1 体系总体方案
该数据显现体系首要由上位机软件办理模块、GPRS的发送和接纳模块、LED 显现终端等部分组成， 该体系框图如图1 所示。上位PC 机功用为接纳用户输入信息，将其经过RS-232 串口发送给GPRS 的发送和接纳模块进行数据的传输。上位机办理模块是用户和该体系进行直接沟通的渠道， 用户经过PC 上位机办理软件输入要在LED 点阵屏显现的文字和指令以及各种图画， 能够挑选停止、从下向上移、从右向左移、闪耀等显现方法，也能改动字体和移动速度等。长途的GPRS 的发送和接纳模块首要的功用是将接纳到上位机的信息， 及时精确地传送到期望的显现终端， 本规划首要是经过I2C 总线传送给各个显现终端。显现终端由多块LED 点阵屏模块组成， 每块点阵屏模块有16&TImes;160 点阵， 能够显现10个16&TImes;16 点阵汉字。本体系选用I2C 总线进行操控单元和每个显现终端的通讯，LED 点阵屏模块由MSP430F169 单片机操控， 能接纳自身地址数据并操控显现。
图1 体系的结构框图
2 体系硬件规划
该数据收集体系硬件包含上位机通讯接口模块、GPRS 的发送和接纳模块、终端显现模块、终端数据处理单元。下面首要介绍GPRS 的发送和接纳模块和终端显现模块的规划。
2.1 GPRS 的发送和接纳模块规划
2.1.1 GPRS 发送模块
本体系选用的GSM 模块是西门子的TC35I 模块， 这款无线模块是一个支撑中文短信息的工业级的GSM 模块， 作业在EGSM900 和GSM1800 双频段， 电源规模为直流3.3~4.8 V， 电源耗费： 休眠状况时为3.5 mA， 闲暇状况时为25 mA， 发射状况为300 mA、2.5A 峰值; 能够输出语音和数据信号， 功耗在EGSM900 和GSM1800 别离为2 W 和1 W， 经过接口衔接器和天线衔接器别离衔接SIM 卡读卡器和天线。SIM 电压为3 V/1.8 V，TC35I 的数据接口经过AT 指令能够双向传输指令和数据， 可选波特率为300 b/s~115 kb/s，主动波特率为1.2 kb/s~115 kb/s ;支撑TEXT 和PDU 格局的SMS ， 可经过AT 指令或关断信号完结重启和毛病修正。TC35I 模块首要由供电模块、闪存、ZIF 衔接器、天线接口等6 部分组成， 作为TC35I 的中心， 基带处理器首要处理GSM 终端内的语音和数据信息， 并涵盖了蜂窝射频设备中的一切模仿和数字功用。
2.1.2 GPRS 数据接纳模块
本体系首要是运用GPRS 模块与单片机进行数据传输， 因而触及的硬件首要是单片机和GPRS 模块， 本文GPRS 模块选用西门子的TC35I ， 而单片机挑选的是TI公司一种具有超低功耗、功用强大的16 bit 单片机MSP430F169 。因为该模块电源引脚有5 个， 且电压都是3.3~4.8 V， 因而本规划将5 个引脚连在一起， 直接接到外部4.2 V 电源上。可是本体系的外部电源是12 V 的直流电流， 所以规划时选用LM2941 稳压为4.2 V.GPRS模块上的引脚IGT 首要是用于焚烧复位， 其作用是作为GPRS 模块的一个复位转化体系， 加电后为使TC35I 进入作业状况， 有必要给IGT 加一个大于100 ms 的低脉冲，电平下降持续时间不行超越1 ms ， 这儿经过RC 电路来完结。TC35I 的第32 脚SYNC 引脚有两种作业形式， 一种是指示发射状况时的功率增加状况， 另一种是指示TC35I 的作业状况， 可用AT 指令AT+SYNC 进行切换，本模块运用的是后一种。GPRS 模块和单片机之间的数据通讯首要是经过端口TXD0 与TXD 之间、RXD0 与RXD 之间的数据传输来完结。其间，GPRS 模块上的TXD0 口用于接纳从单片机传来的数据， 而单片机上的TXD 端口用于向GPRS 模块传送数据。GPRS 模块上的RXD0 口用于向单片机发送数据， 单片机的RXD 口则用于接纳从GPRS 模块传输来的数据。在TC35I 的基带处理器上有一个归纳SIM 接口， 该接口直接接线到主机接口( 端到端衔接器)， 用于衔接到外部的SIM卡座。本体系接的SIM 卡有CCCLK、CCVCC、CCIO、CCRST、CCIN、CCGND 6 个引脚， 别离对应接在TC35I 的第1~ 第6 个引脚上。模块的衔接器和SIM 卡座的引脚之间的间隔不要超越20 cm， 为了到达最佳的作用， 在SIM 支架下敷设一层铜阻隔网， 该层敷铜与SIM 卡的CCGND 引脚相连。
CCVCC 和CCGND 之间的两个电容要离引脚尽量近， 而且走线尽量阻抗低， 以满意标准要求。MSP430F169 单片机的振荡器的晶振为11.059 2 MHz ， 数据传输率设置为9 600 b/s ， 复位键RESET 为高电平时复位。GPRS 数据传输模块硬件部分的电路原理图如图2 所示。
图2 GPRS 数据传输模块电路图。
2.2 终端显现模块规划
2.2.1 I2C 总线
本体系选用的是经过I2C 总线进行数据处理单元和终端显现模块进行通讯。I2C(Inter-Integrated Circuit) 总线是一种由PHILIPS 公司开发的两线式串行总线， 用于衔接微操控器及其外围设备。I2C 总线是用2 根双向I/O信号线(串行时钟线SCL 和串行数据线SDA) 把多种器材衔接起来， 并完结器材之间的串行通讯。I2C 总线最首要的长处是其简单性和有效性。因为接口直接在组件之上， 因而I2C 总线占用的空间十分小， 减少了电路板的空间和芯片管脚的数量， 降低了互联本钱。MSP430F169内部集成有2 个16 bit 定时器，1 个高速12 bit A/D 转化器，12 bit 或8 bit 的两层D/A 转化器，2 个通用同步/异步通讯接口和1 个I2C 模块。本文即使用I2C 模块来对MSP430F169 单片机进行扩展。
2.2.2 驱动电路
LED 显现屏驱动电路规划依据驱动芯片的挑选不同有着很大差异。LED 驱动芯片可分为通用芯片和专用芯片两种。通用芯片是指其芯片自身并非专门为LED而规划， 而是一些契合LED 显现屏逻辑功用需求的芯片(如串、并移位寄存器)。通用芯片一般用于LED 显现屏的等级低产品， 如户内的单色屏、双色屏等。专用芯片是指依照LED 发光特性而专门规划用于LED 显现屏的驱动芯片。LED 是电流特性器材， 即在饱满导通的前提下， 其亮度跟着电流的改变而改变， 而不是靠调理其两头的电压而改变。因而专用芯片一个最大的特色便是供给恒流源。
本体系选用行扫描方法， 行选通电路由集成电路74HC154 构成。74HC154 是4 线-16 线高性能译码器， 在点阵屏幕不大的状况下， 一般的单片机能够直接驱动点阵LED 的亮灭， 可是考虑扩展为大屏幕尺度时， 因单片机的I/O 口不足以供给满足的驱动电流， 但可在74HC154 和点阵的行接口接上一个PNP 型8550 三极管开关电路用来供给满足的电流， 当74HC154 宣布低电平时， 三极管Q 导通， 输出高电平。此外， 可用带有2 级锁存移位输出功用的74HC595 锁存器来对列线进行驱动操控。LED 点阵的列线接到74HC595 的8 bit 并行输出口上， 由单片机操控数据的输出， 使用74HC595 的锁存输出功用， 电路共用同一个移位时钟SCK 和数据锁存时钟RCK， 可级联多片74HC595 以构成更大LED 点阵屏的列驱动电路。此结构还可在75HC595 的使能端经过PWM 波进行灰度调理。以一个16 行&TImes;160 列的LED 点阵单元为例， 本体系选用的驱动电路原理如图3 所示。
图3 LED 驱动电路示意图
