）和一个串行中断。每个中断源都可以用过置位或清除特殊寄存器IE置位EA，它能一次禁止所有中断。对于AT89S52，IE.5位也
32、是不能用的。用户软件不应给这些位写1。他们作为AT89系列新品预留。定时器2可以被寄存器T2CON中的TF2和EXF2的或逻辑触发。程序进入中断服务后，这些编制位都可以由硬件清零。实际上，中断服务程序必须判定是否由软件清零。定时器0和定时器1标志位TF0和TF1在计数溢出的那个周期的S5P2被置位。他们的值一直到下一个周期被电路捕捉下来。然而，定时器2的标志位TF2在计数溢出的那个周期的S2P2被置位，在同一个周期被电路捕捉下来。3.1.4 晶振特性AT89S52单片机有一个用于构成内部振荡器的反相放大器，XTAL1和XTAL2分别是放大器的输入、输出端。石英晶体和陶瓷谐振器都可以用来一起构成
33、自激振荡器。从外部时钟源驱动器件的话，XTAL2可以不接，而从XTAL1接入。由于外部时钟信号经过二分触发后作为外部时钟电路输入的，所以对外部时钟信号的占空比没有其它要求，最长低电平持续时间和最少高电平持续时间等还是要符合要求的。石英晶振C1,C2=30PF10PF陶瓷谐振器C1,C2=40PF10PF本设计采用的晶振为11.0592MHz以满足9600的通信波特率。图3-3 晶振特性3.1.5 复位电路单片机复位电路包括片内、片外两部分。内部复位电路在每个机器周期对片外信号复位一次，当RST引脚上出现连续两个机器周期的高电平时，单片机就能完成一次复位。片外复位信号通过引脚RST加到内部复位电
34、路上。外部复位电路就是为内部复位电路提供两个机器周期以上的高电平而设计的。单片机通常采用上电自动复位和按键手动复位的两种方式。本设计采用按键电平复位：图3-4 复位电路3.2 GSM短信息通信模块（Modem）目前，在国内已经开始使用的GSM模块有Falcom的A2D系列，Wavecom的WM02系列，西门子的TC35系列模块，这些模块的功能、用法差别不大。其中TC35系列模块性价比很高，并且已经有国内的无线电设备入网证。西门子的TC35i模块是西门子推出的最新的无线模块，功能上与TC35兼容，设计紧凑，大大缩小了用户产品的体积。TC35i与GSM 2/2+兼容、双频（GSM900/GSM18
35、00），RS232数据口、符合ETSI标准GSM0707和GSM0705，且易升级为GPRS模块。该模块集射频电路和基带于一体，向用户提供标准的AT命令接口，为数据、语音、短消息和传真提供快速、可靠、安全的传输，方便用户的应用开发及设计。3.2.1 Modem的串口通信GSM短信模块选用的是GSM Modem，它的输出为RS232电平。单片机是整个控制系统的核心器件，从经济实用，时序控制以及运行速度方面考虑系统选用ATMEL公司开发的AT89S52作为本系统的主控部件。GSM短信息模块主要提供无线语音和数据传输功能，外界传输的媒介为GSM网络。本设计主要是利用它的数据传输功能，本系统和用户之间
36、的通信就和两个手机用户之间的通信一样。AT89S52单片机是这部分的核心，它承担着短信息的接收和发送任务。单片机和GSM的Modem模块之间通过串行进行通信。GSM的Modem模块安装了SIM卡，这就是本系统的号码。相互通道接口选择原则相互通道接口设计与其他通道接口设计的显著区别是：相互通道接口主要是接口标准的选择、在选择好标准接口后要解决的问题主要是通信控制芯片的选择，通信介质选择以及接口信号电平的调整等。接口标准、通信控制芯片、通信介质的选择主要考虑的原则是：1）可靠性在相互通道里，主要是数据、指令的传输通道，不允许有传输错误。因此在相互通道的各个环节上都要保证有高可靠的传输。其中包括满足
37、传输环境要求的接口标准选择，因为不同的接口标准在满足特定的环境条件下要可靠的工作，芯片的可靠性保证措施：如通信状态测试、误差校验及其他可靠性保证措施的设置和使用，以及根据环境污染状况选择通信介质等。2）通信速度与通信距离通常的标准串行接口的电气特性都有满足可靠传输时的最大通信速度用传送距离指标。通常，这两个指标具有相关性，适当的降低通信速度，可以提高通信距离，反之亦然。例如：采用RS232-C所提供的单项数据传输时，最大数据传输速率为20kb/S，最大传输距离为15m。改用RS-485标准时，所提供单向，平衡传输线路传送数据，最大传输速率可达10MB/S，最大传输距离为300m，适当降低数据传
38、输速率时，传输距离可加大到1200m。3）通道的抗干扰能力通道选择的标准接口，在保证不超过其适用范围时都有一定的抗干扰能力，以保证可靠的信号传输。但在一些工业测控系统中，相互通道的环境十分恶劣，因此，在通信介质选择、接口标准选择要充分注意其干扰能力，以及抗干扰措施设置。例如：长距离传输时，使用电流环技术，不仅使电流环路大大降低对噪声的敏感程度，而且也便于在通信的两端点处提供电气距离。在高噪声污染环境中采用光纤介质进行数据传输是解决噪声干扰、实现光电隔离的最好办法。2串行通信电路的设计RS232标准是EIA广泛使用的标准。其中RS232-C标准最初是为了促进使用公用电话网络进行数据通信而制定的。
39、RS232-C标准有两个地。一个是机壳地，它自接到系统的屏蔽上。另一个是信号地，对所有其他信号提供一个公共参考点，这个地是必须连接起来的。由于信号地不一定与机壳地绝缘，RS232-C存在一个固有的潜在接地回路的问题。在工业测控系统中，MCS-51系列单片机用来在现场采集模拟量、开关量，而中央控制计算机在控制室或调度室用来检测整个控制现场。他们之间的数据传送或构成局部网络、多用户系统和分布式控制系统。在这种情况下一般采用PC机与单片机以串行通信方式交换信息，PC机为主机，单片机为从机。3RS232-C串行通信接线方法（三线制）测控系统中，数据通讯主要采用异步串行通讯方式。异步通讯接口有三类：1）
40、RS232-C（RS232-A，RS232-B）2）RS449，RS422，RS423，RS4853）20mA电流环在Windows应用程序的开发中，我们常常需要面临与外围数据源设备通信的问题。计算机和单片机（如MCS-51）都具有串行通信口，可以设计相应的串口通信程序，完成二者之间的数据通信任务。RS232-C在空闲时处于逻辑1状态，在开始传送时，首先产生一个起始位，起始位为一个宽度的逻辑+0，紧随其后为所要传送的数据，所要传送的数据从低位开始依次送出，并以一个结束位标志该字节传送结束，结束位为一个宽度的逻辑1状态。使用9针或25针的接抽件将串行口的信号送出。4串口电平转换芯片MAX232整
41、个数据采用模块是作为下位机的单片机AT89C51来控制的，上位机的PC机之间是通过标准RS232串口连接的。RS232下位机与作为接口标准是EIA电气商业协会广泛使用的标准，EIA RS标准涉及很广的范围，远远超出了通信和计算机领域。RS232-C标准有两个地。一个是机壳地，自接连到系统的屏蔽罩上。只有在把机壳地连在一起是安全的场合，两个设备的这个地可能连在一起。另一个是信号地，对所有其他信号提供一个公共参考点。这个地是必须连接起来的。RS232电路的电平与TTL和CMOS电平完全不同。在RS232-C系统中的电压对地是对称的，并且逻辑0至少为3V，逻辑1和逻辑0间的电压摆幅可能是20V或者更
42、大，这是为了避免通信线路上的干扰。而TTL或者CMOS电平逻辑0为0.3V以下，逻辑1约为5V左右。因此，这就需要变换电平的器件来转换电平。MAX232就是用于电平转换的芯片，它是两通道RS232驱动器/接收器，使用单一+5V电源供电，其管脚图：图3-5 MAX232芯片管脚为增加信号在线路上的传输距离和提高抗干扰能力，RS232提高了信号的传输电平。该接口采用双极性信号，公共地线和负逻辑。对于发送端;-5V表示逻辑1，+15V表示逻辑0.对于接地端：电压低于-3V表示1，高于+3V表示0.它与单片机的逻辑电平不一致，因此在实际应用时，必须把微处理器的信号电平（TTL电平）转换为RS232电平
43、，或者对两者进行逆转换。这种转换是由专用电平转换芯片实现的。常用电平转换芯片有MC1488,SN75150和MC1489,SN74154等。但1488、1489要求使用15 V的电源，且接受与发送个又一芯片，设计不太方便。另外许多公司研制出一些适合于RS232C标准接口线路的芯片。这些芯片主要是提高集成度，把驱动接收功能集中在一个芯片上，或者是在1个芯片上，包含几个线路(TX)和接收器(RX)，有些还带有监控系统。为方便设计，提高系统稳定性，保护器件，根据产品资料，选用MAXIM公司生产的MAX232E芯片。MAX232内部有2个线路驱动器（TX）和2个接收器（RX）。内部具有两个充电泵，把+
44、5VDC转换成15VDC。串行接口电路如图所示：图3-6 串行接口电路3.2.2 相关的GSM AT指令1AT指令功能：AT+CMOS Send an SMS command (发出一条短消息指令)AT+CMGD Delete SMS message ( 删除SIM卡内存的短消息)AT+CMGF Select SMS message formate(选择短消息信息格式：0-PDU;1-文本)AT+CMGL List SMS message from preferredstore(列出SIM卡中的短消息PDU/text“RECUNREAD”-未读，1/“RECREAD”-已读出，2/“STOUN
45、SENT”-待发，3/“STOSENT”-已发，4/“ALL”-全部的)AT+CMGR Read SMS message (读短消息)AT+CMGS Send SMS message (发送短消息)AT+CMGW Write SMS message to memory (向SIM内存中写入待发的短消息)AT+CMSS Send SMS message from storage (从SIM内存中发送短消息)AT+CNMI New SMS message indications(显示新收到的短信息)AT+CPMS Preferred SMS message storage (选择短消息内存)AT+
46、CSCA SMS service center address (短消息中心地址) AT+CSCB Select cell broadcast message (选择蜂窝广播消息)AT+CSMP Set SMS text mode parameters (设置 短消息文本模式参数)2对短消息的控制方式共有三种模式：Block Mode基于AT命令的PDU Mode基于AT命令的Text Mode使用Block模式需要手机生产厂家提供驱动支持，目前，PDU Mode已取代Block Mode，Text Mode比较简单。用于中英文短信息传送应使用PDU模式，只传送英文短信息（纯文本格式）使用Te
47、xt模式。Text模式的短信息发送和接收比较简单，如不需要传送中文则最好采用Text模式发送和接收短信息。 3.2.3计算机与TC35的通信1RS232串口连接由于TC351自带RS232串口线，故只需将其连接到计算机串口即可。打开超级终端，选择相应的串口，将端口参数设置为：速率9600、奇偶校验位无，数据位8，停止位1，流量控制硬件。2连接测试输入“AT”然后回车，屏幕上返回“OK”表明计算机与EC51已连接成功，EC51能够正常工作。这时就可以测试各类AT命令。当测试命令为“AT+CMGS=?”时，如果返回“OK”表明TC51支持该指令。该指令的完整语法如下：如果此时TC35i处于PDU Mode（即“AT+CMGF？”返回“0”）AT+CMGS=PDU isgiven如果短消息发送成功，则返回“OK”，并显示信息号：+CMGS :,如果短消息发送失败，则返回如下信息号：