基于STC12C5A60S2多功能通信开发板设计

　　引言

　　随着通信技术日新月异，无线通信应用领域越来越广泛，如无线远程家庭防盗系统、无线车载终端智能防盗系统、无线温度采集系统、短距离无线蓝牙系统、ZigBee无线网络通信系统等应用。然而，一直以来，高校在教学中讲解现代无线通信的多种应用时，基本上都是停留在书本上的原理、理论，学生也只能很抽象地了解这些应用案例；即使有机会接触实际硬件时，但由于硬件平台要求学生的知识起点很高，大部分学生也只能是看看实验现象，不能很好地掌握它。出现这种情况有以下原因：通信技术变化太快，新的技术不断涌现，而学校的很多硬件设备都是停留于5年前甚至10年前，更新太慢；可能有部分学校购置了最新的无线通信实验平台，但是由于没有考虑这些新的设备是否适合相关专业学生的接受能力，所以教学效果不好，学生对知识的应用仅仅停留在感性的认识上。鉴于此，结合多年的实践教学经历，根据通信专业学生的特点，自行设计了一套多

　　功能通信开发板（可以扩展），用于专业综合实践、毕业实践、创新实践等课程；考虑到本专业学生先前学过51系列单片机，开发板CPU芯片选用STC12C5A60S2；利用开发板可直接完成以下综合项目：基于GPRS网络的手机短信远程控制小灯；基于GPRS网络的温湿度数据采集；基于GPRS网络的家庭防盗系统设计；基于nRF905的无线温度数传；多功能万年历设计（可以用无线按键控制实现）。另外，本多功能开发板有扩展引脚，方便学生用于创新项目的开发。

　　1.STC12C5A60S2多功能开发板硬件设计

　　1.1多功能开发板硬件设计思路

　　随着专业课的深入学习，学生对新的通信技术应用案例的要求，已经从概念转向实际项目的操作。设计开发板的目的是为了提高学生的动手能力及编程、调试能力；通过设计完整的无线通信系统项目，让学生更好地理解课堂中的理论与实际工程应用的关系。设计的多功能开发板功能框图如图1所示。

　　1.2多功能开发板

　　设计的开发板硬件实物图如图2所示，具有以下功能：

　　（1）手机短信远程控制开发板LED灯亮灭；

　　（2）开发板可以接听电话；

　　（3）开发板将采集数据（如温湿度）发送至服务器、手机；

　　（4）基于nRF905的无线温度数据采集（任意两个开发板，其中一个开发板（受控）进行温度采集，并将数据通过nRF905传给另一个开发板（主控），温度数据在（主控）开发板上显示）；

　　（5）DS1302时钟数据的读取及其在LCD上显示（可通过无线进行控制）。

　　主要包括微控制器STC12C5A60S2芯片连接电路、SIM900A连接电路、nRF905连接电路、DS1302时钟芯片连接电路、矩阵按键连接电路、M74HC595B1R芯片连接电路、MAX232连接电路、LCD12864显示连接电路、电源电路等。下面选取其中的主要3种功能模块进行介绍。

　　1.2.1系统微控制器STC12C5A60S2

　　由于学生之前学过单片机相关理论及实验课，所以选取STC12C5A60S2芯片。它是宏晶科技生产的单时钟/机器周期（1T）的单片机，是高速/低功耗/超强抗干扰的新一代8051单片机，指令代码完全兼容传统8051，但速度快8~12倍。内部集成MAX810专用复位电路，2路PWM，8路高速10位A/D转换，这些特点保证了开发板可编制出高效率的程序。STC12C5A60S2硬件连接图如图3所示。