基于STM32和GSM的遠程遙控定時(shí)開(kāi)關(guān)裝置

2．1 處理器單元
主控制器的處理器單元選用意法半導體公司新STM32F103RBT6芯片，它是基于ARM公司推出的V7平臺的Cortex—M3內核的32位處理器。該處理器芯片具有64個(gè)引腳、51個(gè)IO口、128 kB Flash、20 kBSRAM、3個(gè)串口、2個(gè)SPI接口、1個(gè)CAN總線(xiàn)和1個(gè)USB接口。芯片的數據處理能力為1．25 dMi／s·MHz，在72 MHz的工作頻率下，工作電流為36 mA，待機時(shí)下降到2 mA，是目前32位處理器市場(chǎng)上功耗最低的產(chǎn)品。其售價(jià)接近51系列單片機的市場(chǎng)售價(jià)，但它的數據處理能力卻幾乎媲美DSP，較高的性?xún)r(jià)比，使其具有較好的發(fā)展前景。
STM32主控芯片內部包含實(shí)時(shí)時(shí)鐘(RTC)。RTC是一個(gè)獨立的定時(shí)器，該模塊擁有一組連續計數的計數器，再配合相應的軟件設置，就可似提供時(shí)鐘日歷的功能，并支持掉電保護，通過(guò)修改計數器的值來(lái)重新設置系統當前的日期和時(shí)間。設計中，定時(shí)開(kāi)關(guān)的定時(shí)時(shí)鐘功能可以依靠RTC來(lái)完成，因此主控制器只需利用STM32F103RBT6自帶的RTC模塊就能夠滿(mǎn)足設計要求?？刂品謾C系統的處理器單元采用價(jià)格低廉的STC89 C52單片機，該芯片的資源足以滿(mǎn)足控制分機系統的設計要求。
2. 2 GSM模塊TC35
作為系統設計中遠程控制部分的核心，GSM通訊模塊選用了性?xún)r(jià)比高，并且已經(jīng)擁有國內的無(wú)線(xiàn)電設備入網(wǎng)證的西門(mén)子TC35系列模塊。T C35是西門(mén)子公司推出的GSM模塊，它支持雙頻和標準的AT指令集。TC35模塊通過(guò)配套的天線(xiàn)連接器和接口連接器，可分別與天線(xiàn)和SIM卡讀卡器連接，并通過(guò)串口與處理器芯片連接。

TC35模塊電路如圖4所示，共有40個(gè)引腳，通過(guò)一個(gè)ZIF(Zero Insertion Force)連接器引出，這40個(gè)引腳可以劃分為5類(lèi)，即電探、SIM卡、數據輸入／輸出、音頻接口和控制。TC35模塊的數據輸入／輸出接口是一個(gè)串行異步收發(fā)器，符合ITU—T RS232接口標準，波特率在300 bit．s-1～115kbit·s-1范圍內可選，利用AT命令切換操作模式，可以使它處于數據、語(yǔ)音、短消息或傳真模式。TC35模塊的短信功能支持TEXT和PDU兩種模式，設計使用TEXT模式來(lái)收發(fā)短信息。
2．3 nRF24L01+無(wú)線(xiàn)收發(fā)模塊
系統設計中的另一個(gè)重要組成部分，就是用于主控制器和控制分機之間進(jìn)行通信的無(wú)線(xiàn)數據傳輸模塊，該部分選用nRF24L01+系列無(wú)線(xiàn)收發(fā)模塊。nRF24L01+是nRF24L01的加強型，兩者在引腳上完全兼容，它工作在2．4～2．5 GHz ISM頻段，內置頻率合成器、功率放大器、晶體振蕩器、調制器等功能模塊，并且融合了增強型ShockBurst技術(shù)，具有成本低、功耗小、網(wǎng)絡(luò )結點(diǎn)多等特點(diǎn)。在使用PCB制板天線(xiàn)時(shí)，nRF 24L01+的通信距離一般可達100 m，而使用配套的加長(cháng)天線(xiàn)后，通信距離還有較大提升。
根據設計要求，系統采用PCB制版天線(xiàn)的nRF24L01+模塊。在主控制器系統中，nRF24L01+模塊與STM32F103RBT6處理器使用SPI口通信協(xié)議；對于控制分機部分，則利用STC89C52單片機的普通IO口模擬SPI時(shí)序與nRF24L01+模塊完成通信。