1、基于51單片機與GPRS的圖文LED屏的系統設計摘要：本文介紹了利用STC89C58RD+單片機做為主控芯片，GPRS 模塊SIM300做為短消息接收器的LED條形圖文顯示屏系統的軟硬件設計。其中，單片機相當于整個系統的“神經中樞”，既要在AT命令下通過串口讀和刪除GPRS 模塊收到的短消息并進行處理，又要控制條形屏顯示相應的信息。 關鍵詞：單片機； GPRS；LED屏；SMS(短消息服務)；AT  1 序言GPRS(General Packet Radio Service，通用分組無線業務)的出現充分利用了現有的GSM網絡，不僅適用于間斷的、突發性的或

2、頻繁的、少量的數據傳輸，也適用于偶爾的大數據量傳輸。它使移動通信與數據網絡合二為一，它利用“分組交換”(Packet Switch)的概念所發展出的一套無線傳輸方式，可高效地利用現有的無線電頻譜，為用戶提供最快達到ll5kbs數據傳輸率的服務。鑒于當前網絡的發展，短消息的迅速普及，使得用手機控制LED顯示廣告、新聞等公眾信息成為了可能。用SMS控制車載小屏顯示的技術非常多，但能顯示小圖片的卻寥寥無幾，本文針對這種情況設計了一種可顯示漢字和一些簡單圖片的車載小屏廣告發布軟硬件設計系統。2 硬件設計系統圖1 硬件設計框圖如圖1所示，本系統主要由三部分組成：GPRS 模塊；單片機模塊；LED顯示屏模

3、快。2.1 GPRS 模塊本模塊采用的是SIMCOM 的SIM300，外還需要手機卡座，當然還要有手機卡，此手機卡是為收短信而設置的。該模塊的功能是通過天線接收手機發過來的短信，并且通過串口與單片機保持聯系，看是否有讀短信的AT命令，等單片機讀短信成功，再完成單片機刪除短信的AT命令。2.2 單片機模塊該模塊的主要芯片是STC89C58RD+單片機，該單片機處理速度快且RAM足夠大。其主要優勢是：時鐘頻率可達80 MHz；內部含有32 KB 的閃存、1 280 B 的RAM、8 K的EEPROM；IAP/ ISP 程序下載機制，大大降低設備開發成本和使用成本，并使硬件加密做到無懈可擊；具有4

4、級8 個中斷源，提供2 個額外的外部中斷機制和4 個I/ O 口資源。這些特點大大簡化了本系統外圍電路的設計。單片機的主要功能是持續將已有的屏顯示數據送LED屏，同時通過串口發AT指令監視GPRS 模塊是否有新消息，一旦有，便進入串口中斷，對數據進行處理。而外部FLASH主要存的是一些常用漢字和一些符號的字模，單片機處理好文字信息后，將通過它獲得漢字字模，以便屏顯。2.3 LED屏終端顯示設備LED屏主要控制芯片是74HC595，還有雙向驅動芯片74LS245以及一些輔助的電流放大芯片。此屏可以顯示12個16*16的漢字。3 軟件設計部分    軟件設計部分可謂是

5、整個系統的指揮中心，有了這部分的設計才能完成AT命令讀刪信息、信息解碼、控制屏幕實時顯示數據。3.1  AT命令使用的主要是與SMS有關的指令：（1）AT命令讀收到的新消息：at +cmgr=1 回車；（2）刪除已讀完的消息：at+cmgd=1 回車。3.2  SMS及漢字、圖片的解碼方式SMS：文本短信服務。短消息的內容可以是文本、數字或二進制非文本數據，但每個SMS容量平均有140 字節，一般不超過60個漢字。 如果用戶關機或不在服務區內，短消息可存儲在短消息中心，待用戶開機后就可以自動收到。發送和接收SMS信息有三種方式：Block Mode ，Text Mode和P

6、DU Mode。Block Mode已是昔日黃花。Text Mode是純文本方式，國內手機一般不支持，主要用于歐美地區。本文所有收到的短信都是PDU Mode。3.21 PDU ModePDU模式是發送或接收手機短消息最常用的一種方法，它把短消息正文經過十六進制編碼后傳送。它可以發送最多160個字符，當使用7-bits編碼的時候。8-bit編碼(最多140個字符）通常無法直接通過手機顯示；通常被用來作為數據消息，例如：smart messaging中的圖片和鈴聲）和OTA WAP設置。16-bit信息（最多70個字符）被用來顯示Unicode(UCS2)文本信息，可以被大多數的手機所顯示。本系

7、統的文本信息采用的是Unicode(UCS2)方式，而小圖片信息采用的是7-bits編碼方式。由于信息來自手機，所以只介紹收到信息后，單片機的解碼過程。3.22 漢字的解碼過程外部FLASH儲存的是用matlab工具將Unicode(UCS2)碼與國標碼一一對應后的常用漢字和字符的字模，所以單片機的解碼過程也就是尋找相應字模的過程。當出現需要處理的情況時，單片機通過串口把手機模塊收到信息完全讀過來，因為此信息有一段消息頭：包括對方手機號、客服中心號碼、時間等等。而顯示屏顯示的時候只需要消息的主題內容，所以單片機處理消息時把屏號做為第一個字節處理將漢字對應的Unicode碼轉化成十進制的數字，然

8、后分離出區號和位號去尋找字模，然后按相應的順序存在單片機的內部ram里，方便取數據送屏。可以用圖 2描述。                                         &

9、#160;                                                 &

10、#160;                      圖2  Unicode(UCS2)碼解碼簡圖3.23圖片的解碼過程考慮到圖片信息的數據量較大，一個16*16的圖片的就有32個字節，用手機發送時采用的是7bit的編碼方式，這樣可節省一半的內存空間，單片機讀和對信息進行取舍同文字信息。關鍵是這部分的解碼。在這部分解碼時首先要弄清楚7bit的編碼原理。編碼的過程比較容易理解：將

11、源串每8個字符分為一組進行編碼，在組內字符間壓縮，但每組之間是沒有什么聯系的。每一組內，首先將各個字符轉換為7位的標準二進制ASCII碼，然后要將后面字符的低位逐位調整到前面，補齊前面的差別。以發送一個16*16的圖片為例編碼后就有28個字節，但單片機讀取的是56個字節，這是因為手機發送數據的過程中是把一個字節視為為二個字節進行發送的。當單片機負責解碼時，采取的處理方法是將每七個字節分為一組，處理為八個字節，再將這八個字節變換成相應的數字進行兩兩合并，也就是還原原來圖片的32個字節，這部分的程序如下： for(j=0;j< p> h=j/7*4; a=gsmj&0

12、x80;chartemp1=gsmj&0x7f;     if(chartemp1<''A'') chartemp1=chartemp1-48;     else chartemp1=chartemp1-55;     b=gsmj+1&0xc0;     chartemp3=(gsmj+1&0x3f)<<1)|(a>>7);  

13、  if(chartemp3<''A'') chartemp3=chartemp3-48;     else chartemp3=chartemp3-55;     cunh=(chartemp1<<4)|chartemp3;     c=gsmj+2&0xe0;chartemp5=(gsmj+2&0x1f)<<2)|(b>>6);   

14、                                                   

15、; if(chartemp5<''A'') chartemp5=chartemp5-48;     else chartemp5=chartemp5-55;     d=gsmj+3&0xf0;                       &#

16、160;                                                 &#

17、160;              chartemp7=(gsmj+3&0x0f)<<3)|(c>>5);     if(chartemp7<''A'') chartemp7=chartemp7-48;     else chartemp7=chartemp7-55;     &

18、#160;                                                 &

19、#160;             cunh+1=(chartemp5<<4)|chartemp7;                                &#

20、160;                                                 &#

21、160;                               e=gsmj+4&0xf8;                chartemp9=(gsmj+

22、4&0x07)<<4)|(d>>4);     if(chartemp9<''A'') chartemp9=chartemp9-48;     else chartemp9=chartemp9-55;f=gsmj+5&0xfc;chartemp11=(gsmj+5&0x03)<<5)|(e>>3);     if(chartemp11<''A&#

23、39;') chartemp11=chartemp11-48;     else chartemp11=chartemp11-55;     cunh+2=(chartemp9<<4)|chartemp11;     g=gsmj+6&0xfe;     chartemp13=(gsmj+6&0x01)<<6)|(f>>2);     if(chartemp13<''A'') chartemp13=chartemp13-48;     else chartemp1