基于基于 Q2403AQ2403A 的单片机短消的单片机短消息收发系统息收发系统

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        引言引言 基于基于 GSMGSM 短消息的业务不需要建立拨号连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短消息中心，再由短消息中心转发到最终目标。标。 GSM GSM 短消息业务以其连接简单、费用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低廉、覆盖范围广、实现方便等优点得到了广泛的应用。运用 广泛的应用。运用 GSM GSM 短消息实现远程测短消息实现远程测控的可靠性较高、控的可靠性较高、信号传播距离远、覆盖面传播距离远、覆盖面

积广，并且可以节省建网初期的巨额投资。 积广，并且可以节省建网初期的巨额投资。

系统硬件实现系统硬件实现 11 总体系统结构 总体系统结构 该系统硬件主要由该系统硬件主要由 80518051 单片机扩展电路、单片机扩展电路、 Q2403AQ2403A手机模块、模块、 RS-232RS-232 总线总线接口电路、、电源转换器等部转换器等部分组成。分组成。 　　其中，电源转换器将　　其中，电源转换器将 PCPC 端口的端口的 12V12V 电压转换成转换成

3.6V3.6V 和和 5V5V 稳压，使系统中的芯片处于正常工作状态。稳压，使系统中的芯片处于正常工作状态。RS-232RS-232 总线接口电路包括电平转换和串口扩展电路。总线接口电路包括电平转换和串口扩展电路。80518051 单片机实现单片机实现存储器扩展之后，通过扩展之后，通过 RS-232RS-232 总总线接口电路与线接口电路与 P CP C 进行数据通信进行数据通信 ;; 以中断方式对数据以中断方式对数据进行处理后，控制进行处理后，控制 Q2403AQ2403A 手机模块进行短消息收发，手机模块进行短消息收发，实现系统的监控功能。实现系统的监控功能。

22 　单片机扩展电路设计 　单片机扩展电路设计 MCS-51MCS-51 单片机的内部虽已集成了很多资源，单片机的内部虽已集成了很多资源， 些资源都些资源都 折中配置的，片内程序存储器、折中配置的，片内程序存储器、

数据存储器的容量都不大，并行数据存储器的容量都不大，并行 I/OI/O 端口的端口的数量也不是很多。此外，在有些应用中，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。片内定时器、中断、串行口等也显得不足。因此，根据需要，本系统选用因此，根据需要，本系统选用 80518051 单片机单片机并对其进行扩展。 并对其进行扩展。

33 　读写存储器扩展 　读写存储器扩展 本文选用本文选用 SRAMSRAM 芯片芯片 62646264 。容量为。容量为 8K×8bit8K×8bit 。。其地址线有其地址线有 1313 条，即条，即 A12~A0A12~A0 。。 88 条数据线条数据线

D7~D0D7~D0 。再加上其他引脚，总共有。再加上其他引脚，总共有 2828 个引脚，个引脚，其中有其中有 22 个标注为个标注为 NcNc 的空引脚。把的空引脚。把 NcNc 引脚分别引脚分别作为地址线作为地址线 A13~A14A13~A14 使用，就是容量为使用，就是容量为 16k×8bit16k×8bit和和 32k×8bit32k×8bit 的的 SRAMSRAM 存储芯片。存储芯片。

　　接口方案采用地址完全译码设计。 使用　　接口方案采用地址完全译码设计。 使用7413874138 译码器为扩展的存储器分配地址空间。给译码器为扩展的存储器分配地址空间。给62646264 数据存储器分配惟一的地址空间是：数据存储器分配惟一的地址空间是：0000H~1FFFH0000H~1FFFH 。。

4.4.只读存储器扩展只读存储器扩展 本文选用本文选用 AT24C02AT24C02 进行数据存储。它使用进行数据存储。它使用两根信号线进行数据传输，一根是串行数两根信号线进行数据传输，一根是串行数据线据线 (SDA)(SDA) ，另一根是串行时钟线，另一根是串行时钟线 (SCL)(SCL) 。。

5. 5. RS-232RS-232 接口电路设计接口电路设计 MAX202MAX202 是单电源、双是单电源、双 RS-232RS-232 发送发送 // 接收器，适用于各种接收器，适用于各种 EIA-232EEIA-232E

和和 V.28/V.24V.28/V.24 的通信接口。的通信接口。 MAX202MAX202 芯片有一个电压转换器，可以把芯片有一个电压转换器，可以把输入的输入的 +5V+5V 电源转换成电源转换成 RS-232CRS-232C 输出所需的输出所需的 ±10V±10V 电压，所以，用电压，所以，用此芯片接口的串行通信系统只要单一的此芯片接口的串行通信系统只要单一的 +5V+5V 即可。即可。 　　本文选用通用异步接收　　本文选用通用异步接收 // 发送器发送器 MAX3100MAX3100 对单片机串行口进行对单片机串行口进行扩展，将单片机与扩展，将单片机与 RS-232RS-232 总线相连。总线相连。 　　　　 MAX3100MAX3100 供电电源范围宽、功耗低、在供电电源范围宽、功耗低、在 +2.7V~+5.5V+2.7V~+5.5V 的电源中的电源中仅吸收仅吸收 0.5mA0.5mA 的电流，具有零功耗的停机模式，并能由接收信号唤的电流，具有零功耗的停机模式，并能由接收信号唤醒，使用醒，使用 SPI/MicrowireSPI/Microwire 接口与主微控制器进行通信。接口与主微控制器进行通信。 MAX3100MAX3100 不不仅适合于速率高达仅适合于速率高达 230kbps230kbps 的的 RS-232RS-232 和和 RS-485RS-485 数据链路，而且支数据链路，而且支持速率为持速率为 2.4kbps~115.2kbps2.4kbps~115.2kbps 的红外线数据协会的红外线数据协会 (IrDA)SIR(IrDA)SIR 格式，在格式，在基于微控制器的小型系统设计中具有良好的应用前景基于微控制器的小型系统设计中具有良好的应用前景

串口扩展电路图 串口扩展电路图

电源部分电源部分 由于由于 PCPC 端口提供的电压为端口提供的电压为 12V12V ， 系统中的芯片， 系统中的芯片

有有 3.6V3.6V 和和 5V5V 两种。因此，电源部分采用美 国家两种。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半导体公司输出电压可调的三端集成稳压芯片LM1085-ADJLM1085-ADJ 。。

　　　　 LM1085LM1085 是一款单芯片集成的电压转换器。是一款单芯片集成的电压转换器。提供提供 3 A3 A 电流输出，具备过流保护，过温保护，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片提供稳定的 3.6V3.6V 、、 5V5V 电压，为芯片工作提供电压，为芯片工作提供了强有力的保证。了强有力的保证。

电源电路原理图。电源电路原理图。

手机模块部分手机模块部分 Q2403A GSM/GPRSQ2403A GSM/GPRS 模块支持双频模块支持双频 EGSM/GPRS EGSM/GPRS

900MHz/1800MHz900MHz/1800MHz 模式，支持模式，支持 ATAT指令，短消息功能完备。指令，短消息功能完备。Q2403AQ2403A 模块具有模块具有 6060 引脚的通用接口，非常容易集成到应引脚的通用接口，非常容易集成到应用产品中用产品中 ;; 具有具有 SIMSIM卡确认、供电、时钟、复位及卡确认、供电、时钟、复位及 I/OI/O 的的3V SIM3V SIM卡接口，包括卡接口，包括 SIMVCCSIMVCC 、、 SIMRSTSIMRST 、、 SIMDATASIMDATA 、、SIMCLKSIMCLK 和和 SIMPRESSIMPRES 等。另外，模块提供一个符合等。另外，模块提供一个符合 V24V24协议的协议的 66 线串行通信接口，包括线串行通信接口，包括 TXTX 、、 RXRX 、、 RTSRTS 、、 CTSCTS 、、DTRDTR 、、 DSR;DSR;同时提供同时提供 DCDDCD 和和 RIRI 信号接口、上电信号信号接口、上电信号PowerON/OFFPowerON/OFF 和复位信号和复位信号 RSTRST 。模块正常工作要求提供。模块正常工作要求提供两路电源，其中，两路电源，其中， VBATTVBATT提供给提供给 RFRF 部分，电压范围为部分，电压范围为3.3V~4.5V3.3V~4.5V ，最大功率为，最大功率为 2 W;VDD2 W;VDD提供给基带部分，电提供给基带部分，电压范围为压范围为 3.1V~4.5V3.1V~4.5V ，最大功率为，最大功率为 0.5W0.5W 。 。

手机模块与手机模块与 SIMSIM卡外围电路设计。 卡外围电路设计。

　系统软件设计 　系统软件设计 　主程序流程 　主程序流程 主程序主要负责系统的初始化，包括单片机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、串口设置时钟设置、端口工作方式设置、串口设置

((波特率、中断允许等波特率、中断允许等 )) 、默认系统数据的恢、默认系统数据的恢复复 ((如时间设置、标志位清零等如时间设置、标志位清零等 )) 、、 GPRSGPRS模块的初始化、中断初始化等。然后反复查模块的初始化、中断初始化等。然后反复查询询 SIMSIM卡网络注册情况，直到注册成功。最卡网络注册情况，直到注册成功。最后进入低功耗模式，等待中断。 后进入低功耗模式，等待中断。

流程如图 流程如图

PCPC 与单片机通信部分与单片机通信部分 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，由串口制命令的发送，由串口 RXD/TXDRXD/TXD 完成。完成。 　　　　 PCPC 控制器通过控制器通过 RS-232RS-232 总线传送多帧总线传送多帧数据，数据内容包括机组运行状态、全部数据，数据内容包括机组运行状态、全部温度数据和输入温度数据和输入 // 输出状态信息，以及故障输出状态信息，以及故障信息等。短消息控制器内的单片机在串口信息等。短消息控制器内的单片机在串口

RXD/TXDRXD/TXD 接收中断过程中判断并处理接收接收中断过程中判断并处理接收到的数据。到的数据。

　　短消息收发短消息收发 　本部分要实现的功能有：接收控制方发　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、组装控制来的短消息并提取有效命令词、组装控制

帧帧 ;; 采集到紧急故障信息时，或是需要反馈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。采用执行结果时，向控制方发送短消息。采用中断方式接收来自中断方式接收来自 Q2403AQ2403A 模块的信息 模块的信息

串口串口 RX/TXRX/TX 的接收和发送中断流程。 的接收和发送中断流程。

Q2403AQ2403A 支持的功能相当完备，本系统主要支持的功能相当完备，本系统主要使用了短消息功能。单片机与使用了短消息功能。单片机与 Q2403AQ2403A 模模块间主要通过串口块间主要通过串口 RX/TXRX/TX 进行通信，以进行通信，以ATAT 命令来实现接收及发送的功能。用到的命令来实现接收及发送的功能。用到的ATAT 命令主要有命令主要有 ::查询注册状态查询注册状态 AT+CREG;AT+CREG;短消息列表短消息列表 AT+CMGL;AT+CMGL; 短消息发送短消息发送AT+CMGS;AT+CMGS; 短消息删除短消息删除 AT+CMGDAT+CMGD 。 。

　　结语　　结语 :: 本文在提出总体设计方案的基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，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。 统及安防系统等诸多领域。