基于C8051F021的定位和報警移動終端設計

　　摘要：C8051F021是美國Cygnal公司生產的單片機。具有雙串口、低功耗、高速度等優點。本文以GSM的數據業務，設計一種具有報警和定位的移動終端，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。

    關鍵詞：C8051F021 GSM模塊 GPS模塊 移動終端 定位報警

引言

　　GSM網是目前移動通信體制中最成熟、最完善、應用最廣的一種系統。數據業務作為GSM網絡的一種基本業務，已得到越來越多的系統運營商和開發商的重視，基于這種業務的各種應用也蓬勃發展起來。以GSM網絡作為無線數據傳輸網絡，可開發出多種前景極其樂觀的應用，如無線遠程檢測和控制、無線自動警報等。本文基于GSM的數據業務設計一種實時性比較強、數據率為9.6kbps的具有報警和定位的終端。

1 C8051F021簡述

　　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I/O端口都可獨立地設置為推挽或開漏輸出和弱上拉，這為一些低功耗系統設計提供了節省電源的手段，而其最突出優點就是改進了可以控制片內數字資源與外部I/O引腳相連的交叉開頭網絡。通過設置交叉開關控制寄存器，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、鍵盤和液晶顯示器組成，如圖1所示。C8051F021單片機是用來實時采集終端外圍設備數據并進行相應的處理；GSM模塊即GSM無線調制解調器，完成和GSM網的接續，負責通過串口接收來自單片機所采集到的數據，并以無線電磁波的形式發送，或接收來自遠程計算機發來的信息并傳遞給單片機處理；GPSOEM的主要功能是接收衛星發射導航電文的信號，并進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；鍵盤包括數字鍵和功能鍵，數字鍵用來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；液晶顯示器用來顯示操作信息和提示信息。由于移動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網通信接續，用戶按鍵盤上的報警按鈕后，單片機通過串口實時讀取來自GPS-OEM發出的導航電文，從中提取經度、緯度、速度、時間、航向定位數據，并和相應的報警類型數據重新組合形成新的數據格式。同時，以ATD<號碼>指令進行撥號在接，連接成功后通過所建立的數據鏈路實時傳輸數據，監控中心計算機接收數據并進行經緯度數據坐標變換、誤差校正等處理，在電子在圖上實時顯示出當前監控的終端地理位置，并實時地跟蹤移動終端，并以聲光的形式提示工作人員，以便及時處理警情。移動終端也可隨時接來自監控中心的控制命令，并依命令執行相應的動作。

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