基于STM32和GSM的远程遥控定时开关装置

2．1 处理器单元
主控制器的处理器单元选用意法半导体公司新STM32F103RBT6芯片，它是基于ARM公司推出的V7平台的Cortex—M3内核的32位处理器。该处理器芯片具有64个引脚、51个IO口、128 kB Flash、20 kBSRAM、3个串口、2个SPI接口、1个CAN总线和1个USB接口。芯片的数据处理能力为1．25 dMi／s·MHz，在72 MHz的工作频率下，工作电流为36 mA，待机时下降到2 mA，是目前32位处理器市场上功耗最低的产品。其售价接近51系列单片机的市场售价，但它的数据处理能力却几乎媲美DSP，较高的性价比，使其具有较好的发展前景。
STM32主控芯片内部包含实时时钟(RTC)。RTC是一个独立的定时器，该模块拥有一组连续计数的计数器，再配合相应的软件设置，就可似提供时钟日历的功能，并支持掉电保护，通过修改计数器的值来重新设置系统当前的日期和时间。设计中，定时开关的定时时钟功能可以依靠RTC来完成，因此主控制器只需利用STM32F103RBT6自带的RTC模块就能够满足设计要求。控制分机系统的处理器单元采用价格低廉的STC89 C52单片机，该芯片的资源足以满足控制分机系统的设计要求。
2. 2 GSM模块TC35
作为系统设计中远程控制部分的核心，GSM通讯模块选用了性价比高，并且已经拥有国内的无线电设备入网证的西门子TC35系列模块。T C35是西门子公司推出的GSM模块，它支持双频和标准的AT指令集。TC35模块通过配套的天线连接器和接口连接器，可分别与天线和SIM卡读卡器连接，并通过串口与处理器芯片连接。

TC35模块电路如图4所示，共有40个引脚，通过一个ZIF(Zero Insertion Force)连接器引出，这40个引脚可以划分为5类，即电探、SIM卡、数据输入／输出、音频接口和控制。TC35模块的数据输入／输出接口是一个串行异步收发器，符合ITU—T RS232接口标准，波特率在300 bit．s-1～115kbit·s-1范围内可选，利用AT命令切换操作模式，可以使它处于数据、语音、短消息或传真模式。TC35模块的短信功能支持TEXT和PDU两种模式，设计使用TEXT模式来收发短信息。
2．3 nRF24L01+无线收发模块
系统设计中的另一个重要组成部分，就是用于主控制器和控制分机之间进行通信的无线数据传输模块，该部分选用nRF24L01+系列无线收发模块。nRF24L01+是nRF24L01的加强型，两者在引脚上完全兼容，它工作在2．4～2．5 GHz ISM频段，内置频率合成器、功率放大器、晶体振荡器、调制器等功能模块，并且融合了增强型ShockBurst技术，具有成本低、功耗小、网络结点多等特点。在使用PCB制板天线时，nRF 24L01+的通信距离一般可达100 m，而使用配套的加长天线后，通信距离还有较大提升。
根据设计要求，系统采用PCB制版天线的nRF24L01+模块。在主控制器系统中，nRF24L01+模块与STM32F103RBT6处理器使用SPI口通信协议；对于控制分机部分，则利用STC89C52单片机的普通IO口模拟SPI时序与nRF24L01+模块完成通信。