項目五模擬手機通信

1、項目五 模擬手機通信項目任務(wù)描述項目任務(wù)描述： 本項目采用本項目采用STC89C51單片機為核心，單片機為核心，4x5按鍵按鍵組成組成20個按鍵矩陣，采用個按鍵矩陣，采用ZLG7289B數(shù)碼管顯示驅(qū)數(shù)碼管顯示驅(qū)動及鍵盤掃描管理芯片對按鍵矩陣解碼，利用動及鍵盤掃描管理芯片對按鍵矩陣解碼，利用LCD12864顯示器為顯示媒介，顯示器為顯示媒介，SPI總線驅(qū)動鍵盤和總線驅(qū)動鍵盤和LCD顯示器，通過串口進行信息傳送，設(shè)計了一個顯示器，通過串口進行信息傳送，設(shè)計了一個簡易手機信息交流終端。簡易手機信息交流終端。 項目五 模擬手機通信6.1 12864液晶認知與實踐液晶認知與實踐 6.2串口通信認知與實踐

2、串口通信認知與實踐6.3 模擬手機通信設(shè)計模擬手機通信設(shè)計 小結(jié)小結(jié) 項目五 模擬手機通信項目五 模擬手機通信在前面的項目中我們曾經(jīng)使用過在前面的項目中我們曾經(jīng)使用過1602液晶顯示器，但液晶顯示器，但是是1602液晶顯示器顯示的字符非常有限，只能夠顯液晶顯示器顯示的字符非常有限，只能夠顯示示2行行32個字符，適用于簡單應(yīng)用場合。個字符，適用于簡單應(yīng)用場合。12864是是12864點陣液晶顯示模塊的簡稱，由點陣液晶顯示模塊的簡稱，由128列、列、64行行組成，即共有組成，即共有12864個點來顯示各種圖形和字符個點來顯示各種圖形和字符（128個個88點陣字符，或點陣字符，或32個個1616點陣

3、的漢點陣的漢字），可與字），可與CPU直接接口，提供并行（直接接口，提供并行（8位或位或4位并位并行）和串行（行）和串行（3位串行）兩種控制方式，具有光標(biāo)位串行）兩種控制方式，具有光標(biāo)顯示、畫面移位、睡眠等多種功能。顯示、畫面移位、睡眠等多種功能。TG12864B液液晶顯示器控制模塊的外觀及引腳圖如圖晶顯示器控制模塊的外觀及引腳圖如圖6-1所示。所示。項目五 模擬手機通信項目五 模擬手機通信v12864液晶顯示器模塊引腳功能定義如表液晶顯示器模塊引腳功能定義如表6-2所示。所示。12864液晶顯示模塊的工作電壓為液晶顯示模塊的工作電壓為3.35.5v，最佳工，最佳工作電壓為作電壓為5.0v。

4、VO為液晶顯示對比度調(diào)節(jié)端，電為液晶顯示對比度調(diào)節(jié)端，電壓越低，屏幕越亮，使用時通過外接一個壓越低，屏幕越亮，使用時通過外接一個20k的電的電位器調(diào)整對比度。位器調(diào)整對比度。RS（CS）為數(shù)據(jù)）為數(shù)據(jù)/指令選擇端，指令選擇端，RS=1（高電平），選擇數(shù)據(jù)寄存器；（高電平），選擇數(shù)據(jù)寄存器；RS=0（低電（低電平），選擇指令寄存器，當(dāng)工作在串行方式時，平），選擇指令寄存器，當(dāng)工作在串行方式時，CS作為片選信號，低電平有效。作為片選信號，低電平有效。DB0DB7為為8位雙位雙向數(shù)據(jù)輸入向數(shù)據(jù)輸入/輸出端。輸出端。PSB為并為并/串通信方式選擇端，串通信方式選擇端，PSB=1，選擇并行通信方式，選擇

5、并行通信方式，PSB=0，選擇并行通，選擇并行通信方式。信方式。項目五 模擬手機通信項目五 模擬手機通信v 12864液晶模塊內(nèi)部含有國標(biāo)一級、二級簡體中文字庫的點陣圖形液晶顯示模塊；其顯示分辨率為12864， 內(nèi)置8192個16*16點漢字，和128個16*8點ASCII字符集。利用該模塊靈活的接口方式和簡單、方便的操作指令，可構(gòu)成全中文人機交互圖形界面?？梢燥@示84行1616點陣的漢字，也可完成圖形顯示。v 1、忙標(biāo)志忙標(biāo)志BF說明說明v BF標(biāo)志提供內(nèi)部工作情況。BF=1表示模塊在進行內(nèi)部操作，此時模塊不接受外部指令和數(shù)據(jù)。BF=0時，模塊為準(zhǔn)備狀態(tài)，隨時可接受外部指令和數(shù)據(jù)。v 2、指

6、令說明、指令說明v 12864液晶模塊控制芯片提供兩套控制命令：基本指令和擴充指令。 項目五 模擬手機通信項目五 模擬手機通信項目五 模擬手機通信項目五 模擬手機通信v 3、顯示坐標(biāo)關(guān)系、顯示坐標(biāo)關(guān)系v （1）漢字顯示坐標(biāo)關(guān)系v 12864液晶模塊顯示資料RAM提供642個位元組的空間，最多可以控制4行16字（64個字）的中文字型顯示，當(dāng)寫入顯示資料RAM時，可以分別顯示CGROM、HCGROM與CGRAM的字型；ST7920A可以顯示三種字型，分別是半寬的HCGROM字型、CGRAM字型及中文CGROM字型，三種字型的選擇，由在DDRAM中寫入的編碼選擇，在0000H0006H的編碼中將自動

7、的結(jié)合下一個位元組。漢字顯示坐標(biāo)關(guān)系如表6-5所示。項目五 模擬手機通信項目五 模擬手機通信v (2)圖形顯示坐標(biāo)關(guān)系v 水平方向X以字節(jié)為單位，垂直方向Y以位為單位。繪圖顯示RAM提供6432個位元組的記憶空間，最多可以控制25664點的二維繪圖緩沖空間，在更改繪圖RAM時，先連續(xù)寫入水平與垂直的坐標(biāo)值，再寫入兩個字節(jié)的數(shù)據(jù)到繪圖RAM，而地址計數(shù)器（AC）會自動加1；在寫入繪圖RAM的期間，繪圖顯示必須關(guān)閉，整個寫入繪圖RAM的步驟如下： v a) 關(guān)閉繪圖顯示功能。v b) 先將水平的位元組坐標(biāo)（X）寫入繪圖RAM地址； v c) 再將垂直的坐標(biāo)（Y）寫入繪圖RAM地址； v d) 將D

8、15D8寫入到RAM中； v e) 將D7D0寫入到RAM中； v f) 打開繪圖顯示功能。v 圖形顯示坐標(biāo)關(guān)系如圖6-2所示。項目五 模擬手機通信項目五 模擬手機通信v4、并行寫時序、并行寫時序vCPU以并行方式寫數(shù)據(jù)給12864液晶模塊的時序圖如圖6-3所示。 v讀狀態(tài)：讀狀態(tài)： RS = 0，R/W = 1，E = 1；v讀數(shù)據(jù)：讀數(shù)據(jù)： RS = 1，R/W = 1，E = 1；v寫指令：寫指令： RS = 0，R/W = 0，E = 高脈沖；高脈沖；v寫數(shù)據(jù)：寫數(shù)據(jù)： RS = 1，R/W = 0，E = 高脈沖；高脈沖； 項目五 模擬手機通信項目五 模擬手機通信v5、串行寫時序、串

9、行寫時序vCPU以串行方式寫數(shù)據(jù)給12864液晶模塊的時序圖如圖6-4所示。項目五 模擬手機通信項目五 模擬手機通信項目五 模擬手機通信項目五 模擬手機通信v例6.2 串口傳輸圖像顯示v利用LCD12862液晶顯示圖像，連接電路如圖6-7所示，單片機與LCD12864液晶采用串行連接方式，只占用了P2口的P2.0、P2.1、P2.2三個管腳，與并口連接相比大大節(jié)約了單片機的硬件資源。 項目五 模擬手機通信項目五 模擬手機通信項目五 模擬手機通信v1、數(shù)據(jù)傳輸過程概述、數(shù)據(jù)傳輸過程概述v在傳輸數(shù)據(jù)的過程中，數(shù)據(jù)要通過介質(zhì)在傳輸數(shù)據(jù)的過程中，數(shù)據(jù)要通過介質(zhì)(Media)從發(fā)送端傳遞到接收端。在發(fā)送

10、端，先按介質(zhì)從發(fā)送端傳遞到接收端。在發(fā)送端，先按介質(zhì)的性質(zhì)將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成傳輸介質(zhì)所承載的信號，的性質(zhì)將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成傳輸介質(zhì)所承載的信號，送入介質(zhì)進行傳送。接收端從傳輸介質(zhì)取得信送入介質(zhì)進行傳送。接收端從傳輸介質(zhì)取得信號后，再將其還原成數(shù)據(jù)。無論各種信號之間號后，再將其還原成數(shù)據(jù)。無論各種信號之間的差異多大，將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成各類信號的方法都的差異多大，將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成各類信號的方法都大致相同。數(shù)據(jù)的傳輸過程如圖大致相同。數(shù)據(jù)的傳輸過程如圖6-9所示。所示。 項目五 模擬手機通信項目五 模擬手機通信v 2、并行傳輸與串行傳輸、并行傳輸與串行傳輸v 在單片機應(yīng)用系統(tǒng)中，同樣存在數(shù)據(jù)的通信問題，如單片機與外在單片

11、機應(yīng)用系統(tǒng)中，同樣存在數(shù)據(jù)的通信問題，如單片機與外圍設(shè)備之間、單片機與電腦之間的信息交換等。無論單片機與外圍設(shè)備之間、單片機與電腦之間的信息交換等。無論單片機與外圍設(shè)備采用何種通信介質(zhì)相連，其通信方式都可分為并行和串行圍設(shè)備采用何種通信介質(zhì)相連，其通信方式都可分為并行和串行兩種方式。并行通信，是指數(shù)據(jù)的各位同時傳送，特點是數(shù)據(jù)傳兩種方式。并行通信，是指數(shù)據(jù)的各位同時傳送，特點是數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俣瓤?，但是所需要的傳輸線多，成本高，適合于短距離通輸?shù)乃俣瓤?，但是所需要的傳輸線多，成本高，適合于短距離通信，如圖信，如圖6-10（a）所示。串行通信是指數(shù)據(jù)一位一位按順序傳送，）所示。串行通信是指數(shù)據(jù)一位一

12、位按順序傳送，特點是數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俣嚷?，占用傳輸線少，成本低，適合遠距離特點是數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俣嚷?，占用傳輸線少，成本低，適合遠距離傳輸，如圖傳輸，如圖6-10（b）所示。）所示。項目五 模擬手機通信項目五 模擬手機通信v 3、同步串行通信與異步串行通信、同步串行通信與異步串行通信v 按照串行數(shù)據(jù)的時鐘控制方式，串信通信又可分為同步串行通信按照串行數(shù)據(jù)的時鐘控制方式，串信通信又可分為同步串行通信與異步串行通信。與異步串行通信。v (a)同步串行通信同步串行通信v 同步串行通信是指發(fā)送方和接收方在同一個時鐘信號控制下，逐同步串行通信是指發(fā)送方和接收方在同一個時鐘信號控制下，逐位的發(fā)送與接收數(shù)據(jù)，從而使

13、雙方達到完全的同步，保證數(shù)據(jù)傳位的發(fā)送與接收數(shù)據(jù)，從而使雙方達到完全的同步，保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)恼_性。發(fā)送端在發(fā)送數(shù)據(jù)之前，首先發(fā)送輸?shù)恼_性。發(fā)送端在發(fā)送數(shù)據(jù)之前，首先發(fā)送12位的同步字位的同步字符，接著按順序發(fā)送符，接著按順序發(fā)送n個字節(jié)的數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)發(fā)送完成后發(fā)送校驗個字節(jié)的數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)發(fā)送完成后發(fā)送校驗碼，如圖碼，如圖6-11所示。同步串行通信傳輸效率高，但需要同步時鐘所示。同步串行通信傳輸效率高，但需要同步時鐘信號，硬件設(shè)備設(shè)計復(fù)雜，成本高。根據(jù)同步方法的不同，同步信號，硬件設(shè)備設(shè)計復(fù)雜，成本高。根據(jù)同步方法的不同，同步串行通信又可分為外同步和自同步串行通信兩種方式。串行通信又可分為外同步和

14、自同步串行通信兩種方式。項目五 模擬手機通信項目五 模擬手機通信v（b）異步串行通信）異步串行通信v異步串行通信是指發(fā)送端和接收端使用各自的異步串行通信是指發(fā)送端和接收端使用各自的時鐘控制數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收，數(shù)據(jù)通常以字符時鐘控制數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收，數(shù)據(jù)通常以字符為單位組成字符幀，低位在前，高位在后，由為單位組成字符幀，低位在前，高位在后，由發(fā)送端一幀一幀地發(fā)送，通過傳輸線被接收端發(fā)送端一幀一幀地發(fā)送，通過傳輸線被接收端一幀一幀的接收。發(fā)送端和接收端的時鐘彼此一幀一幀的接收。發(fā)送端和接收端的時鐘彼此獨立，互不同步。獨立，互不同步。 項目五 模擬手機通信項目五 模擬手機通信v 4、單工、半雙工和全雙

15、工通信、單工、半雙工和全雙工通信v 按照數(shù)據(jù)的傳輸方向，串行通信可分為單工通信方式、半雙工通信方式按照數(shù)據(jù)的傳輸方向，串行通信可分為單工通信方式、半雙工通信方式和全雙共通信三種通信方式。和全雙共通信三種通信方式。v （a）單工通信方式）單工通信方式v 單工通信就是指任何時刻傳送的信息始終是一個方向，而不進行與此相單工通信就是指任何時刻傳送的信息始終是一個方向，而不進行與此相反方向的傳送，如圖反方向的傳送，如圖6-13所示。無線電廣播和電視信號傳播都是單工傳所示。無線電廣播和電視信號傳播都是單工傳送的例子。送的例子。v （b）半雙工通信方式）半雙工通信方式v 半雙工通信是指信息流可在兩個方向上傳

16、輸，但同一時刻只限于一個方半雙工通信是指信息流可在兩個方向上傳輸，但同一時刻只限于一個方向傳輸。如圖向傳輸。如圖6-13所示。如對講機就是以這種方式通信的。所示。如對講機就是以這種方式通信的。v （c）全雙工通信方式）全雙工通信方式v 全雙工通信是指能同時雙向通信，如圖全雙工通信是指能同時雙向通信，如圖6-13所示。這種方式適用于計算所示。這種方式適用于計算機機計算機間通信。如現(xiàn)在手機都采用這種方式通信。計算機間通信。如現(xiàn)在手機都采用這種方式通信。 項目五 模擬手機通信項目五 模擬手機通信v 串行通信接口電路的種類和型號很多，在設(shè)計通信接口時應(yīng)根據(jù)需要，串行通信接口電路的種類和型號很多，在設(shè)計

17、通信接口時應(yīng)根據(jù)需要，充分考慮通信距離，電平特性等因數(shù)，選擇標(biāo)準(zhǔn)接口。如果通信距離很充分考慮通信距離，電平特性等因數(shù)，選擇標(biāo)準(zhǔn)接口。如果通信距離很短，可直接以短，可直接以TTL電平連接，則只需要電平連接，則只需要TXD（串行數(shù)據(jù)發(fā)送）、（串行數(shù)據(jù)發(fā)送）、RXD（串行數(shù)據(jù)接收）和（串行數(shù)據(jù)接收）和GND三個數(shù)據(jù)線就可以。如兩臺單片機近距離相連三個數(shù)據(jù)線就可以。如兩臺單片機近距離相連就采用這種方式，如圖就采用這種方式，如圖6-14所。當(dāng)傳輸距離超過所。當(dāng)傳輸距離超過15m，或者需要將單片，或者需要將單片機與電腦相連時候則需要采用機與電腦相連時候則需要采用RS-232或者通過調(diào)制解調(diào)器（或者通過調(diào)制

18、解調(diào)器（MODEM）將數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為模擬信號后采用電話線進行遠距離傳輸。如圖將數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為模擬信號后采用電話線進行遠距離傳輸。如圖6-15、圖圖6-16所示。所示。項目五 模擬手機通信項目五 模擬手機通信v MCS-51單片機內(nèi)含一個可編程控制的全雙工串行通信接口，通單片機內(nèi)含一個可編程控制的全雙工串行通信接口，通過設(shè)置相關(guān)的控制寄存器可將該接口作為通用異步接收過設(shè)置相關(guān)的控制寄存器可將該接口作為通用異步接收/發(fā)送器發(fā)送器UART，也可作為同步移位寄存器使用，進而對并行，也可作為同步移位寄存器使用，進而對并行I/O口進行擴口進行擴展。該串口具有展。該串口具有4種工作方式，幀格式有種工作方式，

19、幀格式有8位、位、10位和位和11位，并能位，并能夠靈活設(shè)置各種波特率，使用簡單方便，在單片機應(yīng)用系統(tǒng)中獲夠靈活設(shè)置各種波特率，使用簡單方便，在單片機應(yīng)用系統(tǒng)中獲得了廣泛的應(yīng)用。下面對其結(jié)構(gòu)、工作方式等進行介紹，并給出得了廣泛的應(yīng)用。下面對其結(jié)構(gòu)、工作方式等進行介紹，并給出典型的使用案例以供讀者參考。典型的使用案例以供讀者參考。項目五 模擬手機通信v1、MCS-51單片機的串行口結(jié)構(gòu)單片機的串行口結(jié)構(gòu)vMCS-51單片機的串行口結(jié)構(gòu)如圖單片機的串行口結(jié)構(gòu)如圖6-17所示。所示。 項目五 模擬手機通信v 2、串行通信控制寄存器、串行通信控制寄存器v （1）串行口控制寄存器（）串行口控制寄存器（S

20、CON）v SCON用于控制串行口的工作方式和狀態(tài)，可位尋址，字節(jié)地址為用于控制串行口的工作方式和狀態(tài)，可位尋址，字節(jié)地址為98H，其格式如表其格式如表6-6所示。所示。項目五 模擬手機通信v （2）電源及波特率選擇寄存器）電源及波特率選擇寄存器PCON（地址（地址87H）v PCON不可位尋址，跟串口通信有關(guān)的控制位只有不可位尋址，跟串口通信有關(guān)的控制位只有SMOD位，位，SMOD位為串口波特率選擇位，在方式位為串口波特率選擇位，在方式1、2、3，當(dāng)，當(dāng)SMOD=1，則所設(shè)定的波特率加倍。其他位為電源控制位。其格式如表則所設(shè)定的波特率加倍。其他位為電源控制位。其格式如表6-8所所示：示： 項

21、目五 模擬手機通信v （3）中斷允許控制寄存器）中斷允許控制寄存器IEv IE可位尋址，用于控制中斷源的開放于禁止，其格式如表可位尋址，用于控制中斷源的開放于禁止，其格式如表6-9所示，所示，跟串口中斷有關(guān)的控制位有跟串口中斷有關(guān)的控制位有EA和和ES，其中，其中EA為中斷允許總控制為中斷允許總控制位，位，EA=1，開放總中斷，開放總中斷，ES為串行口中斷允許控制位，為串行口中斷允許控制位，ES=1，允許串行口中斷。允許串行口中斷。項目五 模擬手機通信v （4）中斷響應(yīng)優(yōu)先級控制寄存器）中斷響應(yīng)優(yōu)先級控制寄存器IPv IP可位尋址，用于控制中斷響應(yīng)的優(yōu)先級，其格式如表可位尋址，用于控制中斷響應(yīng)

22、的優(yōu)先級，其格式如表6-10所示，所示，跟串口中斷有關(guān)的控制為跟串口中斷有關(guān)的控制為PS，PS=0，串行口中斷響應(yīng)優(yōu)先級設(shè)置，串行口中斷響應(yīng)優(yōu)先級設(shè)置為低優(yōu)先級，為低優(yōu)先級，PS=1，串行口中斷響應(yīng)優(yōu)先級設(shè)置為高優(yōu)先級。，串行口中斷響應(yīng)優(yōu)先級設(shè)置為高優(yōu)先級。 項目五 模擬手機通信v 3、串行口波特率的設(shè)定、串行口波特率的設(shè)定v 在異步串行通信中，收發(fā)雙方必須約定一定的數(shù)據(jù)發(fā)送速率，即在異步串行通信中，收發(fā)雙方必須約定一定的數(shù)據(jù)發(fā)送速率，即通信的波特率。通信的波特率。MCS-51單片機串口的波特率設(shè)定方法如下：單片機串口的波特率設(shè)定方法如下：v （1）方式）方式0波特率設(shè)定。波特率設(shè)定。v 工作

23、在方式工作在方式0，串口的波特率固定不變，為時鐘頻率的，串口的波特率固定不變，為時鐘頻率的1/12，即。，即。v （2）方式）方式1波特率設(shè)定。波特率設(shè)定。v 工作在方式工作在方式1，串口的波特率，串口的波特率B由定時器由定時器T1的溢出速率和的溢出速率和SMOD位位共同決定，即：共同決定，即：項目五 模擬手機通信v 3）方式）方式2波特率設(shè)定。波特率設(shè)定。v 工作在方式工作在方式2，波特率取決于，波特率取決于SMOD值，當(dāng)值，當(dāng)SMOD=0，波特率，波特率為為 ，當(dāng)，當(dāng)SMOD=1，波特率為。，波特率為。v （4）方式）方式3波特率設(shè)定。波特率設(shè)定。v 方式方式3波特率的設(shè)定同方式波特率的設(shè)

24、定同方式1的設(shè)定。的設(shè)定。64oscf32oscf項目五 模擬手機通信項目五 模擬手機通信 本手機通信系統(tǒng)總體框圖如圖本手機通信系統(tǒng)總體框圖如圖6-19所示，主要由按鍵模塊、顯所示，主要由按鍵模塊、顯示模塊、通信模塊、示模塊、通信模塊、MCU控制模塊四部分組成。本手機系統(tǒng)具有控制模塊四部分組成。本手機系統(tǒng)具有短信編寫、收發(fā)、閱讀功能短信編寫、收發(fā)、閱讀功能 項目五 模擬手機通信 通信模塊采用單片機串行口進行通信，電路圖如圖通信模塊采用單片機串行口進行通信，電路圖如圖6-20所示。所示。項目五 模擬手機通信 為了節(jié)約單片機的硬件資源，按鍵模塊采用廣州周為了節(jié)約單片機的硬件資源，按鍵模塊采用廣州周立功單片機發(fā)展有限公司自行設(shè)計的數(shù)碼管顯示驅(qū)動及立功單片機發(fā)展有限公司自行設(shè)計的數(shù)碼管顯示驅(qū)動及鍵盤掃描管理芯片鍵盤掃描管理芯片ZLG7289B。該芯片可直接驅(qū)動。該芯片可直接驅(qū)動8 位位共陰式數(shù)碼管（或