畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）-老年人專用多功能手機(jī)設(shè)計(jì).doc

全套設(shè)計(jì)加扣 3012250582 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 論 文題 目： 老年人專用多功能手機(jī) 學(xué) 院： 計(jì)算機(jī)學(xué)院 專 業(yè)： 計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù) 姓 名： 學(xué) 號(hào)： 指導(dǎo)老師： 完成時(shí)間： 2015.5.27 全套設(shè)計(jì)加扣 3012250582摘要本項(xiàng)目的研究課題是老年人專用多功能手機(jī)，簡稱老年機(jī)。不同于市面上的老年機(jī)，本項(xiàng)目是結(jié)合對(duì)講與通信兩大系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)和構(gòu)造的，對(duì)講系統(tǒng)使用的是卓智達(dá)的服務(wù)器，包括單呼和群組兩種方式，可以即時(shí)通話；通信包括打電話和發(fā)短信這兩個(gè)基本的移動(dòng)通信服務(wù)。該手機(jī)采用的是STM32F103ZET6開發(fā)板，使用AD10軟件設(shè)計(jì)并繪制原理圖和PCB圖，工廠加工成目標(biāo)板子，接下來使用keilvision4軟件開發(fā)應(yīng)用程序，實(shí)現(xiàn)完所有的功能之后，移植c/gui圖形界面系統(tǒng)，簡約的界面，實(shí)用、便捷的功能使得該手機(jī)成為真正意義上的老年機(jī)。關(guān)鍵字： GPS，c/gui，STM32F103，keilAbstactThe research topic of this project is the elderly special feature phones, hereinafter referred to as old machine. Is different from the old machine on the market, this project is combination of intercom and communication design and construction of the two big system, intercom system is using ZhuoZhi server, including single and group two ways, can be im conversations; Communication involves calling and texting the two basic mobile communication service. The cell phone use is STM32F103ZET6 development board, use AD10 software design and draw schematic diagram and PCB diagram, factory processed into the target board, then use the keil including vision4 application software development, realize the function of all, after transplantation (including c/GUI graphical interface system, simple interface, practical and convenient function makes the phone in the true sense of the old machine.Key Words：GPS，c/gui，STM32F103，keil目錄摘要.IAbstact.II目錄.III1 緒論.11.1 概述11.2 目的與意義21.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀31.4研究的主要內(nèi)容和步驟41.4.1 主要內(nèi)容41.4.2 設(shè)計(jì)的步驟42 開發(fā)環(huán)境及開發(fā)工具介紹52.1 keil uvision4簡介52.2 Altium Designer 10介紹52.2.1 AD簡介52.2.2 AD v10.062.2.3 最新亮點(diǎn)62.3 c/gui介紹62.3.1 c/GUI的特點(diǎn)73 系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案83.1設(shè)計(jì)方案83.2芯片選擇83.3軟件設(shè)計(jì)方案84 硬件電路設(shè)計(jì)94.1 主機(jī)CPU模塊94.2 電源模塊104.3 UIM卡模塊114.4 MC8332通訊模塊114.5鍵盤模塊124.6 液晶顯示模塊124.7 功放模塊145 軟件設(shè)計(jì).175.1未開機(jī)時(shí)候的充電界面175.2 登錄服務(wù)器195.3 撥打電話模塊205.4 群組選擇模塊225.5 模擬對(duì)講和數(shù)字對(duì)講245.6 鍵盤設(shè)計(jì)模塊25項(xiàng)目總結(jié)及項(xiàng)目改進(jìn)26參考文獻(xiàn).27致謝.28附錄1 主板原理圖29附錄2 鍵盤和背光燈原理圖30附錄3 MC8332原理圖31附錄4 USB原理圖32附錄5 LCD.33附錄6 USB接口板34附錄7 MC8332模塊35附錄9 STM32F103ZET6主板36附錄10 鍵盤板37IV全套設(shè)計(jì)加扣 30122505821緒論1.1 概述STM32系列基于專為要求高性能、低成本、低功耗的嵌入式應(yīng)用專門設(shè)計(jì)的ARM Cortex-M內(nèi)核。 按內(nèi)核架構(gòu)分為不同產(chǎn)品：其中STM32F1系列有：STM32F103“增強(qiáng)型”系列STM32F101“基本型”系列STM32F105、STM32F107“互聯(lián)型”系列增強(qiáng)型系列時(shí)鐘頻率達(dá)到72MHz，是同類產(chǎn)品中性能最高的產(chǎn)品；基本型時(shí)鐘頻率為36MHz，以16位產(chǎn)品的價(jià)格得到比16位產(chǎn)品大幅提升的性能，是32位產(chǎn)品用戶的最佳選擇。兩個(gè)系列都內(nèi)置32K到128K的閃存，不同的是SRAM的最大容量和外設(shè)接口的組合。時(shí)鐘頻率72MHz時(shí)，從閃存執(zhí)行代碼，STM32功耗36mA，是32位市場上功耗最低的產(chǎn)品，相當(dāng)于0.5mA/MHz。在STM32F105和STM32F107互連型系列微控制器之前，意法半導(dǎo)體已經(jīng)推出STM32基本型系列、增強(qiáng)型系列、USB基本型系列、互補(bǔ)型系列；新系列產(chǎn)品沿用增強(qiáng)型系列的72MHz處理頻率。內(nèi)存包括64KB到256KB閃存和 20KB到64KB嵌入式SRAM。新系列采用LQFP64、LQFP100和LFBGA100三種封裝，不同的封裝保持引腳排列一致性，結(jié)合STM32平臺(tái)的設(shè)計(jì)理念，開發(fā)人員通過選擇產(chǎn)品可重新優(yōu)化功能、存儲(chǔ)器、性能和引腳數(shù)量，以最小的硬件變化來滿足個(gè)性化的應(yīng)用需求。103性能特點(diǎn) 內(nèi)核：ARM32位Cortex-M3 CPU，最高工作頻率72MHz，1.25DMIPS/MHz。單周期乘法和硬件除法。存儲(chǔ)器：片上集成32-512KB的Flash存儲(chǔ)器。6-64KB的SRAM存儲(chǔ)器。時(shí)鐘、復(fù)位和電源管理：2.0-3.6V的電源供電和I/O接口的驅(qū)動(dòng)電壓。POR、PDR和可編程的電壓探測器（PVD）。4-16MHz的晶振。內(nèi)嵌出廠前調(diào)校的8MHz RC振蕩電路。內(nèi)部40 kHz的RC振蕩電路。用于CPU時(shí)鐘的PLL。帶校準(zhǔn)用于RTC的32kHz的晶振。低功耗：3種低功耗模式：休眠，停止，待機(jī)模式。為RTC和備份寄存器供電的VBAT。調(diào)試模式：串行調(diào)試（SWD）和JTAG接口。DMA：12通道DMA控制器。支持的外設(shè)：定時(shí)器，ADC，DAC，SPI，IIC和UART。3個(gè)12位的us級(jí)的A/D轉(zhuǎn)換器（16通道）：A/D測量范圍：0-3.6 V。雙采樣和保持能力。片上集成一個(gè)溫度傳感器。2通道12位D/A轉(zhuǎn)換器：STM32F103xC,STM32F103xD,STM32F103xE獨(dú)有。最多高達(dá)112個(gè)的快速I/O端口：根據(jù)型號(hào)的不同，有26，37，51，80，和112的I/O端口，所有的端口都可以映射到16個(gè)外部中斷向量。除了模擬輸入，所有的都可以接受5V以內(nèi)的輸入。最多多達(dá)11個(gè)定時(shí)器：4個(gè)16位定時(shí)器，每個(gè)定時(shí)器有4個(gè)IC/OC/PWM或者脈沖計(jì)數(shù)器。2個(gè)16位的6通道高級(jí)控制定時(shí)器：最多6個(gè)通道可用于PWM輸出。2個(gè)看門狗定時(shí)器（獨(dú)立看門狗和窗口看門狗）。Systick定時(shí)器：24位倒計(jì)數(shù)器。2個(gè)16位基本定時(shí)器用于驅(qū)動(dòng)DAC。最多多達(dá)13個(gè)通信接口：2個(gè)IIC接口（SMBus/PMBus）。5個(gè)USART接口（ISO7816接口，LIN，IrDA兼容，調(diào)試控制）。3個(gè)SPI接口（18 Mbit/s），兩個(gè)和IIS復(fù)用。CAN接口（2.0B）。USB 2.0全速接口。SDIO接口。ECOPACK封裝：STM32F103xx系列微控制器采用ECOPACK封裝形式。1.2 目的與意義隨著信息化時(shí)代的高速發(fā)展，移動(dòng)通訊產(chǎn)品已經(jīng)成為當(dāng)今社會(huì)的重要組成部分，同時(shí)，老齡化現(xiàn)象導(dǎo)致老年人占整個(gè)社會(huì)群體的比重越來越大，老年人特殊的生理和心理特征，導(dǎo)致他們有可能被高科技邊緣化。目前國內(nèi)外在建筑領(lǐng)域?qū)夏耆巳后w的研究形成了豐富的研究成果，但針對(duì)老年人移動(dòng)通訊產(chǎn)品的研究設(shè)計(jì)成果不多。在移動(dòng)通訊產(chǎn)品市場，手機(jī)的款式越來越多、設(shè)計(jì)越來越時(shí)尚，但專門針對(duì)老年人而研究設(shè)計(jì)的手機(jī)則相形見絀。老年人群是社會(huì)中的弱勢群體，有其特殊的生理。心理特點(diǎn)和生活方式，對(duì)生活用品也有特殊的需求，通過對(duì)老年人移動(dòng)通訊產(chǎn)品的研究可以提升整個(gè)社會(huì)對(duì)老年人群體的關(guān)注度，對(duì)我們今后的老年人用品設(shè)計(jì)和社會(huì)發(fā)展有重要的指導(dǎo)意義。我們中華名族歷來有尊老愛老的優(yōu)良傳統(tǒng)，尊老愛老就要從老年人的角度出發(fā)，只有發(fā)現(xiàn)他們的真正需求并給予滿足，才有利于整個(gè)社會(huì)的和諧發(fā)展。近年來國內(nèi)外對(duì)老年人的研究有很多，特別是在公共設(shè)施、老年人的居住空間方面出現(xiàn)了很多的研究成果。相對(duì)于對(duì)老年人的研究熱情，國內(nèi)外關(guān)于老年人移動(dòng)通訊工具的研究還存在很多不足之處。由于自己在大學(xué)期間，學(xué)習(xí)過相關(guān)的技術(shù)和知識(shí)，特別是STM32系列開發(fā)板的使用，根據(jù)該芯片的性能和參數(shù)做一個(gè)簡單的手機(jī)是完全可以的，雖然實(shí)現(xiàn)一些復(fù)雜的功能比較難，但是就一些基本的打電話、發(fā)短信功能還是可以實(shí)現(xiàn)的。因此，用STM32芯片做一款特定功能的手機(jī)是非常有意義的。1.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀老人手機(jī)的推出對(duì)于大多數(shù)人來說并不陌生，在手機(jī)市場越來越細(xì)分化的今天，老人手機(jī)從無到有，從有到全，已經(jīng)日益充斥著手機(jī)市場。一方面我們不斷的看到以運(yùn)營、政府部門、公益組織為代表的通過贈(zèng)送給孤寡老人手機(jī)來關(guān)愛中老年人，另一方面，我們也看到越來越多的手機(jī)廠商開始關(guān)注老人手機(jī)。從老年人生理機(jī)能和生活習(xí)性出發(fā)，通過深入?yún)^(qū)進(jìn)行大量的老年人訪談與調(diào)研，并聘請老年生理、心理方面的專家作為顧問，我們總結(jié)出老人對(duì)操作簡單、健康環(huán)保、功能實(shí)用的手機(jī)最為歡迎，主要功能需求表現(xiàn)在：大按鍵、大字體、一鍵FM收音機(jī)、一鍵呼叫、快速撥號(hào)、語音播報(bào)、抗摔、大音量、超長待機(jī)等、健康監(jiān)測等等。目前市面上常見的老年人專用功能機(jī)具有以下主要特點(diǎn)：1.超大按鍵2.超大字體3.超大音量4.超長待機(jī)除了四個(gè)基本點(diǎn)四超功能，部分老年手機(jī)還有以下功能：1.定位功能2.語音提醒3.遠(yuǎn)程設(shè)置4.有收音機(jī)功能5.一鍵解鎖一些廠商生產(chǎn)的高端老人機(jī)也有以下特點(diǎn)：其一： 醫(yī)鍵通服務(wù)，手機(jī)有快捷鍵，一鍵撥通醫(yī)鍵通客服電話，全國70個(gè)城市近千家醫(yī)療機(jī)構(gòu)，為老人提供日常咨詢到就醫(yī)報(bào)銷的全程跟蹤服務(wù)。其二：強(qiáng)化收音功能，老年人聽力一般沒有年輕時(shí)候靈敏，要求收音聲音可調(diào)、聲音清晰度高。這樣要選用一些信噪比低、靈敏度高的芯片和微航磁性FM天線（天線中加載磁性材料還一個(gè)好處就是手握和手不握時(shí)候頻率漂移?。?。其三：增加TTS語音播報(bào)功能(TTS的全稱為Text To Speech，即“從文本到語音”。它是同時(shí)運(yùn)用語言學(xué)和心理學(xué)的杰出之作，在內(nèi)置芯片的支持之下，通過神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)，把文字智能地轉(zhuǎn)化為自然語音流。)，即語音變文字發(fā)聲功能。老人年視力不好，可以查閱短信息和來電電話。1.4研究的主要內(nèi)容和步驟1.4.1 主要內(nèi)容1、查找資料，熟悉單片機(jī)的基本結(jié)構(gòu)及功能，熟悉利用、STM32F103ZET6單片機(jī)進(jìn)行手機(jī)的硬件設(shè)計(jì)。2、掌握C語言和keil軟件開發(fā)工具的使用，并完成通訊程序的編寫。3、構(gòu)建各個(gè)模塊功能，利用Altium designer軟件畫原理圖及PCB。4、購買元器件并焊接，制作手機(jī)。5、搭建測試平臺(tái)，手機(jī)軟硬件調(diào)試。1.4.2 設(shè)計(jì)的步驟本次設(shè)計(jì)的課題是基于STM32F103ZET6單片機(jī)的手機(jī)的設(shè)計(jì)，主要的研究方法步驟如下：1、對(duì)整個(gè)MC8332通訊設(shè)備的構(gòu)成、要求、應(yīng)用等進(jìn)行大概的了解，明確課題的定位和所要解決的問題。2、對(duì)單片機(jī)控制的理論以及涉及到的相關(guān)知識(shí)進(jìn)行系統(tǒng)的學(xué)習(xí)，例如：如何建立單片機(jī)通訊，如何利用電腦對(duì)單片機(jī)編程，常用的編譯軟件，以及通訊所要達(dá)到的效果等等。3、選擇單片機(jī)型號(hào)，經(jīng)過對(duì)常用編譯軟件的相關(guān)了解，對(duì)單片機(jī)性能及控制方法做簡單測試。經(jīng)過之前的理論學(xué)習(xí)和了解，以及參考大量文獻(xiàn)總結(jié)前人經(jīng)驗(yàn)，初步選型方案選定如下：選用STM32F103ZET6做主控單片機(jī)，2.3寸TFT彩屏做界面顯示。4、根據(jù)選定的單片機(jī)型號(hào)畫出對(duì)應(yīng)的最小系統(tǒng)以及各個(gè)功能模塊電路圖，畫出PCB板，搭建硬件調(diào)試環(huán)境。5、軟件調(diào)試，在keil軟件上面編譯自己的程序并進(jìn)行真機(jī)調(diào)試，確保程序沒有任何問題。6、綜合調(diào)試，使用自制的手機(jī)與其他對(duì)講模塊進(jìn)行通信，并用其他手機(jī)對(duì)該手機(jī)進(jìn)行撥打電話、發(fā)短信等測試，分別檢驗(yàn)測試效果。對(duì)設(shè)計(jì)的結(jié)果進(jìn)行分析和總結(jié)。52開發(fā)環(huán)境及開發(fā)工具介紹2.1 keil uvision4簡介目前使用Keil uVision4的產(chǎn)品有Keil MDK-ARM，Keil C51，Keil C166和Keil C251。2009年2月發(fā)布Keil uVision4，Keil uVision4引入靈活的窗口管理系統(tǒng)，使開發(fā)人員能夠使用多臺(tái)監(jiān)視器，并提供了視覺上的表面對(duì)窗口位置的完全控制的任何地方。新的用戶界面可以更好地利用屏幕空間和更有效地組織多個(gè)窗口，提供一個(gè)整潔，高效的環(huán)境來開發(fā)應(yīng)用程序。新版本支持更多最新的ARM芯片，還添加了一些其他新功能。2011年3月ARM公司發(fā)布最新集成開發(fā)環(huán)境RealView MDK開發(fā)工具中集成了最新版本的Keil uVision4，其編譯器、調(diào)試工具實(shí)現(xiàn)與ARM器件的最完美匹配。最新的Keil uVision4 IDE，旨在提高開發(fā)人員的生產(chǎn)力，實(shí)現(xiàn)更快，更有效的程序開發(fā)。uVision4引入了靈活的窗口管理系統(tǒng)，能夠拖放到視圖內(nèi)的任何地方，包括支持多顯示器窗口。uVision4在Vision3 IDE的基礎(chǔ)上，增加了更多大眾化的功能。多顯示器和靈活的窗口管理系統(tǒng)系統(tǒng)瀏覽器窗口的顯示設(shè)備外設(shè)寄存器信息調(diào)試還原視圖創(chuàng)建并保存多個(gè)調(diào)試窗口布局多項(xiàng)目工作區(qū)簡化與眾多的項(xiàng)目2.2 Altium Designer 10介紹2.2.1 AD簡介Altium Designer 提供了唯一一款統(tǒng)一的應(yīng)用方案，其綜合電子產(chǎn)品一體化開發(fā)所需的所有必須技術(shù)和功能。Altium Designer 在單一設(shè)計(jì)環(huán)境中集成板級(jí)和FPGA系統(tǒng)設(shè)計(jì)、基于FPGA和分立處理器的嵌入式軟件開發(fā)以及PCB版圖設(shè)計(jì)、編輯和制造。并集成了現(xiàn)代設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)管理功能,使得Altium Designer成為電子產(chǎn)品開發(fā)的完整解決方案一個(gè)既滿足當(dāng)前，也滿足未來開發(fā)需求的解決方案。2.2.2 AD v10.0Altium Designer 10 提供了一個(gè)強(qiáng)大的高集成度的板級(jí)設(shè)計(jì)發(fā)布過程，它可以驗(yàn)證并將您的設(shè)計(jì)和制造數(shù)據(jù)進(jìn)行打包，這些操作只需一鍵完成，從而避免了人為交互中可能出現(xiàn)的錯(cuò)誤。發(fā)布管理系統(tǒng)簡化規(guī)范了發(fā)布您的設(shè)計(jì)項(xiàng)目的流程，或者更具體地說，是那些項(xiàng)目中定義的配置， 直觀，簡潔而且穩(wěn)定。更重要的是，該系統(tǒng)可以被直接鏈接到您的后臺(tái)版本控制系統(tǒng)。 新增的強(qiáng)大的預(yù)發(fā)布驗(yàn)證手段的組合 - 用以確保所有包含在發(fā)布中的設(shè)計(jì)文件都是當(dāng)前的，與存儲(chǔ)在您的版本控制系統(tǒng)中的相應(yīng)的文件“主人”保持同步的文件，并且通過了所有特定的規(guī)則檢查（ERC, DRC, 等等) 從而您可以在更高層面上控制發(fā)布管理，并可保證卓越的發(fā)布質(zhì)量。2.2.3 最新亮點(diǎn)1 提供了將設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)管理置于設(shè)計(jì)流程核心地位的全新桌面平臺(tái)2 提供了新的維度，以供器件數(shù)據(jù)的搜尋和管理，確保輸出到制造廠的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)具有準(zhǔn)確性和可重復(fù)性3 為設(shè)計(jì)環(huán)境提供供應(yīng)鏈信息的智能鏈接，確保對(duì)元器件的使用有更好的選擇4 提供了涵蓋整個(gè)設(shè)計(jì)與生產(chǎn)生命周期的器件數(shù)據(jù)管理方案，而結(jié)構(gòu)性的輸出流程更是確保了輸出信息的完整性R10 系列的增強(qiáng)功能包括：輸出Output Job編輯器、內(nèi)電層分割加速改善、彈出式的多邊形鋪銅管理器、AtmelQToch支持、自定制的笛卡爾直角和極坐標(biāo)柵格、Aldec HDL 仿真功能、實(shí)現(xiàn)比使用指針更多的GUI增強(qiáng)，以及隨著Altium Designer10臨近發(fā)布日前，我們將構(gòu)建其中的更多酷炫功能。而且，其平臺(tái)穩(wěn)定性也得到了增強(qiáng)。2.3 c/gui介紹CGUI是一種嵌入式應(yīng)用中的圖形支持系統(tǒng)。它設(shè)計(jì)用于為任何使用LCD圖形顯示的應(yīng)用提供高效的獨(dú)立于處理器及LCD控制器的圖形用戶接口，它適用單任務(wù)或是多任務(wù)系統(tǒng)環(huán)境， 并適用于任意LCD控制器和CPU下任何尺寸的真實(shí)顯示或虛擬顯示。它的設(shè)計(jì)架構(gòu)是模塊化的，由不同的模塊中的不同層組成，由一個(gè)LCD驅(qū)動(dòng)層來包含所有對(duì)LCD的具體圖形操作。 CGUI可以在任何的CPU上運(yùn)行，因?yàn)樗?00%的標(biāo)準(zhǔn)C代碼編寫的。CGUI能夠適應(yīng)大多數(shù)的使用黑白或彩色LCD的應(yīng)用，它提供非常好的允許處理灰度的顏色管理。還提供一個(gè)可擴(kuò)展的2D圖形庫及占用極少RAM的窗口管理體系。2.3.1 c/GUI的特點(diǎn)c/GUI被設(shè)計(jì)用于給一個(gè)圖形LCD的任何應(yīng)用程序提供一個(gè)高效率的，與處理器和LCD控制器無關(guān)的圖形用戶界面。它適合于單一任務(wù)和多任務(wù)環(huán)境，專用的操作系統(tǒng)或者任何商業(yè)的實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)(RTOS)。c /GUI以源代碼形式提供。它可以適用于任何尺寸的物理和虛擬顯示，任何LCD控制器和CPU。其特點(diǎn)包括下列這些：適用于任何8位/16位/32位CPU，可允許于支持ANSI C的任何編譯器 適用于任何控制器驅(qū)動(dòng)任何LCD（單色，灰度，或彩色） 通過配置宏，可支持任何接口 可配置顯示尺寸 可在LCD的任何一點(diǎn)上顯示字符和畫位圖 對(duì)于顯示尺寸和速度提供優(yōu)化進(jìn)程，編譯時(shí)間依賴于采用的優(yōu)化進(jìn)程 支持虛擬顯示，虛擬顯示的尺寸比實(shí)際顯示大。39河南城建學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第3章 系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案3系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案3.1設(shè)計(jì)方案結(jié)合對(duì)講機(jī)和打電話、發(fā)短信基本功能，并移植ucgui3.90圖形界面，采用C語言開發(fā)應(yīng)用系統(tǒng)。對(duì)講模塊的后臺(tái)服務(wù)器使用卓智達(dá)公司的服務(wù)器。3.2芯片選擇由于主機(jī)液晶顯示采用2.0寸TFT彩色觸摸屏，對(duì)主機(jī)CPU控制器要求較高，故主機(jī)主控芯片采用STM32系列的STM32F103ZET6芯片。3.3軟件設(shè)計(jì)方案本系統(tǒng)基于STM32單片機(jī)平臺(tái)， 系統(tǒng)啟動(dòng)之后，進(jìn)入開機(jī)畫面，然后需要登錄到對(duì)講系統(tǒng)的服務(wù)器，登錄成功之后，打開PTT服務(wù)，進(jìn)入主界面，此時(shí)鍵盤掃描程序不斷的運(yùn)行來檢測按鍵事件的產(chǎn)生，對(duì)于一些特殊的按鍵設(shè)置為中斷觸發(fā)的方式，實(shí)現(xiàn)對(duì)講或者打電話的功能。如下圖為軟件的總體設(shè)計(jì)流程圖。系統(tǒng)啟動(dòng)開機(jī)畫面登錄服務(wù)器PTT服務(wù)開啟進(jìn)入主界面撥打電話工作方式選擇圖3.3軟件總體設(shè)計(jì)流程圖河南城建學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第4章 硬件電路設(shè)計(jì)4硬件電路設(shè)計(jì)4.1 主機(jī)CPU模塊主機(jī)CPU模塊采用STM32系列的CortexM3處理器STM32F103ZET6，STM32系列基于專為要求高性能、低成本、低功耗的嵌入式應(yīng)用專門設(shè)計(jì)的ARM Cortex-M3內(nèi)核。按性能分成兩個(gè)不同的系列：STM32F103“增強(qiáng)型”系列和STM32F101“基本型”系列。增強(qiáng)型系列時(shí)鐘頻率達(dá)到72MHz，是同類產(chǎn)品中性能最高的產(chǎn)品；基本型時(shí)鐘頻率為36MHz，以16位產(chǎn)品的價(jià)格得到比16位產(chǎn)品大幅提升的性能，是16位產(chǎn)品用戶的最佳選擇。兩個(gè)系列都內(nèi)置32K到128K的閃存，不同的是SRAM的最大容量和外設(shè)接口的組合。時(shí)鐘頻率72MHz時(shí)，從閃存執(zhí)行代碼，STM32功耗36mA，是32位市場上功耗最低的產(chǎn)品，相當(dāng)于0.5mA/MHz。STM32F103ZET6外圍電路設(shè)計(jì)簡單，芯片最小系統(tǒng)電路如圖3.1所示。圖4.1 STM32F103ZET6最小系統(tǒng)電路4.2 電源模塊電源模塊分為電池供電和USB供電兩種方式：USB采用輸入5V電壓，經(jīng)過穩(wěn)壓器，轉(zhuǎn)換為3.3V電壓，用來給單片機(jī)，MC8332模塊，LCD，ROM，數(shù)字電位器等供電；USB接口插上時(shí)，對(duì)電池充電，USB電源工作。單片機(jī)可以通過SW1開關(guān)機(jī)按鍵是否按下得知是開機(jī)充電還是關(guān)機(jī)充電；USB接口拔下時(shí)，不在充電，電池電源工作。單片機(jī)可以通過SW1開關(guān)機(jī)按鍵是否按下得知是否開關(guān)機(jī)。圖4.2電源模塊4.3 UIM卡模塊通訊模塊需要插入U(xiǎn)IM卡進(jìn)行通信，包括六個(gè)引腳，分別是電源正極VCC、接地GUN，復(fù)位信號(hào)RST，時(shí)鐘信號(hào)CLK，數(shù)據(jù)DATA,如下圖所示：圖4.3 UIM卡電路圖4.4 MC8332通訊模塊中興的MC8332通信模塊，是CDMA單芯片，單面布局，超薄設(shè)計(jì)，面積小，體積小，對(duì)應(yīng)有一款完全兼容的GPRS模塊；具有語音、短信和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)等功能，可以通過串口與PC連接。鑒于以上特點(diǎn)，決定采用該芯片作為本系統(tǒng)的通訊模塊，芯片原理圖如下所示：圖4.4 MC8332芯片4.5鍵盤模塊該手機(jī)未啟用觸摸屏功能，使用的是純鍵盤操作，為了便于使用和擴(kuò)展決定采用5*5的矩陣鍵盤設(shè)計(jì)，也就是說有25個(gè)實(shí)體按鍵，對(duì)于每個(gè)按鍵事件是通過行列鍵盤掃描的方式來檢測的。相關(guān)原理圖如下：圖4.5.1 鍵盤板的接口圖4.5 矩陣鍵盤原理圖4.6 液晶顯示模塊本系統(tǒng)采用2.0寸TFT液晶顯示屏做界面顯示。單芯片控制器，可以驅(qū)動(dòng)分辨率為176RGB*220的26萬色的TFT-LCD，都包括一個(gè)528通道的源驅(qū)動(dòng)器和一個(gè)220通道的柵極驅(qū)動(dòng)器，芯片能夠直接連接到外部的微處理器，并接受8位的高速總線接口和串行外設(shè)接口，顯示的數(shù)據(jù)可以存儲(chǔ)在內(nèi)存為176*220*18bit的片上顯示數(shù)據(jù)RAM。Pin腳設(shè)置：DB0-DB7為IO口，進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，WR、RS、CS、LE、RST、PWM為功能控制腳，VCC腳提供電壓，GND腳接地。圖4.6.1 TFT-LCD主板接口圖4.6.2 2.0寸16位LCD4.7 功放模塊本系統(tǒng)的功放設(shè)備包括聽筒、喇叭、耳機(jī)和MIC。揚(yáng)聲器和耳機(jī)模塊如下：圖 4.7.1揚(yáng)聲器和耳機(jī)模塊當(dāng)沒有外部耳機(jī)接入時(shí)，是揚(yáng)聲器模式；如果有外部耳機(jī)接入，則DET_EXT_MIC由低變高，切換為耳機(jī)模式。圖4.7.2 LB4890(1)圖4.7.3 LB4809(2)圖4.7.2和4.7.3是音頻功率放大設(shè)備，分別控制著聽筒和揚(yáng)聲器的開關(guān)切換。河南城建學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第5章 軟件設(shè)計(jì)5軟件設(shè)計(jì)軟件設(shè)計(jì)的介紹按照界面出現(xiàn)的順序依次詳細(xì)敘述：5.1未開機(jī)時(shí)候的充電界面圖5.1充電界面當(dāng)接上USB的時(shí)候是充電狀態(tài)，屏幕上顯示充電狀態(tài)：正在充電或者是充電已滿；并且相鄰的位置顯示電池電壓，顯示ADC電量。相關(guān)代碼如下：if(0=Flag_Pow_MC8332 & 0=Flag_Press_KEYON)/未開機(jī)時(shí)候的充電畫面if(0=Flag_Pow_MC8332 & 0=Flag_Press_KEYON)/未開機(jī)時(shí)候的充電畫面/顯示ADC電量display_string_GB2312(40,160,(const u8 *)電池電壓：00,WHITE,BLACK);ADCVol=(ADC_ConvertedValue+31*ADCVol_BAK)/32;/濾波B0=ADCVol%10;B1=(ADCVol/10)%10;B2=(ADCVol/100)%10;B3=(ADCVol/1000)%10;B3+=0x30;B2+=0x30;B1+=0x30;B0+=0x30;LCD_ShowChar8x16(120,160,B3,WHITE,BLACK);LCD_ShowChar8x16(128,160,B2,WHITE,BLACK);LCD_ShowChar8x16(136,160,B1,WHITE,BLACK);LCD_ShowChar8x16(144,160,B0,WHITE,BLACK);ADCVol_BAK=ADCVol;/檢查電池充電if(0=BAT_CHARGE)display_string_GB2312(10,120,(const u8 *)正在充電！00,WHITE,BLACK);elsedisplay_string_8x16(10,120,(const u8 *) ,WHITE,BLACK);if(0=BAT_FULL & ADCVol760) display_string_GB2312(10,136,(const u8 *)充電已滿！00,WHITE,BLACK);elsedisplay_string_8x16(10,136,(const u8 *) ,WHITE,BLACK);MC_PWR_ON_OFF;5.2 登錄服務(wù)器圖5.2.1 初始化界面圖5.2.2PTT服務(wù)開啟界面當(dāng)按下開機(jī)鍵，MC8332模塊開啟，界面顯示登錄過程并伴有語音提示：先對(duì)MC8332模塊進(jìn)行檢查，如果正常工作，則繼續(xù)進(jìn)行下一步，界面顯示“初始化，請等待”字樣，否則重新上電初始化；UIM分為有PIN碼和無PIN碼的卡，先判斷是否需要輸入PIN碼，如果需要?jiǎng)t輸入檢測；接下來獲取模塊的ESN號(hào)碼，獲取成功之后，語言提示“正在登錄”，向該模塊輸入AT指令開啟TTS；修改登錄卓智達(dá)服務(wù)器的賬號(hào)、密碼等信息給模塊；登錄PTT服務(wù)器，登錄成功后顯示“PTT服務(wù)開啟”（PTT：PTT（Push-To-Talk）又稱為“一鍵通”，是一種半雙工的通信方式，在支持PTT的用戶終端上，用戶可以進(jìn)行一對(duì)一或群組間在更大的范圍內(nèi)進(jìn)行類似對(duì)講機(jī)功能的通話。其特點(diǎn)是說話時(shí)才占用上行信道，接聽時(shí)只需監(jiān)聽下行信道，接收方不需要摘機(jī)即可隨時(shí)接聽下行的通話信息。）。5.3 撥打電話模塊圖5.3.1聯(lián)系人信息圖5.3.2呼叫顯示圖5.3.3被叫顯示每個(gè)界面顯示一條聯(lián)系人信息，包括姓名和電話；按上下按鍵可以選擇聯(lián)系人信息，當(dāng)選定之后，按撥號(hào)鍵就可以直接撥打電話；當(dāng)該手機(jī)被呼叫時(shí)，會(huì)顯示來電號(hào)碼，按下接聽鍵即可進(jìn)行通話，通話結(jié)束按下掛機(jī)鍵即可結(jié)束通話。5.4 群組選擇模塊圖5.4.1群組測試一組該對(duì)講模塊加入了7個(gè)群組，分別是中央一臺(tái)、永安臺(tái)、測試一組、俱樂部測試臺(tái)、測試三組、測試二組、檢測一組，按住手機(jī)左邊的up按鍵可以向上切換群組，按住down按鍵可以向下切換群組，按住PTT按鍵可以在當(dāng)前選擇的群組中說話，當(dāng)沒有按下PTT按鍵時(shí)，可以接聽到當(dāng)前所在群組中其他成員的講話。圖5.4.2 單呼操作圖5.4.3單呼結(jié)束單呼：是指一個(gè)主叫方與一個(gè)被叫方（即一對(duì)一）之間的半雙工呼叫。單呼過程中，同一時(shí)間只能有一方講話，另外一方接聽。單呼必須由授權(quán)用戶發(fā)起。具備單呼權(quán)限的用戶可以撥打或選擇被叫用戶號(hào)碼，按下PTT鍵發(fā)起單呼。單呼中每次話權(quán)占用最大時(shí)長可根據(jù)實(shí)際需求設(shè)置。任何兩個(gè)有單呼權(quán)限的用戶，均可以相互單呼。集團(tuán)/團(tuán)體內(nèi)的用戶可以單呼集團(tuán)外的用戶。單呼釋放有以下幾種方式：1）、主被叫任意一方退出本次單呼，單呼隨即結(jié)束。2）、當(dāng)單呼建立后，一段時(shí)間內(nèi)主被叫無通話，即單呼空閑時(shí)長超過系統(tǒng)設(shè)置的最大時(shí)限（如30秒），系統(tǒng)將自動(dòng)結(jié)束本次呼叫。在當(dāng)前群組內(nèi)，按下模式切換按鍵即可進(jìn)入單呼模式，按光標(biāo)上下按鍵對(duì)當(dāng)前群組成員進(jìn)行選擇，一旦找到對(duì)話的成員，按住呼叫按鍵選擇當(dāng)前成員，再按一次即可進(jìn)行單呼，當(dāng)需要停止單呼時(shí)，只需按下掛斷按鍵即可結(jié)束單呼模式。5.5 模擬對(duì)講和數(shù)字對(duì)講上面介紹的是工作在數(shù)字對(duì)講模式下的操作，接下來說的是工作在模擬對(duì)講模式下的操作。圖5.6.1 工作方式選擇按下菜單鍵，切換到工作方式選擇界面，有兩種工作方式可供選擇，分別是數(shù)字對(duì)講和模擬對(duì)講，按住光標(biāo)上下左右按鍵都可對(duì)工作方式進(jìn)行選擇，那么我切換到模擬對(duì)講方式下來進(jìn)行介紹：圖5.6.2 模擬對(duì)講在模擬對(duì)講的工作方式下，用戶之間的通信的前提是在同一個(gè)頻率下，不需要任何的費(fèi)用，按下手機(jī)左側(cè)的up、down按鍵可以進(jìn)行頻道的選擇，當(dāng)兩個(gè)用戶都調(diào)到同一個(gè)頻道時(shí)，兩者便可進(jìn)行通話。 5.6 鍵盤設(shè)計(jì)模塊由于對(duì)2.0寸LCD顯示屏的使用是通過純鍵盤來進(jìn)行操作的，并且需要的按鍵數(shù)量也比較多，為了減少I/O口的占用，將按鍵排列成矩陣形式。在矩陣式鍵盤中，每條水平線和垂直線在交叉處不直接連通，而是通過一個(gè)按鍵加以連接。由于端口使用比較緊張，故采用多個(gè)端口的引腳進(jìn)行行列鍵盤的設(shè)計(jì)，程序采用行掃描法進(jìn)行按鍵識(shí)別，過程如下：1、判斷鍵盤中有無鍵按下 將全部行線置低電平，然后檢測列線的狀態(tài)。只要有一列的電平為低，則表示鍵盤中有鍵被按下，而且閉合的鍵位于低電平線與5根行線相交叉的5個(gè)按鍵之中。若所有列線均為高電平，則鍵盤中無鍵按下。2、判斷閉合鍵所在的位置 在確認(rèn)有鍵按下后，即可進(jìn)入確定具體閉合鍵的過程。其方法是：依次將行線置為低電平，即在置某根行線為低電平時(shí)，其它線為高電平。在確定某根行線位置為低電平后，再逐行檢測各列線的電平狀態(tài)。若某列為低，則該列線與置為低電平的行線交叉處的按鍵就是閉合的按鍵。河南城建學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第6章 項(xiàng)目改進(jìn)項(xiàng)目總結(jié)及項(xiàng)目改進(jìn)項(xiàng)目總結(jié)：該項(xiàng)目采用的芯片是STM32F103ZET6，加上SRF模塊和MC8332模塊實(shí)現(xiàn)了打電話和對(duì)講功能，其中比較復(fù)雜的便是對(duì)講功能的實(shí)現(xiàn)，需要先登錄后臺(tái)服務(wù)器，然后與服務(wù)器進(jìn)行交互，實(shí)現(xiàn)數(shù)字對(duì)講和模擬對(duì)講兩種對(duì)講方式。改進(jìn)的地方：1、c/gui圖形用戶界面已經(jīng)移植成功，但是對(duì)于該手機(jī)界面的設(shè)計(jì)目前沒有好的設(shè)計(jì)方法。2、實(shí)現(xiàn)了手機(jī)的撥打電話功能，但是撥號(hào)功能尚未實(shí)現(xiàn)。3、由于字庫的選擇和輸入法的設(shè)計(jì)，短信功能