最近有個朋友問我單片機如何與手機進行通信，于是我就整理了一篇圖文教程發(fā)給他，順便分享給大家。我們用單片機做產(chǎn)品的時候一般都會遇到單片機要和手機通信的情況，所以今天我們就來學習一下如何用單片機和手機進行通信。
中國聯(lián)通的GSM網(wǎng)是向社會公眾提供通信服務(wù)的公用通信網(wǎng)，是目前基于時多址技術(shù)的移動通信體制中，較成熟完善的也是應(yīng)用最廣泛的一種系統(tǒng)，是我國公眾移動通信網(wǎng)的主要方式。
這個系統(tǒng)是由數(shù)據(jù)接收和發(fā)送部分、數(shù)據(jù)采集部分、終端處理部分三個方面組成。
現(xiàn)在我們就來講講單片機如何與手機進行交互。
整個系統(tǒng)中，三個部分是互相獨立的，但是彼此又相互依賴，共同完成數(shù)據(jù)的傳輸。數(shù)據(jù)收發(fā)模塊在系統(tǒng)中起著承上啟下的作用，是系統(tǒng)的核心模塊。這個模塊以雙單片機為核心，用RS232通信接口，在物理層上實現(xiàn)與GSM模塊的連接。
現(xiàn)在介紹一下它的工作原理是怎樣的
串口控制SMS的工作原理
單片機與GSM模塊一般是采用串行異步通信接口，通信速度可以進行設(shè)定，一般為19200bps。采用這種RSM232電纜方式進行連接時，傳輸數(shù)據(jù)的可靠性比較好，通過串行接口集成電路和電平轉(zhuǎn)換電路與GSM模塊進行連接，電路相對來講比較簡單，其中所涉及的芯片包括單片機89C51與電平轉(zhuǎn)換芯片MAX232，這是很常見的接口電路。需要注意的是，這個接口通過IIC總線擴展了一個EEPROM存儲器，主要的作用是存儲數(shù)據(jù)，而且斷電后信號也不會丟失，這些特性是正式存儲數(shù)據(jù)所必須的。
當前市場上很多手機都支持GSM7.05規(guī)定的AT指令集，該指令集是歐洲通信技術(shù)委員單位發(fā)布的，其中就有包含對SMS的控制，通過GSM手機的串行接口，單片機向手機發(fā)布一系列的AT指令，就可以控制GSM模塊收發(fā)SMS的目的。這里需要注意的是用單片機實現(xiàn)時，編程必須要注意它發(fā)送指令與接收到的相應(yīng)字符都是ASCII碼。
軟件實現(xiàn)的流程講解
上位機模塊和下位機模塊半雙工通信協(xié)議的實現(xiàn)
重發(fā)和應(yīng)答
上位機模塊和下位機模塊的通信雙方是遵照半雙工通信方式進行的，它的數(shù)據(jù)傳送是雙向的，但是任何時刻只能由其中一方進行數(shù)據(jù)發(fā)送，另一方是數(shù)據(jù)接收，因為EEPROM的寫入和讀出是不可以同時進行的，同時為了避免一方在發(fā)送信息幀時，另一方也會發(fā)送數(shù)據(jù)，所以必須要把信道變成半雙工方式，雖然這樣效率不如全雙工方式，但是可以把模塊的工作性能穩(wěn)定。雙方數(shù)據(jù)發(fā)送的順序是：發(fā)——收到且應(yīng)答——再繼續(xù)發(fā)。
按照這個系統(tǒng)的思路設(shè)計，上位機模塊發(fā)送的幀包括確認幀、非確認幀與命令幀；下位機模塊發(fā)送的幀包括確認幀與非確認幀及數(shù)據(jù)幀。其中確認幀和非確認幀發(fā)送數(shù)據(jù)以后待對方回應(yīng)發(fā)送的應(yīng)答幀，一次作為繼續(xù)發(fā)送下一幀和重新發(fā)送上一幀的依據(jù)。命令幀和數(shù)據(jù)幀同時發(fā)送信息幀，當一方發(fā)送完成信息幀后，如果接收方收到對方的信息幀而又沒有信息幀需要發(fā)送，那么這種情況就比較簡單了，接收方會根據(jù)信息幀的正確與否以此決定發(fā)送確認幀還是非確認幀，對方也可因此決定是重新發(fā)送還是繼續(xù)發(fā)送，如果此刻接收方也有信息幀的應(yīng)答幀，那么收方將不立即發(fā)送應(yīng)答幀，而是馬上發(fā)送本方的信息幀給對方，在收到對方的應(yīng)答幀后，接收方將依據(jù)應(yīng)答幀的內(nèi)容決定是繼續(xù)發(fā)送下一信息幀還是重新發(fā)送原來的信息幀。
延時重發(fā)
雙方在通信的過程當中，有兩個時間T1和T2分別表示重新發(fā)送信息幀的最大延時，T2表示一方發(fā)送信息幀收到對方的應(yīng)答幀的時間，如果等待應(yīng)答幀的時間超過了T1，則發(fā)送會重新發(fā)送原來的信息，當收方接收到對方發(fā)送的信息幀，如果對方這時候還有繼續(xù)要發(fā)送的信息幀，接收方此時是不發(fā)送應(yīng)答幀的，而是發(fā)送信息幀給對方。這種情形就是說，利用對方等待接收方應(yīng)答幀的時間在T1內(nèi)，接收方插入發(fā)送本方的信息幀，一樣本方發(fā)送的信息幀也有一個延時重發(fā)的問題。
在規(guī)定的時間內(nèi)，如果沒有收到對方應(yīng)答幀，接收方同樣也需要將原來的信息幀重發(fā)，規(guī)定的這個時間就是T2，很明顯接收方是利用時間間隙來發(fā)送本方的信息幀的，所以TIT2。
程序設(shè)計
主函數(shù)的設(shè)計思路
開機上電之后，程序在函數(shù)中運行，GSM模塊和單片機分別會進行初始化，單片機的初始化包括設(shè)置串口的工作方式，波特率，并初始化變量和標志位，GSM模塊初始化包括有關(guān)閉回顯、重新啟動、設(shè)置在TEXT模式下的返回值中不顯示詳細的頭信息，選擇的短信的格式也包括TEXT模式，并且發(fā)串口中斷準備數(shù)據(jù)接收。
GSM返回函數(shù)的處理，用于處理GSM模塊返回參數(shù)的SHELL函數(shù)
SHELL是進入時鐘中斷程序時被調(diào)用時，該函數(shù)是對GSM模塊返回的參數(shù)進行處理的函數(shù)，根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計的要求，GSM模塊需要進行以下操作：呼叫對方模塊號碼、閱讀短信、刪除短信、發(fā)送數(shù)據(jù)。基于以上的各種操作指令，操作如果成功GSM模塊會分別返回不同的參數(shù)：+CMGR、+CMGS、＞、OK。根據(jù)收到各種不用參數(shù)，下位機模塊會轉(zhuǎn)向不同的操作步驟，以此來判斷并改變標志位的值。
處理不同的短信數(shù)據(jù)——EXECDATA函數(shù)
進入時鐘中斷調(diào)用SHELL函數(shù)時，如果可以接收到返回的參數(shù)+CMTI，就表示了上位機?？煜蛳挛粰C發(fā)送了短信數(shù)據(jù)，這個數(shù)據(jù)可能是命令幀，也可能是確認幀或者非確認幀。一般在這種情形下，SHELL函數(shù)需要對短信內(nèi)容進行分析，并且根據(jù)不同的短信內(nèi)容進行處理，負責完成以上短信數(shù)據(jù)處理的功能就是EXECDATA函數(shù)，EXECDATA函數(shù)是被SHELL函數(shù)調(diào)用的，主要是用于分析和處理短信數(shù)據(jù)的。
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