將SIM900A與PIC微控制器連接起來實現(xiàn)GSM模塊撥打和接聽電話

GSM模塊使用起來非常吸引人，尤其是當(dāng)我們的項目需要遠程訪問時。這些模塊可以執(zhí)行我們普通手機可以執(zhí)行的所有操作，例如撥打/接聽電話，發(fā)送/接收短信，使用GPRS連接到互聯(lián)網(wǎng)等。您還可以將普通麥克風(fēng)和揚聲器連接到此模塊，并在移動通話中交談。如果它可以與微控制器連接，這將為許多創(chuàng)意項目打開大門。因此，在本教程中，我們將學(xué)習(xí)如何將GSM模塊（SIM900A）與我們的PIC微控制器連接，并通過使用GSM模塊撥打和接聽電話來演示它。

所需材料：

1. PIC 微控制器 （PIC16F877A）
2. GSM 模塊（SIM900 或任何其他）
3. 連接線
4. 12V 適配器
5. 圖片套件 3

GSM模塊：

即使沒有任何微控制器，也可以通過使用AT命令模式使用GSM模塊。如上所示，GSM模塊帶有USART適配器，可以使用MAX232模塊直接連接到計算機，或者Tx和Rx引腳可用于將其連接到微控制器。您還可以注意到可以連接麥克風(fēng)或揚聲器的其他引腳，如MIC +，MIC-，SP+，SP-等。該模塊可以通過普通的直流桶形插孔由 12V 適配器供電。

將SIM卡插入模塊插槽并打開電源，您應(yīng)該注意到電源指示燈亮起?，F(xiàn)在等待一分鐘左右，您應(yīng)該會看到紅色（或任何其他顏色）LED 每 3 秒閃爍一次。這意味著您的模塊能夠與您的SIM卡建立連接?，F(xiàn)在，您可以繼續(xù)將模塊與手機或任何微控制器連接。

使用 AT 命令與 GSM 模塊通信：

正如您可能已經(jīng)猜到的那樣，GSM模塊可以通過串行通信進行通信，并且只能理解一種語言，即“ AT命令 ”。無論您想告訴或詢問GSM模塊什么，都只能通過AT命令進行。例如，如果您想知道模塊是否處于活動狀態(tài)。您應(yīng)該詢問（發(fā)送）像“AT”這樣的命令，您的模塊將回答“確定”。

這些AT命令在其數(shù)據(jù)手冊中有很好的解釋，可以在其官方數(shù)據(jù)手冊中找到。好！好！這是一份 271 頁的數(shù)據(jù)表，您可能需要幾天時間才能通讀它們。因此，我在下面給出了一些最重要的AT命令，以便您盡快啟動并運行它。

電路圖：

GSM模塊與PIC微控制器接口的連接圖如下所示。

我們只是簡單地將GSM模塊的Tx和Rx引腳分別與PIC MCU PIC16F877A的Rx和Tx引腳連接。這將在兩者之間建立串行連接。另外，不要忘記將GSM和PIC模塊共同接地。我們還使用LCD顯示屏來了解GSM模塊的狀態(tài)。連接完成后，您的硬件將如下所示。

PIC微控制器編程：

可以在本教程的底部找到此項目的完整程序。在這里，我將解釋一些重要的函數(shù)和代碼片段。該程序還具有LCD代碼，該代碼來自與PIC微控制器的接口LCD，如果您想知道如何將LCD與PIC微控制器一起使用，可以訪問該教程。

如前所述，我們將通過串行通信模式使用 AT 命令在 PIC 和 GSM 之間進行通信。因此，首先我們必須使用 Initialize***_SIM900（）* **初始化 PIC 微控制器中的 USART 通信模塊;功能。在此函數(shù)中，我們聲明 Tx 和 RX 引腳，并以 9600 波特率和 8 位模式初始化異步接收和傳輸。

//***Initialize UART for SIM900**//
void Initialize_SIM900(void)

{
    //****Setting I/O pins for UART****//
    TRISC6 = 0; // TX Pin set as output
    TRISC7 = 1; // RX Pin set as input
    //________I/O pins set __________//
   

    /**Initialize SPBRG register for required
    baud rate and set BRGH for fast baud_rate**/
    SPBRG = 129; //SIM900 operates at 9600 Baud rate so 129
    BRGH  = 1;  // for high baud_rate
    //_________End of baud_rate setting_________//
   
    //****Enable Asynchronous serial port*******//
    SYNC  = 0;    // Asynchronous
    SPEN  = 1;    // Enable serial port pins

    //_____Asynchronous serial port enabled_______//
    //**Lets prepare for transmission & reception**//
    TXEN  = 1;    // enable transmission
    CREN  = 1;    // enable reception
    //__UART module up and ready for transmission and reception__//

    //**Select 8-bit mode**// 
    TX9   = 0;    // 8-bit reception selected
    RX9   = 0;    // 8-bit reception mode selected
    //__8-bit mode selected__//    
}
//________UART module Initialized__________//

現(xiàn)在我們需要從/向我們的 GSM 模塊讀取和寫入信息。為此，我們使用函數(shù) **_SIM900_putch）、_SIM900_getch（）、_SIM900_send_string（）、_SIM900_print（）。 **這些函數(shù)使用發(fā)送和接收緩沖區(qū)寄存器（如 TXREG 和 RCREG）串行讀取或?qū)懭霐?shù)據(jù)。

//**Function to send one byte of date to UART**//

void _SIM900_putch(char bt) 
{
    while(!TXIF);  // hold the program till TX buffer is free
    TXREG = bt; //Load the transmitter buffer with the received value
}

//_____________End of function________________//


//**Function to get one byte of date from UART**//
char _SIM900_getch()  
{
    if(OERR) // check for Error
    {
        CREN = 0; //If error -> Reset
        CREN = 1; //If error -> Reset
    }
   while(!RCIF);  // hold the program till RX buffer is free
    return RCREG; //receive the value and send it to main function
}
//_____________End of function________________//

//**Function to convert string to byte**//
void SIM900_send_string(char* st_pt)
{
    while(*st_pt) //if there is a char
        _SIM900_putch(*st_pt++); //process it as a byte data
}
//___________End of function______________//
//**End of modified Codes**//

void _SIM900_print(unsigned const char *ptr) {
    while (*ptr != 0) {
        _SIM900_putch(*ptr++);
    }

上述功能是通用的，無需為任何應(yīng)用程序進行更改。對它們的解釋只是為了給出一個粗略的介紹。如果你愿意，你可以通過理解深入了解它們。

現(xiàn)在在我們的主函數(shù)中，我們初始化 USART 連接，并使用以下代碼行檢查我們在發(fā)送“AT”時是否能夠收到“OK”

do
    {
    Lcd_Set_Cursor(2,1);
    Lcd_Print_String("Module not found");
    }while (!SIM900_isStarted()); //wait till the GSM to send back "OK"
    Lcd_Set_Cursor(2,1);
    Lcd_Print_String("Module Detected ");
    __delay_ms(1500);

函數(shù) SIM900_isStarted（）; 將向 GSM 發(fā)送“AT”并等待其響應(yīng)“OK”。如果是，它將返回 1 其他 0;

如果未檢測到模塊或存在任何連接問題，則LCD將顯示“未找到模塊”，否則將顯示“檢測到模塊”并繼續(xù)下一步，我們檢查是否可以通過以下代碼行檢測到SIM卡。

/*Check if the SIM card is detected*/
    do
    {
    Lcd_Set_Cursor(2,1);
    Lcd_Print_String("SIM not found   ");
    }while (!SIM900_isReady()); //wait till the GSM to send back "+CPIN: READY"
    Lcd_Set_Cursor(2,1);
    Lcd_Print_String("SIM Detected    ");
    __delay_ms(1500);

函數(shù) SIM900_isReady（） 將向 GSM 發(fā)送“AT+CPIN？”，并等待來自它的響應(yīng)“+CPIN：READY”。如果是，它將返回 1 其他 0;

如果找到SIM卡，我們將在LCD上顯示檢測到SIM卡。然后，我們可以嘗試使用命令“ ATD手機號碼 ;”撥打電話。作為一個例子，我使用我的號碼作為ATD93643159XX;。您必須在那里替換各自的手機號碼。

/*Place a Phone Call*/
     do
    {
    _SIM900_print("ATD93643XXXXX;\\r\\n");  //Here we are placing a call to number 93643XXXXX
    Lcd_Set_Cursor(1,1);
    Lcd_Print_String("Placing Call....");
    }while (_SIM900_waitResponse() != SIM900_OK); //wait till the ESP send back "OK"
    Lcd_Set_Cursor(1,1);
    Lcd_Print_String("Call Placed....");
    __delay_ms(1500);

發(fā)出呼叫后，液晶屏將顯示“呼叫已發(fā)出”，您應(yīng)該會收到該指定號碼的來電。

您還可以撥打連接到GSM模塊的手機號碼，并使用以下代碼在LCD屏幕上獲得通知

while(1)
    {
        if (_SIM900_waitResponse() == SIM900_RING) //Check if there is an incoming call
        {
          Lcd_Set_Cursor(2,1);
          Lcd_Print_String("Incoming Call!!."); 
        }      
    }

當(dāng)GSM模塊檢測到來電時，它將在LCD模塊的第二行上顯示來電。函數(shù) *_SIM900_waitResponse（） *將檢查來自 GSM 模塊的傳入數(shù)據(jù)。當(dāng)它收到SIM900_RING時，由于 waitResponce（） 而相當(dāng)于“RING”，我們將顯示狀態(tài)“來電”。

您可以像這樣創(chuàng)建自己的函數(shù)，以使用 GSM 模塊執(zhí)行幾乎所有類型的激活。如果你想對東西進行硬編碼，你可以簡單地使用 __SIM900_print（） 函數(shù)發(fā)送任何 AT 命令，如下所示。

_SIM900_print("AT+CPIN?\\r\\n");

請記住，所有命令后面都應(yīng)跟有“\\r\\n”，以指示命令正在終止。

模擬：

了解程序的工作原理后，您可以嘗試模擬并進行更改以滿足您的需求。模擬將為您節(jié)省大量時間。模擬是使用 Proteus 完成的，如下所示。

如您所見，我們在Proteus中使用了虛擬終端選項來檢查程序是否按預(yù)期響應(yīng)。我們可以通過彈出對話框輸入值。例如，一旦我們點擊運行，就會出現(xiàn)一個像上面這樣的黑色對話框并顯示 AT，這意味著它已將 GSM 模塊發(fā)送到 AT，現(xiàn)在我們可以通過在框中輸入“確定”并按回車鍵來回復(fù) PIC，PIC 將響應(yīng)它。同樣，我們可以嘗試所有 AT 命令。

使用 GSM 和 PIC 撥打和接聽電話：

了解代碼和硬件的工作原理后，只需將以下程序上傳到 PIC 并打開模塊電源即可。如果一切正常，您的液晶屏應(yīng)顯示“檢測到模塊”，“檢測到SIM卡”和“呼叫已放置”。一旦您看到“已撥打電話”，您將接到程序中指定的號碼的來電。

您也可以嘗試撥打GSM模塊中的號碼，LCD將顯示“來電”以指示正在呼叫SIM卡。

// CONFIG

#pragma config FOSC = HS       // Oscillator Selection bits (HS oscillator)

#pragma config WDTE = OFF       // Watchdog Timer Enable bit (WDT disabled)

#pragma config PWRTE = OFF       // Power-up Timer Enable bit (PWRT enabled)

#pragma config BOREN = OFF        // Brown-out Reset Enable bit (BOR enabled)

#pragma config LVP = OFF        // Low-Voltage (Single-Supply) In-Circuit Serial Programming Enable bit (RB3 is digital I/O, HV on MCLR must be used for programming)

#pragma config CPD = OFF        // Data EEPROM Memory Code Protection bit (Data EEPROM code protection off)

#pragma config WRT = OFF        // Flash Program Memory Write Enable bits (Write protection off; all program memory may be written to by EECON control)

#pragma config CP = OFF         // Flash Program Memory Code Protection bit (Code protection off)

//End of CONFIG registers

 

#define _XTAL_FREQ 20000000

#define RS RD2

#define EN RD3

#define D4 RD4

#define D5 RD5

#define D6 RD6

#define D7 RD7

 

#define SIM900_OK 1

#define SIM900_READY 2

#define SIM900_FAIL 3

#define SIM900_RING 4

#define SIM900_NC 5

#define SIM900_UNLINK 6

 

#include

 

// Wait for any response on the input

inline unsigned char _SIM900_waitResponse(void);

    int recv;

    char p =1;

 

 

//LCD Functions Developed by Circuit Digest.

void Lcd_SetBit(char data_bit) //Based on the Hex value Set the Bits of the Data Lines

{

if(data_bit& 1) 

D4 = 1;

else

D4 = 0;

 

if(data_bit& 2)

D5 = 1;

else

D5 = 0;

 

if(data_bit& 4)

D6 = 1;

else

D6 = 0;

 

if(data_bit& 8) 

D7 = 1;

else

D7 = 0;

}

 

void Lcd_Cmd(char a)

{

RS = 0;           

Lcd_SetBit(a); //Incoming Hex value

EN  = 1;         

        __delay_ms(4);

        EN  = 0;         

}

 

void Lcd_Clear()

{

Lcd_Cmd(0); //Clear the LCD

Lcd_Cmd(1); //Move the curser to first position

}

 

void Lcd_Set_Cursor(char a, char b)

{

char temp,z,y;

if(a== 1)

{

 temp = 0x80 + b - 1; //80H is used to move the curser

z = temp>>4; //Lower 8-bits

y = temp & 0x0F; //Upper 8-bits

Lcd_Cmd(z); //Set Row

Lcd_Cmd(y); //Set Column

}

else if(a== 2)

{

temp = 0xC0 + b - 1;

z = temp>>4; //Lower 8-bits

y = temp & 0x0F; //Upper 8-bits

Lcd_Cmd(z); //Set Row

Lcd_Cmd(y); //Set Column

}

}

 

void Lcd_Start()

{

  Lcd_SetBit(0x00);

  for(int i=1065244; i<=0; i--)  NOP();  

  Lcd_Cmd(0x03);

__delay_ms(5);

  Lcd_Cmd(0x03);

__delay_ms(11);

  Lcd_Cmd(0x03); 

  Lcd_Cmd(0x02); //02H is used for Return home -> Clears the RAM and initializes the LCD

  Lcd_Cmd(0x02); //02H is used for Return home -> Clears the RAM and initializes the LCD

  Lcd_Cmd(0x08); //Select Row 1

  Lcd_Cmd(0x00); //Clear Row 1 Display

  Lcd_Cmd(0x0C); //Select Row 2

  Lcd_Cmd(0x00); //Clear Row 2 Display

  Lcd_Cmd(0x06);

}

 

void Lcd_Print_Char(char data)  //Send 8-bits through 4-bit mode

{

   char Lower_Nibble,Upper_Nibble;

   Lower_Nibble = data&0x0F;

   Upper_Nibble = data&0xF0;

   RS = 1;             // => RS = 1

   Lcd_SetBit(Upper_Nibble>>4);             //Send upper half by shifting by 4

   EN = 1;

   for(int i=2130483; i<=0; i--)  NOP(); 

   EN = 0;

   Lcd_SetBit(Lower_Nibble); //Send Lower half

   EN = 1;

   for(int i=2130483; i<=0; i--)  NOP();

   EN = 0;

}

 

void Lcd_Print_String(char *a)

{

int i;

for(i=0;a[i]!='\\0';i++)

  Lcd_Print_Char(a[i]);  //Split the string using pointers and call the Char function 

}

/*****End of LCD Functions*****/

 

 

//***Initialize UART for SIM900**//

void Initialize_SIM900(void)

{

    //****Setting I/O pins for UART****//

    TRISC6 = 0; // TX Pin set as output

    TRISC7 = 1; // RX Pin set as input

    //________I/O pins set __________//

    

    /**Initialize SPBRG register for required 

    baud rate and set BRGH for fast baud_rate**/

    SPBRG = 129; //SIM900 operates at 9600 Baud rate so 129

    BRGH  = 1;  // for high baud_rate

    //_________End of baud_rate setting_________//

    

    //****Enable Asynchronous serial port*******//

    SYNC  = 0;    // Asynchronous

    SPEN  = 1;    // Enable serial port pins

    //_____Asynchronous serial port enabled_______//

    //**Lets prepare for transmission & reception**//

    TXEN  = 1;    // enable transmission

    CREN  = 1;    // enable reception

    //__UART module up and ready for transmission and reception__//

    

    //**Select 8-bit mode**//  

    TX9   = 0;    // 8-bit reception selected

    RX9   = 0;    // 8-bit reception mode selected

    //__8-bit mode selected__//     

}

//________UART module Initialized__________//

 

 

//**Function to send one byte of date to UART**//

void _SIM900_putch(char bt)  

{

    while(!TXIF);  // hold the program till TX buffer is free

    TXREG = bt; //Load the transmitter buffer with the received value

}

//_____________End of function________________//

 

 

//**Function to get one byte of date from UART**//

char _SIM900_getch()   

{

    if(OERR) // check for Error 

    {

        CREN = 0; //If error -> Reset 

        CREN = 1; //If error -> Reset 

    }

    

    while(!RCIF);  // hold the program till RX buffer is free

    

    return RCREG; //receive the value and send it to main function

}

//_____________End of function________________//

 

 

//**Function to convert string to byte**//

void SIM900_send_string(char* st_pt)

{

    while(*st_pt) //if there is a char

        _SIM900_putch(*st_pt++); //process it as a byte data

}

//___________End of function______________//

//**End of modified Codes**//

 

void _SIM900_print(unsigned const char *ptr) {

    while (*ptr != 0) {

        _SIM900_putch(*ptr++);

    }

}

 

bit SIM900_isStarted(void) {

    _SIM900_print("AT\\r\\n");

    return (_SIM900_waitResponse() == SIM900_OK);

}

 

bit SIM900_isReady(void) {

    _SIM900_print("AT+CPIN?\\r\\n");

    return (_SIM900_waitResponse() == SIM900_READY);

}

 

inline unsigned char _SIM900_waitResponse(void) {

    unsigned char so_far[6] = {0,0,0,0,0,0};

    unsigned const char lengths[6] = {2,12,5,4,6,6};

    unsigned const char* strings[6] = {"OK", "+CPIN: READY", "ERROR", "RING", "NO CARRIER", "Unlink"};

    unsigned const char responses[6] = {SIM900_OK, SIM900_READY, SIM900_FAIL, SIM900_RING, SIM900_NC, SIM900_UNLINK};

    unsigned char received;

    unsigned char response;

    char continue_loop = 1;

    while (continue_loop) {

        received = _SIM900_getch();

        for (unsigned char i = 0; i < 6; i++) {

            if (strings[i][so_far[i]] == received) {

                so_far[i]++;

                if (so_far[i] == lengths[i]) {

                    response = responses[i];

                    continue_loop = 0;

                }

            } else {

                so_far[i] = 0;

            }

        }

    }

    return response;

}

 

void main(void)

{   

    //I/O Declarations//

    TRISD = 0x00;  //LCD pins on port D as output

    //End of I/O declaration//

       

    Lcd_Start();   //Initialize LCD 

    Initialize_SIM900();//lets get our Serial ready for action

 

    

    Lcd_Set_Cursor(1,1);

    Lcd_Print_String("SIM900 & PIC");

 

       /*Check if the SIM900 communication is successful*/

    do

    {

    Lcd_Set_Cursor(2,1);

    Lcd_Print_String("Module not found");

    }while (!SIM900_isStarted()); //wait till the GSM to send back "OK"

    Lcd_Set_Cursor(2,1);

    Lcd_Print_String("Module Detected ");

    __delay_ms(1500);

    

      

       /*Check if the SIM card is detected*/

     do

    {

    Lcd_Set_Cursor(2,1);

    Lcd_Print_String("SIM not found   ");

    }while (!SIM900_isReady()); //wait till the GSM to send back "+CPIN: READY"

    Lcd_Set_Cursor(2,1);

    Lcd_Print_String("SIM Detected    ");

    __delay_ms(1500);

    

   Lcd_Clear();

     

        

     /*Place a Phone Call*/

     do

    {

    _SIM900_print("ATD93643XXXXX;\\r\\n");  //Here we are placing a call to number 93643XXXXX

    Lcd_Set_Cursor(1,1);

    Lcd_Print_String("Placing Call....");

    }while (_SIM900_waitResponse() != SIM900_OK); //wait till the ESP send back "OK"

    Lcd_Set_Cursor(1,1);

    Lcd_Print_String("Call Placed....");

    __delay_ms(1500);

        

    while(1)

    {

        if (_SIM900_waitResponse() == SIM900_RING) //Check if there is an incoming call

        {

          Lcd_Set_Cursor(2,1);

          Lcd_Print_String("Incoming Call!!.");  

        }       

    }

}