無(wú)線數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)通信模塊的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

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1、摘要本文采用嵌入式微處理器STM32作為系統(tǒng)主控芯片，選用的通信芯片為SIM900A，在參考一些相關(guān)的文獻(xiàn)資料和芯片廠家的數(shù)據(jù)手冊(cè)后，設(shè)計(jì)了一種無(wú)線數(shù)據(jù)采集的通信模塊，并且經(jīng)過實(shí)際驗(yàn)證得出本模塊運(yùn)行性能穩(wěn)定，數(shù)據(jù)傳輸速度快，外觀精致，性價(jià)比高的特點(diǎn)。關(guān)鍵詞：SIM900A；數(shù)據(jù)采集；通信abstractThispaperadoptstheembeddedmicroprocessorSTM32asmasterchip,communicationchipisSIM900A,inreferenceto

2、somerelevantliteratureandchipmanufacturer'sdatasheet,designthecommunicationmoduleofawirelessdataacquisition,andaftertheactualverificationshowsthatthismodulerunsstableperformance,fastdatatransmission,exquisiteappearance,characteristicshighprice.Keywor

3、ds:SIM900A;dataacquisition;communication引言隨著互聯(lián)網(wǎng)技和當(dāng)今通信技術(shù)的快速發(fā)展，無(wú)線數(shù)據(jù)采集技術(shù)經(jīng)過這些年多次的實(shí)驗(yàn)研究以及實(shí)際中的應(yīng)用，目前其技術(shù)水平已達(dá)到非常成熟的地步，并且在各個(gè)領(lǐng)域有著重要的地位和起著重大作用。本文所設(shè)計(jì)的無(wú)線數(shù)據(jù)采集通信模塊，主要實(shí)現(xiàn)信息數(shù)據(jù)的接收發(fā)送功能，并且模塊運(yùn)行數(shù)據(jù)傳輸達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)。1無(wú)線通信模塊整體設(shè)計(jì)方案本次設(shè)計(jì)的硬件通信模塊主要由四部分構(gòu)成：電源部分、通信部分、主控芯片部分、數(shù)據(jù)采集部分。軟件部分主要實(shí)現(xiàn)通過主控芯

4、片進(jìn)行數(shù)據(jù)控制保證信息數(shù)據(jù)能夠發(fā)送接收正常。2無(wú)線通信模塊硬件設(shè)計(jì)2．1電源部分本電路的電源主要采用外接12V電源的供電模式，經(jīng)過電容濾波后將12電源輸送到LM2576電源集成塊中，將電壓由12V轉(zhuǎn)到4V，為主控芯片STM32以及通信芯片SIM900A提供穩(wěn)定的電源輸入。2.2主控芯片部分主控芯片采用的是單片機(jī)stm32,該芯片的工作溫度范圍為：-40°C～105°C，采用電平轉(zhuǎn)換MAX3232芯片對(duì)串口轉(zhuǎn)換來(lái)保證主控芯片與接口之間的通信。MAX3223芯片與串口1相連，輸出USART1_TX，

5、因此將GPIO定義為輸出接口，定義USART1_RX接口為輸入模式。SN65LBC184D與串口2進(jìn)行數(shù)據(jù)的接收發(fā)送通信，USART2_RTS、USART2_RX定義為輸入模式，USART2_CTS、USART2_TX定義為輸出模式，串口2控制主芯片SIM900A，USART3_RTS、USART3_RX定義為輸入接口，USART3_CTS、USART3_TX定義為輸出接口［1］。2.3通信芯片SIM900A是SIMCom公司開發(fā)生產(chǎn)的新型的產(chǎn)品，具有雙頻功能gsm/gprs的通信模塊，采用的是

6、SMT形式封裝，此款芯片運(yùn)行性能穩(wěn)定，外觀精致，性介比方面比較高，并且在使用功能上能滿足開發(fā)的多種需求［2］。此芯片還帶自動(dòng)斷線重連功能，此功能的實(shí)現(xiàn)需要用到DCD/RI兩個(gè)引腳，DCD引腳具有將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)功能，當(dāng)通信模塊斷電時(shí)，會(huì)將DCD引腳置高電平，當(dāng)DCD檢測(cè)到引腳處于高電平時(shí)，通信模塊會(huì)采用動(dòng)作，進(jìn)行重新連接。RI引腳則不同，其一直處于高電平狀態(tài)，當(dāng)有無(wú)線數(shù)據(jù)信號(hào)傳來(lái)的時(shí)候，此引腳就會(huì)出現(xiàn)一個(gè)低點(diǎn)評(píng)信號(hào)，當(dāng)RI檢測(cè)到引腳處于低電平時(shí)，通信模塊就會(huì)采取動(dòng)作進(jìn)入到無(wú)線數(shù)據(jù)信號(hào)傳輸

7、模式。3無(wú)線通信模塊軟件設(shè)計(jì)3.1STM32的底層配置要實(shí)現(xiàn)主控芯片STM32與通信芯片SIM900A之間的數(shù)據(jù)通信，首先需要構(gòu)建系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境，在此環(huán)境中添加一些會(huì)用的庫(kù)函數(shù)和一些配置文件，然后進(jìn)行對(duì)系統(tǒng)時(shí)鐘的配置，中斷的設(shè)置，輸入以及輸出端口電平設(shè)置，相應(yīng)通信串口設(shè)置。當(dāng)為以上內(nèi)容設(shè)置參數(shù)時(shí)，需參照系統(tǒng)原理圖進(jìn)行程序編寫，然后對(duì)芯片的各個(gè)端口的功能，能產(chǎn)生什么作用進(jìn)行查看，做到準(zhǔn)確無(wú)誤。3.1.1串口配置開發(fā)環(huán)境準(zhǔn)備好后，開始對(duì)端口參數(shù)進(jìn)行設(shè)置。設(shè)置USART：9600b/s比特率、8bit字

8、長(zhǎng)、1bit停止、檢驗(yàn)?zāi)Ｊ綗o(wú)。接下來(lái)將各個(gè)串口初始化，打開中斷函數(shù)，配置基本完成。3.1.2中斷控制器的配置首先將優(yōu)先級(jí)分組設(shè)置，先占1位優(yōu)先級(jí)、3位從優(yōu)先級(jí)。全局中斷定義5個(gè)：2個(gè)RTC、USART1、USART2、USART3，針對(duì)每個(gè)全局中斷設(shè)置優(yōu)先級(jí)用來(lái)串口初始化。特別注意的是EXTI15的中斷管角為低電平的時(shí)候會(huì)被觸發(fā)，此時(shí)通信模塊進(jìn)入數(shù)據(jù)模式，所以此引腳需要設(shè)備高優(yōu)先級(jí)，定義該中斷為1位先占，0位從優(yōu)［3］。優(yōu)先級(jí)設(shè)置時(shí)需要根據(jù)運(yùn)行情況，選擇最佳中斷的分組以及優(yōu)先級(jí)，才能達(dá)到快速中斷