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1、梧 州 学 院毕 业 论 文论文题目 基于GSM短消息的LED 点阵广告屏设计 系 别 电子信息工程系 专 业 电子科学与技术班 级 08电科1班学 号 200800610101学生姓名 黄桂才指导教师（签名） 完成时间 2011 年 12 月摘要本文介绍了一种基于GSM通信模块及STC89C52单片机设计的LED广告屏的设计过程。该设计是由单片机主控芯片STC89C52、TC35i-GSM模块、88LED点阵、GT21L16S2Y字库芯片、AMS1117、8位移位锁存器74HC595、4-16位译码器74HC154等单元电路组成。该设计的主要工作原理是通过GSM模块接收短信息，经单片机进行解
2、码，最终显示到LED点阵屏上。研究表明该设计使用广泛、方便、安全、实用，具有可靠性高、使用寿命长、性能价格比高、使用成本低、环境适应能力强等特点，广泛应用于金融市场、医院、体育场馆、机场、码头、车站、高速公路等公共场所的信息显示和广告宣传。关键词：STC89C52；LED点阵屏；GSM模块；GT21L16S2Y Based on GSM short message LED advertising screenAbstractThis passage introduces a design ,It designed from STC89S52 microcontroller LED advert
3、ising screen base on GSM design. The design is made up of the master microcontroller chip STC89C52, TC35i-GSM modularized circuit, 8 x 8 LED lattice, GT21L16S2Y word stock chip, AMS1117, eight bit shift latch 74HC595, 4-16code translator 74HC154. This designs principle of work is receive short messa
4、ge through the GSM, recoding the code by MCU, and final display to the LED lattice screen. Research shows that this design is widely used, convenient, safe, practical. It has high reliability, long service life, high cost performance, the use of low cost, strong ability to adapt the environment etc,
5、 Widely used in the financial market, hospitals, sports venues, airports, docks, stations, the expressway and other public information display and advertising.Key word : MCU(Micro Controller Unit)；STC89C52；LED lattice；GSM； GT21L16S2Y 第一章 引 言11.1课题背景与来源11.2课题意义11.3课题设计内容和方案2第二章 系统概述22.1系统组成22.2系统的功能介
6、绍及操作说明3第三章 硬件组成与设计43.1整体电路图43.2电源电路53.2.1单片机电源53.2.2 LED点阵屏电源63.2.3 字库芯片电源63.3主控芯片单片机73.4单片机最小系统83.5LED点阵显示屏103.5.1 88LED点阵块103.5.2 74HC595引脚及其功能介绍113.5.3 74HC154译码器简介123.6 点阵屏组成方案133.7 字符显示方案153.7.1 Unicode码简介153.7.2 GB2312汉字内码简介153.7.3 GT21L16S2Y字库芯片简介163.7.4 AMS1117173.7.5 电平匹配方法173.8 GSM模块18第四章
7、软件设计194.1开发环境194.2 AT指令194.2.1 简介194.2.3 用法204.2.4 常用与GSM相关的AT指令204.3总的程序流程图214.4 LED扫描显示程序流程图22第五章 设计的测试与分析235.1设计的过程235.2单个模块的调试235.3系统测试达到的技术指标25结束语26参考文献27致谢28附录（一）29附录（二）30第一章 引 言1.1课题背景与来源 现代人类生活中所用的几乎每件电子和机械产品中都会集成有单片机。大到导弹的导航装置，飞机上各种仪表的控制，计算机的网络通讯与数据传输，工业自动化过程的实时控制和数据处理，广泛使用的各种智能IC卡，民用豪华轿车的安
8、全保障系统，录像机、摄像机、全自动洗衣机的控制，小到程控玩具、电子宠物等等，这些都离不开单片机。更不用说自动控制领域的机器人、智能仪表、医疗器械以及各种智能机械了。因此，单片机以其强大的易用性，可编程性获得了极大的应用。而本设计就是采用型号为STC89C52的单片机。传统电子显示屏的内容由电脑通过数据线发送,信息只能在固定的电脑上发送,只能固定地显示所连接电脑一次发送的信息,且只能在短距离内使用,一般只有数十米，所以它在实际使用中暴露出一定的问题及弊端。如脱机屏的方式,有信息管理不方便,更新信息需换芯片等问题,从而浪费大量的人力和财力。用连机屏方式的话,虽说可以实时监控与管理,但如果信息显示屏
9、离上位机很远的话(如在高速公路上的显示屏) ,仅仅通信线的费用就很大,这是个迫切需要解决的工程问题。短消息是GSM (全球移动通信系统)中最简便的数据通信方式之一。随着短消息业务的日益完善,短消息已具备承载重要数据信息的能力。而运用短信来远程控制LED显示屏内容大大降低了成本，在实际工作中起到了事半功倍的作用，更具有科研性。1.2课题意义 步入信息化快速发展时代，各种宣传手段日益多元化，设计一种方便实用的广告显示屏是非常有意义的而且可行的。该设计主要包括单片机主控模块、LED点阵模块、TC35i-GSM通信模块、字库模块等。这个设计大大地为人类提高了办事效率，简化了屏幕信息的更新方式，大大降低
10、了显示成本，节省许多人力物力，显示方式灵活多变，更新手段安全可靠。1.3课题设计内容和方案主体功能：设计一个基于GSM短信显示的LED点阵屏，包含以下主要功能：1. 上电后，单片机对GSM等各模块进行初始化，等待短信息的到来。2.GSM收到短信息后，通知单片机，单片机对GSM发出读取短信的命令并读出GSM的短信，分离提取短信息中表示短信内容的Unicode码。3. 单片机利用读到的Unicode码，通过访问字库芯片，将Unicode码转换成为计算机系统中常用的标准汉字内码（GB2312），并存储。4.在无短信息状态时，单片机利用汉字内码，不断访问字库芯片，将上一条短信内容的内码转换成可在LED
11、点阵上显示的字模，依次显示到屏幕上。5.若字数超过屏幕可显示的最大容量，则以移屏的方式依次显示短信内容。6.单片机通过对74HC154和74HC595两块芯片配合控制，以快速扫描的方式实现汉字和字符的显示。7.单片机系统板上配有蜂鸣器，每接收到一条短信就发出“嘀”的一声短鸣以表示短信更新。第二章 系统概述2.1系统组成本次设计主要包括单片机主控模块、GSM通信模块、字库模块、LED点阵显示模块四个部分。单片机STC89C52芯片主要控制电路功能框图如图2-1 IO口外接插口USB电源接口图2-1 设计的电路控制模块框图LED点阵模块其框图如图2-2所示，该模块的基本单元是88LED点阵显示块，
12、由于比较清楚地显示一个汉字一般需要1616个点，故将88LED点阵拼接起来组成能够显示汉字的点阵屏。在本设计中，设计1664的点阵，使用74HC154和74HC595联合驱动控制。 图2-2 LED点阵屏主控制电路模块框图2.2系统的功能介绍及操作说明本系统的特点和可实现的功能以及具体的操作说明主要有： 1.通电之前，先将SIM卡放入GSM模块中，打开GSM模块，并长按数秒启动键，直到GSM指示灯稳定闪烁，表示GSM模块已经稳定工作。2.接上电源并打开电路开关后，电源显示灯亮，LED点阵屏显示状态信息。3.开始给插入GSM模块中的SIM卡的号码发送短信。4.当GSM接收到短信息后，蜂鸣器发出短
13、鸣，LED屏上显示短信内容。5.若短信内容长度大于四个汉字，则LED屏以移屏的形式显示。第三章 硬件组成与设计硬件设计是本系统的基础，硬件设计的可靠性直接影响系统的稳定性。在叙述上，先介绍了整体的设计，再分模块逐次细致的介绍，其中穿插一些芯片的介绍。3.1整体电路图 整体电路分成三块板，分别为STC89C52的系统板、LED点阵屏驱动控制板及TC35i-GSM模块，STC89C52系统板电路包括单片机STC89C52芯片、IO口外接插口、RS232串行接口、蜂鸣器、USB电源接口。其电路如下图图3-1-1所示。图3-1-1 STC89C52主控制电路图LED点阵屏电路板主要包括16个88拼接成
14、的1664点阵屏幕，以及用于控制LED显示的两块74HC595和四块74HC154。另外，出于节约空间的考虑，我还将电路不是很复杂的用于取字模的字库芯片GT21L16S2Y一并做到该电路板上。因GT21L16S2Y芯片所需的供电电压为3.3V，所以电路中加入了5V-3.3V的稳压模块AMS1117以提供GT21L16S2Y芯片正常工作的电压。其电路原理图如图3-1-2所示图3-1-2 LED点阵屏模块电路图由于GSM模块对电路设计及制作要求相当严格，一般手工制板的方式容易导致模块工作不稳定，而且市场上GSM模块应用十分成熟而广泛，性价比较高，因此本设计使用成品的TC35i模块。3.2电源电路 本次电源设计中主要的问题是不同的电路模块需要的电压伏值不同。如何让各个电源模块独立正常的工作尤为重要。因此对于不同的电压值，分别设计不同的电源模块，给单片机最小系统板电路、LED点阵屏电路、GSM模块提供稳定的电压。包括如何实现3.3v和5v的SPI通信设计。3.2.1单片机电源因为单片机工作电压为直流+5V，正负5% 。电路功耗不高。因此该部分对电源的要求不是很高。通常的电源设计利用的是7805稳压管做一个输出为正5V的直流稳压电源电路，而本设计采用应用广泛的USB接口，使用普通的手机充电器即
