基于STC12C5A60S2多功能通信开发板设计

  引言

  随着通信技术日新月异,无线通信应用领域越来越广泛,如无线远程家庭防盗系统、无线车载终端智能防盗系统、无线温度采集系统、短距离无线蓝牙系统、ZigBee无线网络通信系统等应用。然而,一直以来,高校在教学中讲解现代无线通信的多种应用时,基本上都是停留在书本上的原理、理论,学生也只能很抽象地了解这些应用案例;即使有机会接触实际硬件时,但由于硬件平台要求学生的知识起点很高,大部分学生也只能是看看实验现象,不能很好地掌握它。出现这种情况有以下原因:通信技术变化太快,新的技术不断涌现,而学校的很多硬件设备都是停留于5年前甚至10年前,更新太慢;可能有部分学校购置了最新的无线通信实验平台,但是由于没有考虑这些新的设备是否适合相关专业学生的接受能力,所以教学效果不好,学生对知识的应用仅仅停留在感性的认识上。鉴于此,结合多年的实践教学经历,根据通信专业学生的特点,自行设计了一套多

  功能通信开发板(可以扩展),用于专业综合实践、毕业实践、创新实践等课程;考虑到本专业学生先前学过51系列单片机,开发板CPU芯片选用STC12C5A60S2;利用开发板可直接完成以下综合项目:基于GPRS网络的手机短信远程控制小灯;基于GPRS网络的温湿度数据采集;基于GPRS网络的家庭防盗系统设计;基于nRF905的无线温度数传;多功能万年历设计(可以用无线按键控制实现)。另外,本多功能开发板有扩展引脚,方便学生用于创新项目的开发。

  1.STC12C5A60S2多功能开发板硬件设计

  1.1多功能开发板硬件设计思路

  随着专业课的深入学习,学生对新的通信技术应用案例的要求,已经从概念转向实际项目的操作。设计开发板的目的是为了提高学生的动手能力及编程、调试能力;通过设计完整的无线通信系统项目,让学生更好地理解课堂中的理论与实际工程应用的关系。设计的多功能开发板功能框图如图1所示。

基于STC12C5A60S2多功能通信开发板设计

  1.2多功能开发板

  设计的开发板硬件实物图如图2所示,具有以下功能:

  (1)手机短信远程控制开发板LED灯亮灭;

  (2)开发板可以接听电话;

  (3)开发板将采集数据(如温湿度)发送至服务器、手机;

  (4)基于nRF905的无线温度数据采集(任意两个开发板,其中一个开发板(受控)进行温度采集,并将数据通过nRF905传给另一个开发板(主控),温度数据在(主控)开发板上显示);

  (5)DS1302时钟数据的读取及其在LCD上显示(可通过无线进行控制)。

  主要包括微控制器STC12C5A60S2芯片连接电路、SIM900A连接电路、nRF905连接电路、DS1302时钟芯片连接电路、矩阵按键连接电路、M74HC595B1R芯片连接电路、MAX232连接电路、LCD12864显示连接电路、电源电路等。下面选取其中的主要3种功能模块进行介绍。

  1.2.1系统微控制器STC12C5A60S2

  由于学生之前学过单片机相关理论及实验课,所以选取STC12C5A60S2芯片。它是宏晶科技生产的单时钟/机器周期(1T)的单片机,是高速/低功耗/超强抗干扰的新一代8051单片机,指令代码完全兼容传统8051,但速度快8~12倍。内部集成MAX810专用复位电路,2路PWM,8路高速10位A/D转换,这些特点保证了开发板可编制出高效率的程序。STC12C5A60S2硬件连接图如图3所示。

基于STC12C5A60S2多功能通信开发板设计

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发布日期:2019年07月14日  所属分类:物联网