单片机短信收发系统的设计
目 录
一、 引言 1
（一） 短信收发系统的发展背景 1
（二） 短信收发系统的国内外发展现状 1
（三） 本文主要研究内容 2
二、 方案选择及元器件介绍 3
（一） 控制系统的主控芯片对比与选择 3
（二） STM32F103单片机介绍 3
（三） LCD12864液晶介绍 6
（四） 键盘模块介绍 7
（五） SIM900A型GSM模块介绍 7
三、 硬件系统设计 9
（一） 短信收发系统的原理框图设计 9
（二） STM32单片机最小系统设计 9
（三） 液晶屏电路设计 10
（四） 键盘模块电路设计 11
（五） SIM900A与单片机的电路设计 12
四、 软件系统设计 14
（一） 短信收发系统的软件流程图设计 14
（二） 液晶屏软件流程设计 15
总结 17
致谢 19
参考文献 20
附录一 原理图 21
附录二 元件列表 22
附录三 程序 23
引言
短信收发系统的发展背景
短信收发系统在我们的生活中扮演着不可小觑的角色，它主要被内嵌于手机中，通过GSM模块来与其他手机用户进行短信息交流，短信这种通信形式目前主要借助手机平台或者电脑，也有一部分电子爱好者通过微处理器控制GSM模块来实现能够满足自身特殊要求的短信收发系统，本文主要对以单片机作为主控器的短信收发系统进行研究。一条短信的容量最大能够达到70个汉字或者160个字符，当发送长短信时，GSM协议会自动将其分割成数条短信进行收发。短信这种通信方式到目前为止在人类历史的时间并不长，在手机出现在人们生活中的二十年后，含蓄的芬兰人因为不习惯直接通话，因此发明出了借助短量文字来进行沟通的通信体制，二十世纪九十年代短信刚出现时，其信息容量非常小，每次能够发送的内容不像现在这么多，当然这只是受当时的通信技术现状而限制的，随着通信技术的不断完善，短信用户日益增多并且不断对工作生活产生重要影响。根据国家信息部门的
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其分割成数条短信进行收发。短信这种通信方式到目前为止在人类历史的时间并不长，在手机出现在人们生活中的二十年后，含蓄的芬兰人因为不习惯直接通话，因此发明出了借助短量文字来进行沟通的通信体制，二十世纪九十年代短信刚出现时，其信息容量非常小，每次能够发送的内容不像现在这么多，当然这只是受当时的通信技术现状而限制的，随着通信技术的不断完善，短信用户日益增多并且不断对工作生活产生重要影响。根据国家信息部门的统计结果显示，早在2012年我国的移动电话使用者就已经上升到了11亿，占我国总人口的百分百之八十以上，而这其中就有将近8亿左右的手机用户通过手机来收发短信，这8亿用户中还不包括那些通过电脑软件或者DIY短信系统的使用者，因此可以看出短信已经成为了人们每天都在使用的一种与亲人朋友、生意伙伴、学生师长沟通的一种基本方式。虽然短信的用户巨大，但这依然避免不了它还存在着诸多缺点，首先就是它不能向微信一样收发图片以及视频等信息；二是费用高，每条短息的数据量不超过140个字符就要花费1毛钱；三是他不像电话那样能够进行实时的通话。
短信通信发展到今天，已经不能满足于需求日益增多的客户群了，比如许多组织或者广告公司需要通过短信进行大数量、高密度的短信发送，而手机既不能实现短信内容的快速录入、更新以及处理，也不能对自身的号码加以修饰，因此技术人员考虑到可以将技术成熟的微处理器与GSM模块进行结合，设计出功能更加多的DIY短信收发系统，这么做主要是得益于目前国内外已经能够很容易地实现微处理器以及GSM模块的集成化，并且稳定性能极高，如果设计良好，短信收发的功能讲比手机更加灵活更加方便。在众多微处理器中，单片机的性价比当属最高，目前单片机已经发展到了32位，并逐步向64位迈进，目前市面上许多性能出色的短信收发系统中都能看到ARM系列单片机的影子。
短信收发系统的国内外发展现状
传统的短信收发体制已经不能满足人们日益增长的需求了，由于短信不能够实现语音、图片以及视频等文件的传输，因此目前国际上相关组织正在商讨关于增加短信通信信道的宽度以及修改信令的相关工作，这样能够增加短信信息的容量以及信息种类。在另一方面，基于微处理器的短信收发系统目前不断发展，32位的ARM系列单片机发展成熟并进入市场后，使得功能各异的短信收发系统迅速融入到人们生活和工作的各个角落，这些短信收发系统相对于手机来说，使用起来更加方便，能够结合上位机软件实现短信的编辑及处理。
本文主要研究内容
本文以基于单片机的短信收发系统为研究目标，设计了一款能够实现短信的发送和接收功能的电子控制系统，在文章第一章，主要对短信以及短信收发系统的发展背景和国内外发展现状进行了描述，第二章对系统的设计方案以及元器件进行了选择和介绍，文章的第三章对硬件系统进行了设计，第四章主要对软件系统进行了设计。
方案选择及元器件介绍
控制系统的主控芯片对比与选择
方案一：若以使用经验和成本为第一考虑要素，那么51单片机将是一个不错的选择。目前市面上51单片机具有广泛的市场，无论是在高校教学还是工业控制场合，都能看到STM32单片机的身影。大学期间的单片机课程主要对51单片机（如AT89C51、STC89C51等）的内部结构、使用方法等有过全面的教学，并且其内部寄存器数量较少，相比于其他类型的单片机更容易进行程序构建，选择51单片机作为主控核心，能够使得顺利完成毕业设计具有保障。另外在成本方面，51单片机芯片根据其内部资源情况价格不一，但价格都相对较低廉；51单片机的程序烧写方式采用两根线形式的串口来完成，这样相对于其他厂家的单片机来说，无需配置价格昂贵的仿真器。在单片机性能上，所有STM32单片机都采用同一种内核——MCS—51作为CPU，外部都集成了计时器、中断以及串口等模块，这样极大方便了系统软件系统的构建；不但如此，STM32单片机的处理速度也能够胜任大多数应用场合。
方案二：若从单片机处理速度、性能、稳定度以及内置资源等方面考虑，意大利ST公司的STM32单片机是最佳选择。在处理速度上，其主频达到72MHz以上，内部高稳定度的PLL锁相环模块能够将外部时钟倍频到工作频率，这样就大大提高了指令的处理速度。STM32单片机芯片内部大多集成了ADC、DAC、IIC、SPI以及DMA等常用模块，这点是STM32单片机所不具有的，这样往往通过一片STM32芯片就能完成一个复杂系统的设计。其内部程序储存器（FLASH）空间大小达到64k以上，而STM32单片机只有4k或者8k左右，这样在进行庞大系统的
一、 引言 1
（一） 短信收发系统的发展背景 1
（二） 短信收发系统的国内外发展现状 1
（三） 本文主要研究内容 2
二、 方案选择及元器件介绍 3
（一） 控制系统的主控芯片对比与选择 3
（二） STM32F103单片机介绍 3
（三） LCD12864液晶介绍 6
（四） 键盘模块介绍 7
（五） SIM900A型GSM模块介绍 7
三、 硬件系统设计 9
（一） 短信收发系统的原理框图设计 9
（二） STM32单片机最小系统设计 9
（三） 液晶屏电路设计 10
（四） 键盘模块电路设计 11
（五） SIM900A与单片机的电路设计 12
四、 软件系统设计 14
（一） 短信收发系统的软件流程图设计 14
（二） 液晶屏软件流程设计 15
总结 17
致谢 19
参考文献 20
附录一 原理图 21
附录二 元件列表 22
附录三 程序 23
引言
短信收发系统的发展背景
短信收发系统在我们的生活中扮演着不可小觑的角色，它主要被内嵌于手机中，通过GSM模块来与其他手机用户进行短信息交流，短信这种通信形式目前主要借助手机平台或者电脑，也有一部分电子爱好者通过微处理器控制GSM模块来实现能够满足自身特殊要求的短信收发系统，本文主要对以单片机作为主控器的短信收发系统进行研究。一条短信的容量最大能够达到70个汉字或者160个字符，当发送长短信时，GSM协议会自动将其分割成数条短信进行收发。短信这种通信方式到目前为止在人类历史的时间并不长，在手机出现在人们生活中的二十年后，含蓄的芬兰人因为不习惯直接通话，因此发明出了借助短量文字来进行沟通的通信体制，二十世纪九十年代短信刚出现时，其信息容量非常小，每次能够发送的内容不像现在这么多，当然这只是受当时的通信技术现状而限制的，随着通信技术的不断完善，短信用户日益增多并且不断对工作生活产生重要影响。根据国家信息部门的
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072￥
其分割成数条短信进行收发。短信这种通信方式到目前为止在人类历史的时间并不长，在手机出现在人们生活中的二十年后，含蓄的芬兰人因为不习惯直接通话，因此发明出了借助短量文字来进行沟通的通信体制，二十世纪九十年代短信刚出现时，其信息容量非常小，每次能够发送的内容不像现在这么多，当然这只是受当时的通信技术现状而限制的，随着通信技术的不断完善，短信用户日益增多并且不断对工作生活产生重要影响。根据国家信息部门的统计结果显示，早在2012年我国的移动电话使用者就已经上升到了11亿，占我国总人口的百分百之八十以上，而这其中就有将近8亿左右的手机用户通过手机来收发短信，这8亿用户中还不包括那些通过电脑软件或者DIY短信系统的使用者，因此可以看出短信已经成为了人们每天都在使用的一种与亲人朋友、生意伙伴、学生师长沟通的一种基本方式。虽然短信的用户巨大，但这依然避免不了它还存在着诸多缺点，首先就是它不能向微信一样收发图片以及视频等信息；二是费用高，每条短息的数据量不超过140个字符就要花费1毛钱；三是他不像电话那样能够进行实时的通话。
短信通信发展到今天，已经不能满足于需求日益增多的客户群了，比如许多组织或者广告公司需要通过短信进行大数量、高密度的短信发送，而手机既不能实现短信内容的快速录入、更新以及处理，也不能对自身的号码加以修饰，因此技术人员考虑到可以将技术成熟的微处理器与GSM模块进行结合，设计出功能更加多的DIY短信收发系统，这么做主要是得益于目前国内外已经能够很容易地实现微处理器以及GSM模块的集成化，并且稳定性能极高，如果设计良好，短信收发的功能讲比手机更加灵活更加方便。在众多微处理器中，单片机的性价比当属最高，目前单片机已经发展到了32位，并逐步向64位迈进，目前市面上许多性能出色的短信收发系统中都能看到ARM系列单片机的影子。
短信收发系统的国内外发展现状
传统的短信收发体制已经不能满足人们日益增长的需求了，由于短信不能够实现语音、图片以及视频等文件的传输，因此目前国际上相关组织正在商讨关于增加短信通信信道的宽度以及修改信令的相关工作，这样能够增加短信信息的容量以及信息种类。在另一方面，基于微处理器的短信收发系统目前不断发展，32位的ARM系列单片机发展成熟并进入市场后，使得功能各异的短信收发系统迅速融入到人们生活和工作的各个角落，这些短信收发系统相对于手机来说，使用起来更加方便，能够结合上位机软件实现短信的编辑及处理。
本文主要研究内容
本文以基于单片机的短信收发系统为研究目标，设计了一款能够实现短信的发送和接收功能的电子控制系统，在文章第一章，主要对短信以及短信收发系统的发展背景和国内外发展现状进行了描述，第二章对系统的设计方案以及元器件进行了选择和介绍，文章的第三章对硬件系统进行了设计，第四章主要对软件系统进行了设计。
方案选择及元器件介绍
控制系统的主控芯片对比与选择
方案一：若以使用经验和成本为第一考虑要素，那么51单片机将是一个不错的选择。目前市面上51单片机具有广泛的市场，无论是在高校教学还是工业控制场合，都能看到STM32单片机的身影。大学期间的单片机课程主要对51单片机（如AT89C51、STC89C51等）的内部结构、使用方法等有过全面的教学，并且其内部寄存器数量较少，相比于其他类型的单片机更容易进行程序构建，选择51单片机作为主控核心，能够使得顺利完成毕业设计具有保障。另外在成本方面，51单片机芯片根据其内部资源情况价格不一，但价格都相对较低廉；51单片机的程序烧写方式采用两根线形式的串口来完成，这样相对于其他厂家的单片机来说，无需配置价格昂贵的仿真器。在单片机性能上，所有STM32单片机都采用同一种内核——MCS—51作为CPU，外部都集成了计时器、中断以及串口等模块，这样极大方便了系统软件系统的构建；不但如此，STM32单片机的处理速度也能够胜任大多数应用场合。
方案二：若从单片机处理速度、性能、稳定度以及内置资源等方面考虑，意大利ST公司的STM32单片机是最佳选择。在处理速度上，其主频达到72MHz以上，内部高稳定度的PLL锁相环模块能够将外部时钟倍频到工作频率，这样就大大提高了指令的处理速度。STM32单片机芯片内部大多集成了ADC、DAC、IIC、SPI以及DMA等常用模块，这点是STM32单片机所不具有的，这样往往通过一片STM32芯片就能完成一个复杂系统的设计。其内部程序储存器（FLASH）空间大小达到64k以上，而STM32单片机只有4k或者8k左右，这样在进行庞大系统的
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