基于C8051F021的定位和報警移動(dòng)終端設計

　　摘要：C8051F021是美國Cygnal公司生產(chǎn)的單片機。具有雙串口、低功耗、高速度等優(yōu)點(diǎn)。本文以GSM的數據業(yè)務(wù)，設計一種具有報警和定位的移動(dòng)終端，并介紹該終端的結構框圖、工作原理以及I/O配置和初始化程序。

    關(guān)鍵詞：C8051F021 GSM模塊 GPS模塊 移動(dòng)終端 定位報警

引言

　　GSM網(wǎng)是目前移動(dòng)通信體制中最成熟、最完善、應用最廣的一種系統。數據業(yè)務(wù)作為GSM網(wǎng)絡(luò )的一種基本業(yè)務(wù)，已得到越來(lái)越多的系統運營(yíng)商和開(kāi)發(fā)商的重視，基于這種業(yè)務(wù)的各種應用也蓬勃發(fā)展起來(lái)。以GSM網(wǎng)絡(luò )作為無(wú)線(xiàn)數據傳輸網(wǎng)絡(luò )，可開(kāi)發(fā)出多種前景極其樂(lè )觀(guān)的應用，如無(wú)線(xiàn)遠程檢測和控制、無(wú)線(xiàn)自動(dòng)警報等。本文基于GSM的數據業(yè)務(wù)設計一種實(shí)時(shí)性比較強、數據率為9.6kbps的具有報警和定位的終端。

1 C8051F021簡(jiǎn)述

　　C8051F021是集成在一塊芯片上的混合信號系統級單片機，芯片上有32位數字I/O端口（引腳），與標準8051的端口（P0～3）相同。C8051F021在功能上有所增強，每個(gè)I/O端口都可獨立地設置為推挽或開(kāi)漏輸出和弱上拉，這為一些低功耗系統設計提供了節省電源的手段，而其最突出優(yōu)點(diǎn)就是改進(jìn)了可以控制片內數字資源與外部I/O引腳相連的交叉開(kāi)頭網(wǎng)絡(luò )。通過(guò)設置交叉開(kāi)關(guān)控制寄存器，將人的數字資源輸入輸出配置為端口I/O引腳，這就允許用戶(hù)根據自己的特定應用將通用I/O端口與所需數字資源相結合。C7051F021具有雙串口、多中斷源、低功耗、高速度、低電壓工作（3.3V）、高容量存儲器等特性，這些特性滿(mǎn)足本終端核心處理器的要求：低功耗、集成度高、可擴展性好等。

2 終端結構框圖

　　終端系統是由C8051F021單片機、GSM模塊、GPSOEM接收模塊、鍵盤(pán)和液晶顯示器組成，如圖1所示。C8051F021單片機是用來(lái)實(shí)時(shí)采集終端外圍設備數據并進(jìn)行相應的處理；GSM模塊即GSM無(wú)線(xiàn)調制解調器，完成和GSM網(wǎng)的接續，負責通過(guò)串口接收來(lái)自單片機所采集到的數據，并以無(wú)線(xiàn)電磁波的形式發(fā)送，或接收來(lái)自遠程計算機發(fā)來(lái)的信息并傳遞給單片機處理；GPSOEM的主要功能是接收衛星發(fā)射導航電文的信號，并進(jìn)行碼測量或相位測量，然后根據導航電文提供的衛星位置和時(shí)鐘差校正信息，計算GPS接收機的當前位置，在單片機的控制下傳輸定位數據；鍵盤(pán)包括數字鍵和功能鍵，數字鍵用來(lái)設置呼叫遠程主機的號碼，功能鍵具有相應的報警功能如火警、匪警等和輔助功能；液晶顯示器用來(lái)顯示操作信息和提示信息。由于移動(dòng)終端不需采集和存儲大量的數據，僅采集GPS-OEM模塊的導航數據、報警類(lèi)型數據和存儲呼叫遠程主機的號碼數據和系統程序，所以C8051F021自帶的存儲器容量即64KB+128 Flash和4KB+256B RAM已滿(mǎn)足本終端的需要，故不需擴展外部存儲器。

3 工作原理

　　在終端中，由GPS-OEM模塊完成位置定位。GSM模塊完成與GSM網(wǎng)通信接續，用戶(hù)按鍵盤(pán)上的報警按鈕后，單片機通過(guò)串口實(shí)時(shí)讀取來(lái)自GPS-OEM發(fā)出的導航電文，從中提取經(jīng)度、緯度、速度、時(shí)間、航向定位數據，并和相應的報警類(lèi)型數據重新組合形成新的數據格式。同時(shí)，以ATD<號碼>指令進(jìn)行撥號在接，連接成功后通過(guò)所建立的數據鏈路實(shí)時(shí)傳輸數據，監控中心計算機接收數據并進(jìn)行經(jīng)緯度數據坐標變換、誤差校正等處理，在電子在圖上實(shí)時(shí)顯示出當前監控的終端地理位置，并實(shí)時(shí)地跟蹤移動(dòng)終端，并以聲光的形式提示工作人員，以便及時(shí)處理警情。移動(dòng)終端也可隨時(shí)接來(lái)自監控中心的控制命令，并依命令執行相應的動(dòng)作。

4 終端I/O配置和初始化程序

　　由于本系統需要配置UART0、SMBus、UART1、INT0和INT1（8位），存儲器的工作模式為片內方式。P1端口作為4