Schnittstelle des GSM-Moduls mit dem AVR-Mikrocontroller: Senden und Empfangen von Nachrichten

Die Verwendung von GSM-Modulen ist besonders dann interessant, wenn für unser Projekt ein Fernzugriff erforderlich ist. Diese Module können alle Aktionen ausführen, die unser normales Mobiltelefon ausführen kann, z. B. Tätigen / Empfangen eines Anrufs, Senden / Empfangen einer SMS, Herstellen einer Internetverbindung über GPRS usw. Sie können auch ein normales Mikrofon und einen Lautsprecher an dieses Modul anschließen und sich auf Ihrem Modul unterhalten Mobiltelefongespräche. Dies öffnet Türen für viele kreative Projekte, wenn es mit einem Mikrocontroller verbunden werden könnte. Daher lernen wir in diesem Tutorial, wie wir das GSM-Modul (SIM900A) mit dem AVR-Mikrocontroller ATmega16 verbinden können, und demonstrieren dies durch Senden und Empfangen von Nachrichten mit dem GSM-Modul.

Erforderliche Materialien

Atmega16
GSM-Modul (SIM900 oder ein anderes)
LCD Bildschirm
Drück Knöpfe
10k Widerstände, Potentiometer
Kabel anschließen
12V Adapter
USBasp-Programmierer
10-poliges FRC-Kabel

Verwendete Software

Wir werden die CodeVisionAVR- Software zum Schreiben unseres Codes und die SinaProg- Software zum Hochladen unseres Codes auf Atmega16 mit dem USBASP-Programmierer verwenden.

Sie können diese Software über die angegebenen Links herunterladen:

CodeVisionAVR:

SinaProg:

Bevor wir uns mit den Schaltplänen und Codes befassen, lernen wir das GSM-Modul und seine Funktionsweise kennen.

GSM-Modul

Das GSM-Modul kann auch ohne Mikrocontroller im AT-Befehlsmodus verwendet werden. Wie oben gezeigt, wird das GSM-Modul mit einem USART-Adapter geliefert, der über ein MAX232-Modul direkt an den Computer angeschlossen werden kann, oder die Tx- und Rx-Pins können verwendet werden, um ihn an einen Mikrocontroller anzuschließen. Sie können auch die anderen Pins wie MIC +, MIC-, SP +, SP- usw. bemerken, an denen ein Mikrofon oder ein Lautsprecher angeschlossen werden kann. Das Modul kann von einem 12-V-Adapter über eine normale DC-Barrel-Buchse mit Strom versorgt werden.

Legen Sie Ihre SIM-Karte in den Steckplatz des Moduls ein und schalten Sie sie ein. Sie sollten feststellen, dass eine Betriebs-LED leuchtet. Warten Sie nun etwa eine Minute, und alle 3 Sekunden sollte eine rote (oder eine andere Farbe) LED einmal blinken. Dies bedeutet, dass Ihr Modul eine Verbindung mit Ihrer SIM-Karte herstellen konnte. Jetzt können Sie Ihr Modul mit dem Telefon oder einem beliebigen Mikrocontroller verbinden.

Mit dem GSM-Modul können Sie viele coole Projekte erstellen:

Drahtloses Schwarzes Brett mit GSM und Arduino
Automatischer Anrufbeantworter mit Arduino und GSM-Modul
GSM-basierte Hausautomation mit Arduino
PIR-Sensor und GSM-basiertes Sicherheitssystem

Überprüfen Sie hier auch alle GSM-bezogenen Projekte.

Kommunikation mit dem GSM-Modul über AT-Befehle

Wie Sie vielleicht erraten haben, kann das GSM-Modul über serielle Kommunikation kommunizieren und nur eine Sprache verstehen, nämlich „ AT-Befehle “. Was auch immer Sie dem GSM-Modul mitteilen oder fragen möchten, es sollte nur über AT-Befehle erfolgen. Zum Beispiel, wenn Sie wissen möchten, ob Ihr Modul aktiv ist. Sie sollten einen Befehl wie "AT" fragen (senden) und Ihr Modul antwortet "OK".

Diese AT-Befehle werden im Datenblatt ausführlich erläutert und finden Sie hier im offiziellen Datenblatt. Okay! Okay! Es handelt sich um ein 271-seitiges Datenblatt, und es kann Tage dauern, bis Sie es gelesen haben. Daher habe ich nachfolgend einige der wichtigsten AT-Befehle angegeben, damit Sie diese bald zum Laufen bringen können.

BEIM	Antwortet mit OK zur Bestätigung
AT + CPIN?	Überprüfen Sie die Signalqualität
AT + COPS?	Suchen Sie den Namen des Dienstanbieters
ATD96XXXXXXXX;	Anruf an die spezifische Nummer, endet mit Semikolon
AT + CNUM	Suchen Sie die Nummer der SIM-Karte (funktioniert bei einigen SIM-Karten möglicherweise nicht)
AN EINER	Beantworten Sie den eingehenden Anruf
ATH	Hängen Sie den aktuellen eingehenden Anruf ab
AT + COLP	Eingehende Rufnummer anzeigen
AT + VTS = (Nummer)	DTMF-Nummer senden. Sie können eine beliebige Nummer auf Ihrer mobilen Tastatur für (Nummer) verwenden.
AT + CMGR	AT + CMGR = 1 liest die Nachricht an der ersten Position
AT + CMGD = 1	Nachricht an erster Stelle löschen
AT + CMGDA = "ALLE LÖSCHEN"	Alle Nachrichten von der SIM löschen
AT + CMGL = "ALL"	Lesen Sie alle Nachrichten von der SIM-Karte
AT + CMGF = 1	SMS-Konfiguration einstellen. "1" ist nur für den Textmodus
AT + CMGS = "+91 968837XXXX" > CircuitDigest-Text	Sendet hier eine SMS an eine bestimmte Nummer 968837XXXX. Wenn Sie ">" sehen, geben Sie den Text ein. Drücken Sie Strg + Z, um den Text zu senden.
AT + CGATT?	So überprüfen Sie die Internetverbindung auf der SIM-Karte
AT + CIPSHUT	So schließen Sie die TCP-Verbindung, dh trennen Sie die Verbindung zum Internet
AT + CSTT = "APN", "Benutzername", "Pass"	Stellen Sie mit Ihrem APN und Pass-Schlüssel eine Verbindung zu GPRS her. Erhältlich beim Netzwerkanbieter.
AT + CIICR	Überprüfen Sie, ob die SIM-Karte ein Datenpaket enthält
AT + CIFSR	Holen Sie sich die IP des SIM-Netzwerks
AT + CIPSTART = "TCP", "SERVER IP", "PORT"	Wird zum Einstellen einer TCP-IP-Verbindung verwendet
AT + CIPSEND	Dieser Befehl wird verwendet, um Daten an den Server zu senden

Hier verwenden wir die Befehle AT + CMGF und AT + CMGS, um Nachrichten zu senden.

Wenn Sie beim Empfang von Nachrichten ein GSM-Modul mit Arduino verwendet haben, können Sie mit dem Befehl + CMT: die Handynummer und die Textnachricht auf dem seriellen Monitor anzeigen. Die Textnachricht wird in der zweiten Zeile angezeigt (siehe Abbildung).

Wir werden diesen + CMT: -Befehl scannen, um zu überprüfen, ob eine Nachricht verfügbar ist oder nicht.

Schaltplan der Schnittstelle des ATMega16 GSM-Moduls

Die Verbindungen sind wie folgt

Tx und Rx des GSM-Moduls an Rx (Pin14) bzw. Tx (Pin15) von Atmega16.
Drücken Sie die Tasten auf PD5 (Pin19) und PD6 (Pin20).
LCD-Anschlüsse:

RS - PA 0
R / W - PA1
DE - PA2
D4 - PA4
D5 - PA5
D6 - PA6
D7 - PA7

Erstellen des Projekts für ATmega16 mit CodeVision

Nach der Installation von CodeVisionAVR und SinaProg Software , folgen Sie den Schritten unten, um Projekt und das Schreiben von Code zu erstellen:

Bereits hochgeladen

Schritt 1. CodeVision öffnen Klicken Sie auf Datei -> Neu -> Projekt . Das Bestätigungsdialogfeld wird angezeigt. Klicken Sie auf Ja

Schritt 2. Der CodeWizard wird geöffnet. Klicken Sie auf die erste Option, dh AT90 , und klicken Sie auf OK.

Schritt 3: - Wählen Sie Ihren Mikrocontroller-Chip, hier nehmen wir Atmega16L wie gezeigt.

Schritt 4: - Klicken Sie auf USART . Wählen Sie Empfänger und Sender aus, indem Sie darauf klicken. Wie nachfolgend dargestellt:

Schritt 5: - Klicken Sie auf Alphanumerisches LCD und wählen Sie Unterstützung für alphanumerisches LCD aktivieren .

Schritt 6: - Klicken Sie auf Programm -> Generieren, Speichern und Beenden . Jetzt ist mehr als die Hälfte unserer Arbeit abgeschlossen

Schritt 7: - Erstellen Sie einen neuen Ordner auf dem Desktop, damit unsere Dateien im Ordner verbleiben. Andernfalls werden wir auf das gesamte Desktop-Fenster verteilt. Benennen Sie Ihren Ordner wie gewünscht, und ich schlage vor, zum Speichern von Programmdateien denselben Namen zu verwenden.

Wir werden nacheinander drei Dialogfelder haben, um Dateien zu speichern.

Machen Sie dasselbe mit den beiden anderen Dialogfeldern, die angezeigt werden, nachdem Sie das erste gespeichert haben.

Nun sieht Ihr Arbeitsbereich so aus.

Der größte Teil der Arbeit wird mit Hilfe des Assistenten erledigt. Jetzt müssen wir nur noch Code für GSM schreiben.

Code und Erklärung

Alle Header-Dateien werden nach dem Erstellen des Projekts automatisch angehängt. Sie müssen lediglich die Header-Datei delay.h einfügen und alle Variablen deklarieren. Der vollständige Code ist am Ende dieses Tutorials angegeben.

#einschließen // Alphanumerische LCD-Funktionen #include #include // Standardeingabe- / Ausgabefunktionen #include unsigned char receive_value (void); unsigned char receive_data, a, b, c; unsigned int z; unsigned char msg; unsigned char cmd_1 = {"AT"}; vorzeichenloses Zeichen cmd_2 = {"AT + CMGF = 1"}; vorzeichenloses Zeichen cmd_3 = {"AT + CMGS ="}; unsigned char cmd_4 = {"Ruf mich an"}; unsigned char cmd_5 = {"Handynummer des Empfängers"};

Erstellen Sie eine Funktion zum Empfangen von Daten aus dem UDR-Register. Diese Funktion gibt empfangene Daten zurück.

unsigned char receive_value (void) { while (! (UCSRA & (1 <) { receive_data = UDR; return receive_data; } }

Kommen Sie zu der while- Schleife, in der wir zwei if- Anweisungen erstellen, eine zum Senden von Nachrichten und eine zum Empfangen. Die Senden-Taste ist mit PIND6 von ATmega verbunden und die Empfangs-Nachrichtentaste mit PIND5.

Wenn PIND6 (Send Button) zuerst gedrückt wird, wird die if- Anweisung ausgeführt und alle Befehle zum Senden der Nachricht werden einzeln ausgeführt.

while (1) { // lcd_clear (); lcd_putsf ("Send-> bttn 1"); lcd_gotoxy (0,1); lcd_putsf ("Receive-> buttn 2"); if (PIND.6 == 1) { lcd_clear (); lcd_gotoxy (0,0); lcd_putsf ("Senden einer Nachricht…"); für (z = 0; cmd_1! = ''; z ++) { UDR = cmd_1; delay_ms (100); } UDR = ('\ r'); delay_ms (500); für (z = 0; cmd_2! = ''; z ++) { UDR = cmd_2; delay_ms (100); } …..

Wenn Sie erhalten von Nachricht - Taste gedrückt wird, während (b! = ‚+‘) Schleife prüft, ob CMT - Befehl vorhanden ist oder nicht. Wenn vorhanden, wird die zweite while- Schleife ausgeführt und geht zur zweiten Zeile des Befehls und druckt die Nachricht nacheinander auf das LCD.

while (PIND.5 == 1) { lcd_clear (); lcd_gotoxy (0,0); lcd_putsf ("Receiving Msg…"); b = receive_value (); while (b! = '+') { b = receive_value (); } b = receive_value (); if (b == 'C') { b = receive_value (); … ..

Diese Schleife führt das Programm in die zweite Befehlszeile und speichert die Nachricht im Array.

while (b! = 0x0a) { b = receive_value (); } für (b = 0; b <3; b ++) { c = receive_value (); msg = c; } .. ..

Diese for- Schleife dient zur Anzeige der Meldung auf dem LCD.

für (z = 0; z <3; z ++) { a = msg; lcd_putchar (a); // PRINT IN lcd delay_ms (10); }}

Der vollständige Code mit Demo-Video ist unten angegeben. Jetzt müssen wir unser Projekt erstellen.

Erstellen Sie das Projekt

Klicken Sie wie gezeigt auf das Projekt- Symbol erstellen.

Nach dem Erstellen des Projekts wird im Ordner Debug-> Exe eine HEX-Datei generiert, die sich in dem Ordner befindet, den Sie zuvor zum Speichern Ihres Projekts erstellt haben. Wir werden diese HEX-Datei verwenden, um mit der Sinaprog-Software in Atmega16 hochzuladen.

Laden Sie den Code auf Atmega16 hoch

Schließen Sie Ihre Schaltkreise gemäß dem angegebenen Diagramm an das Programm Atmega16 an. Schließen Sie die eine Seite des FRC-Kabels an den USBASP-Programmierer an und die andere Seite wird wie unten beschrieben mit den SPI-Pins des Mikrocontrollers verbunden:

Pin1 der FRC-Buchse -> Pin 6, MOSI von Atmega16

Pin 2 mit Vcc von atmega16 verbunden, dh Pin 10

Pin 5 mit Reset von atmega16 verbunden, dh Pin 9

Pin 7 mit SCK von atmega16 verbunden, dh Pin 8

Pin 9 mit MISO von atmega16 verbunden, dh Pin 7

Pin 8 mit GND von atmega16 verbunden, dh Pin 11

Wir werden die oben generierte Hex-Datei mit dem Sinaprog hochladen. Öffnen Sie sie und wählen Sie Atmega16 aus dem Dropdown-Menü Gerät. Wählen Sie die HEX-Datei wie gezeigt aus dem Ordner Debug-> Exe aus.

Klicken Sie nun auf Programm und Ihr Code wird in ATmega16 Microcontroller gebrannt.

Sie sind fertig und Ihr Mikrocontroller ist programmiert. Drücken Sie einfach die Tasten, um die Nachrichten von GSM und ATmega16-Mikrocontroller zu senden und zu empfangen.

Der vollständige Code und das Demonstrationsvideo sind unten angegeben.