手机与Proteus软件联合探讨范文

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1设计方案

1．1EM310模块介绍智能电暖器短信接收功能的实现主要靠GSM模块。GSM模块是将GSM射频芯片、基带处理芯片、存储器、功放器件等集成在一块线路板上，具有独立的操作系统、GSM射频处理、基带处理并提供标准接口的功能模块。因此，GSM模块具有发送SMS短信，语音通话，GPRS数据传输等基于GSM网络进行通信的所有基本功能。简单来讲，GSM模块加上键盘、显示屏和电池，就是一部手机。华为EM310是一款GSM／GPRS无线模块，它使用50－PINB2B连接器接口方式，为外围设备提供以下应用接口信号：UART接口、SIM卡接口、音频接口、电源接口、USB总线接口、网络状态指示接口等［9，10］，如图2所示。

1．2EM310模块与SIM卡的连接电路EM310基带处理器集成了符合ISO7816－3标准的SIM卡接口，通过PCB走线将其连接到模块B2B连接器上，为外部SIM卡座提供SIM卡接口端子SIM－CLC、SIM－IO、SIM－VCC、SIM－GND等，EM310模块与SIM卡的连接电路见图3。EM310的串口RxD／TxD分别连接到STC89C52单片机的RxD／TxD端子。

2智能电暖器控制器软件设计

系统软件采用C语言编写源程序，整个程序采用模块化结构，各部分模块分工明确，包括主程序、定时器T0中断子程序、读取温度子程序、按键中断子程序、串口中断子程序、温度比较子程序、字符串处理子程序等。

2．1主程序系统主程序流程如图4所示。系统上电后先进行系统初始化，然后开中断，接着程序进入主循环。主循环中通过判断各标志位，调用各模块子程序实现了温度数据采集，液晶显示等。

2．2串口中断服务子程序单片机通过串口使用AT指令来控制EM310收发短信。单片机串口发送数据时，用查询方式发送；而串口接收数据时，采用中断方式，节约单片机资源。即串口每接收到1个字节的数据时，都会产生串口中断服务查询，通知单片机来存放数据。串口中断服务子程序流程如图5所示。

2．3字符串处理子程序当串口接收完一个字符串后，就调用字符串处理子程序来处理接收到的数据。字符串处理子程序先检测是不是EM310接收到短信来通知单片机，若是，再判断短信内容是否为onXX或off，若为前者则开机，将目标温度设定为XX℃；若为后者则关机。字符串处理子程序流程如图6所示。

3智能电暖器的半实物仿真

3．1手机和proteus联合的半实物仿真平台要在Proteus软件下对电暖器控制器进行仿真，遇到了一个SIM卡的安装及其入网问题。在研究中，将手机用USB线连接到电脑时，在设备管理器下查看到手机占用COM1端口，用串口调试助手向手机发送AT指令，发现可以用串口调试助手控制手机收发短信，于是设计出用手机模拟EM310及SIM卡。基于手机和Proteus软件的半实物仿真平台为：将手机通过USB与PC机相连，其在设备管理器中显示的端口是COM1，然后在Proteus中将与虚拟单片机相连的COMPIM元件参数设置为COM1，这样COM1收发的数据就传送到虚拟单片机中，实现手机与虚拟单片机的数据交换。单片机是虚拟的，但是模拟EM310及其SIM卡的手机和GSM网络则是实物，因此我们称之为半实物仿真平台。COMPIM的参数设置见表1，Proteus中的仿真电路如图7所示，注意这里将功率变换电路做了简化。

3．2智能电暖器控制功能仿真搭设完硬件并设置参数，在虚拟单片机中加载入keil编译成的．hex文件，仿真开始。（1）当设定温度比实时温度大且相差超过1℃的控制上电初始化，设定温度被定在20℃，实时温度是14．5℃，这些数值都可以显示在LCD1602上，如图8所示。此时设定温度比实时温度大且相差超过1℃，加热器以最大功率输出，即固态继电器工作周期的占空比为100％，取暖器的工作指示灯常亮。（2）设定温度比实时温度大且相差小于1℃的控制修改温度传感器的实时温度为19．5℃，此时设定温度20℃，比实时温度大且相差小于1℃，单片机调用PID处理模块，输出PWM波，占空比小于100％，可见取暖器工作指示灯有亮有灭，说明PID调节起作用。（3）设定温度小于实时温度时的控制将温度传感器实时值改为20．5℃，此时设定温度小于实时温度，加热器停止工作，取暖器工作指示灯常灭，控制效果如图9所示。（4）待机状态若按下按键1，进入待机状态，LCD1602显示灭，取暖器不工作，效果如图10所示。（5）接受到短信开机信号用另一部手机给连接到电脑上的手机上发送短信，短信内容为“on22”，然后与PC机相连的手机接收到短信，可以看到LCD1602显示器亮了，第一行显示“SMS：15193175721”是短信发送方的号码，第二行显示“on22”是短信内容，效果如图11所示。（6）按短信设定温度工作再按按键1，使LCD1602由短信显示状态切换至温度显示状态，可以发现此时的设定温度正是短信中设定的22℃，如图12所示，说明此时取暖器已开始按短信设定温度工作。若再用手机发送短信，短信内容为“off”，则控制器又将进入待机状态，LCD1602显示灭，取暖器不工作。通过以上6种工况的仿真，验证了该智能取暖器控制器的软硬件设计正确，实现了短信远程控制等智能控制要求。接下来就可以制作PCB板，着手物理样机的制作。

4结论

基于GSM网络设计了一款具有手机短信遥控功能的智能电暖器控制器，基于Proteus软件和手机联合建立了该智能电暖器的半实物仿真模型，并且验证了该设计方案的正确性和软件功能的完善性。手机与Proteus软件联合建立半实物仿真模型的方法，对于开发设计同类智能系统具有很好的参考价值，对于节省开发成本和缩短开发周期都具有重要意义。

作者：魏祥林林振单位：兰州理工大学电气工程与信息工程学院苏州苏铸成套装备制造有限公司研究所