基于STC单片机的GPRS数据传输控制系统的设计

目 录 1．前言 ...................................................................................................................................... 1 2．系统功能分析及设计要求 .................................................................................................. 1 3．系统总体设计方案 .............................................................................................................. 2 3.1系统结构 .......................................................................................................................... 2 3.2 GPRS模块与系统的连接 ................................................................................................ 3

4．主要应用器件及技术原理 .................................................................................................. 4 4.1 微处理器介绍 .................................................................................................................. 4 4.2 AT89C51单片机串行通信原理 ...................................................................................... 5 4.3 GPRS通信原理 ................................................................................................................ 7

5．系统硬件电路设计 .............................................................................................................. 9 5.1主机PCB原理图 ............................................................................................................. 9 5.2 GPRS模块PCB原理图 .................................................................................................. 9 5.3 晶振及系统复位电路 .................................................................................................... 10 5.4 报警显示电路 ................................................................................................................ 11 5.5 液晶显示电路 ................................................................................................................ 11

6．系统软件设计 .................................................................................................................... 12 6.1 系统软件流程图 ............................................................................................................ 12 6.2 系统软件设计 ................................................................................................................ 13

7．程序烧录与仿真 ................................................................................................................ 16 8．总结与展望 ........................................................................................................................ 17 9．致谢 .................................................................................................................................... 17 10．参考文献 .......................................................................................................................... 18 基于单片机的GPRS数据传输控制系统设计 1．前言 随着信息技术和近代工业的发展，需要对很多数据进行实时采集、分析处理。如何及时准确地获取信息显得越来越重要，然而对于一些设备设施分布地域广或是环境恶劣的场所，数据的采集、传输和控制相当复杂，不便于用传统方法实现集中控制和实时监测并且有线网络的架设受到种种限制，不利于现场处理信息。传统的数据采集和传输设备既耗费大量的人力物力，又无法避免手工抄写和计算带来的差错，现有的一些数据传输方法如利用电话线、电力载波等存在着诸多的问题，如覆盖范围小，线路维护量大，电力载波上噪声污染致使通信不可靠等。于是便要求将采集的数据通过GPRSR的无线网络通信传到远程的计算机上，远程监控终端仪器通过网络与计算机通信，以实现对现场数据的实时监控。这样大大减少了数据采集、分析和处理的难度。 本课题基于STC单片机的GPRS数据传输系统的设计，是利用GPRS这种经济高效的分组数据技术实现即时数据的传输，他不但具有网络覆盖范围广，抗干扰能力强，通信速度快，误码率低等优点，而且用户只需在传输数据时按照流量进行付费，无需像电路交换方式那样对整个链路占用期间都付费，这样就大大降低了用户的使用费用，具有很大的发展前景。因此，本课题是非常有意义的。

2．系统功能分析及设计要求 一个很好的呼叫系统，它的功能设计首先要符合用户的习惯，同时操作方便，易学，易用。本系统应包括数据处理，存储，传输，控制，人机界面显示等功能。对于一些设备设施分布地域广或是环境恶劣的场所，数据的采集、传输和控制相当复杂，不便于现场处理信息。本系统的远程监控终端仪器可以通过GPRS无线网络与计算机通信，以实现对现场数据的实时监控。这样大大减少了数据采集、分析和处理的难度。考虑到相关工作人员可能有特殊的情况离开监控中心，设计时候要求若发生异常情况应通过短信报 警通知相关负责人。同时要求主机能够存储报警记录、即有历史报警记录。考虑到同时采集不同类型的数据，例如现场浓度或温度，设计时要尽量配置多个通道以监控不同类型的数据。 整个电路要求以STC系列单片机为控制核心，以GPRS通信方式传输数据。要求所设计方案可以用硬件实现，具有很高的应用价值，同时准确、可靠、简便可行、利于推广，可以将安装现场的情况实时快速的传递给监控平台，并在监控中心记录信息。从而可以有效提高数据采集、分析和处理的效率，适应现代社会需求。

3．系统总体设计方案 3.1系统结构

图3.1系统结构图 系统结构图如图3.1所示，设计采用AT89C51单片机智能控制，此系列单片机具有1个时钟/机器周期8051，超强加密，高速高可靠，低功耗，价钱超低，并且强抗静电，强抗干扰等多项优点。 单片机是系统的核心，要完成数据处理，存储，传输，人机界面显示等功能。这此功能的实现可用AT89C51系列单片机。该单片机中包含中央处理器（CPU）,程序存储器

UART0 GPRS模块 UART1 外部传感器 SDRAM FLASH LCD显示 USB JTAG接口 AT89C51 监 测 中 心 （FLASH），数据存储器（SRAM），定时/计数器，UART0/1串口，I/O接口，高速AD转换，SPI接口，PCA，看门狗及片内R/C振荡器和外部晶体振荡电路等模块。STC12C5A60S2系列单片机几乎包含了数据采集和控制中所需的所在单元模块，可称上一个片上系统。 设计采用MAX232芯片实现系统电路的电平转换。MAX232芯片是美信公司专门为电脑的RS-232标准串口设计的单电源电平转换芯片，使用+5V单电源供电。MAX232符合所有的RS-232技术标准，片载电荷泵具有升压、电压极性反转能力，能够产生+10V和-10V电压，典型供电电流5mA，功耗低，同时内部集成了2个RS-232C驱动器，高度集成片外只需4个电容即可工作。其引脚主要分三个部分，第一部分是电荷泵电路，第二部分是数据转换通道，MAX232有两个数据转换通道，TTL/CMOS数据从T1IN、T2IN输入转换成RS-232数据从T1OUT、T2OUT送到电脑DB9插头；DB9插头的RS-232数据从R1IN、R2IN输入转换成TTL/CMOS数据后从R1OUT、R2OUT输出。第三部分是供电。 3.2 GPRS模块与系统的连接