摘  要： 為了實現用微處理器進行GPRS數據傳輸的應用，可以采用微處理器搭載GPRS模塊并進行配置的解決方案。介紹了用STM32微處理器搭載SIM900A的GPRS模塊實現數據傳輸，并簡要描述STM32底層配置以及數據傳輸的實現方法。
關鍵詞： STM32；SIM900A；USART；發送檢驗；接收檢驗

　STM32是意法半導體（ST）公司推出的基于ARM Cortex-M3內核的主流產品之一，它是ST公司專門針對要求高性能、低功耗和低成本的嵌入式應用而設計的，目前已在各領域得到廣泛的應用。SIM900A是SIMCom公司主推的一款緊湊型的GSM/GPRS雙頻模塊產品，它以性能穩定、外觀精巧及性價比高的優點深受廣大工程師青睞。
　本文通過對STM32底層配置以及數據傳輸的研究，介紹STM32主要的底層配置，并著重介紹數據傳輸的實現。通過關鍵步驟的程序源代碼的介紹，闡述實現數據傳輸的細節以及注意事項。該方法對其他項目或芯片有一定的實現價值和參考價值，且簡單可靠，具有普遍性和通用性。
1 STM32底層配置
　為了實現STM32單片機與SIM900A模塊之間的數據命令的傳輸，本文以串口為例，先搭建開發平臺，在工程中加入相應的庫函數以及配置文件，然后配置時鐘以及串口相應的輸入輸出GPIO接口。在配置的同時，需要針對自身的原理圖進行編寫，才能保證配置正確無誤。這樣，基本的開發平臺就搭建起來了。
1.1 串口配置
　在開發平臺搭建起來之后，就可以對串口進行配置了。配置速率為115 200 b/s，字長為8 bit，1 bit停止位，串口模式為輸入與輸出模式，最后，初始化相對應的串口。初始化串口之后，打開串口的中斷響應函數，即USART_ITConfig（USART2，USART_IT_RXNE，ENABLE）（以串口2為例），然后使能相對應的串口，這樣串口函數就基本配置完成了。需要注意一點，有些程序可能在傳輸的時候出現首位丟失。這個問題涉及到USART的機制。硬件復位之后，USART的狀態位是置位的（置1，表示已經發送完畢），而此時數據可以進行正常發送。當一幀數據發送后，由硬件將該位置位。而清除TC位（置0）是由軟件來完成的，通過先讀USART_SR，再寫USART_DR將該位清除。但是程序在發送第一幀數據的時候，并沒有進行讀USART_SR，而是直接進行寫USART_DR，因此TC標志位還是置1，并沒有清除。當發送第一幀數據之后，用USART_GetFlagStatus（）檢測狀態返回的是已經發送完畢，程序就會馬上發送下一幀數據，因此第一幀數據就會被第二幀數據覆蓋了，這樣就看不到首位數據。根據這種情況，可以在每次傳輸之前或之后清除傳輸完成標志位，即USART_ClearFlag（USART2，USART_FLAG_TC）。
1.2 中斷配置
　配置完串口之后，將對NVIC進行配置。首次配置中斷分組，然后選擇串口的中斷，即NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel=USART2_IRQn（以所使用固件庫的定義為主）。
再設置搶占式中斷優先級和響應式中斷優先級，然后使能中斷和初始化。以上的配置必須結合自身的情況，設計出最優的中斷分組和優先級，以保證程序響應中斷的速度。中斷后所做的內容在stm32f10x_it.c文件里配置，下文將會詳細闡述。
2 實現細節
　實現GPRS數據傳輸的原理是：STM32解析一串數據或命令，然后通過串口或其他方式一個字符一個字符地發送給SIM900A模塊，SIM900A接收到數據之后再通過SIM卡發送到服務器。當SIM900A接收到數據時，立即響應中斷，按照中斷所設置的方式進行數據處理。此時，就需要通過發送檢驗和接收檢驗來控制數據的傳輸。
2.1發送檢驗
　由于STM32逐個字符地將數據發送給SIM900A模塊，因此必須保證數據的正確性與連貫性。如果在發送的時候響應中斷或者進行任務調度，則發送將作廢，從而導致程序出錯，所以開發者必須警惕該類的錯誤出現。
　發送數據或者命令的時候，可以將數據通過參數傳給發送函數，由發送函數統一控制，發送完成之后再返回一個發送完成標志位，告知調用函數者發送已完成。源程序如下：
　void USART_Send_Byte（char MyData）{ //發送字符函數
　USART_ClearFlag（USART2，USART_FLAG_TC）；
　//清除標志位，如上所述
USART_SendData（USART2，MyData）；//發送數據
while（USART_GetFlagStatus（USART2，USART_FLAG_TC）==RESET）；//等待發送完成
}
void USART_Send_Str（char*s）{//發送字符串
　int i；
　int len = strlen（s）-1；//字符串長度
for（int i=0；i<len；i++）
USART_Send_Byte（s[i]）；//循環將字符串發送出去
if（s[i]==0x0a）{//判斷發送是否結束
SendCFFlag=TRUE；
//如果為真，則發送完成標志位置為真
}else{
USART_Send_Byte（s[i]）；//如果為假，則發送出去
}
}
2.2 接收檢驗
　當SIM900A有數據返回或者有數據通過SIM900A接收到下位機時，STM32會立即響應中斷來接收數據。此時就要在中斷函數中進行一系列處理。以SIM900A為例，SIM900A模塊返回的命令都是以"\r"+"\n"+"\0"結尾，因此檢驗傳輸結束可以根據它進行判斷。在中斷響應函數（即stm32f10x_it.c文件里）的USART2_IRQHandler函數可以設置如下：
void USART2_IRQHandler（void）
{
if（USART_GetITStatus（USART2，USART_IT_RXNE）!=RESET）{
//將接收字符存入接收緩沖區RxBuffer
RxBuffer[ReceCounter++]=（char）USART_ReceiveData（USART2）；
//判斷是否接收結束
if（RxBuffer[ReceCounter]==′\0′&& RxBuffer[ReceCounter-1]==0x0A &&
RxBuffer[ReceCounter-2]==0x0D）{
ReceCFFlag=TRUE；
  }
USART_ClearITPendingBit（USART2，USART_IT_RXNE）；
}
}
　該函數的基本思路是：將USART接收到的字符逐個存入緩沖區，然后判斷緩沖區最后3個字符是否為SIM900A的結束標識符。如果為假，繼續接收；如果為真，則將接收完成標識符置為真。當接收完成標識符為真時，說明接收完成，接下來就可以進行數據處理了。
2.3 命令函數實現方法
　下面將以AT+CIPSEND為例，闡述發送數據的細節。通過初始化模塊、開啟網絡、建立接入點和建立TCP連接之后，就可以開始發送數據。實現源代碼如下：
u8 GPRS_Send（void）{
u8 i=0；
u8*p；
USART_SendToGPRS（"AT+CIPSEND\r\n"）；//發送命令
Delay_ms（500）；//延時500 ms
p=LookFor_Str（RxBuffer，">"）；
//查找是否有">"符號，如果有，則可以發送數據
if（p!=0）{
p=0；
memset（RxBuffer，0，BufferSize）；//清空接收緩沖區
USART_SendToGPRS（GPRSSendData）；//發送數據
Delay_ms（500）；
　Delay_ms（500）；
　Delay_ms（500）；
　p=LookFor_Str（RxBuffer，"SEND OK"）；
if（p!=0）{//判斷是否發送成功
//發送成功操作
　return 1；
}else {
//發送失敗操作
   return 0；
  }
   }
}

　該函數的基本思路是：首先發送命令，然后查找是否有“>”符號，如果有，則說明可以開始發送數據。一段延時之后查找接收緩沖區是否有“SEND OK”字眼，有則說明發送成功，沒有則表示發送失敗。可以根據判斷作進一步的操作。命令的用法詳見SIM900A配套的AT命令手冊。有以下三點需要注意：
　（1）在本文測試程序中需要先獲取IP然后才能建立TCP連接，這是由SIM900A機制決定的。所以如果開發者不能建立TCP連接，除了測試網絡是否正常、服務器是否正確配置之外，還需在程序中先獲取IP，命令為AT+CIFSR。
　（2）可以先獲取SIM900A的狀態，命令為AT+CIPSTATUS。根據狀態來判定進行哪些操作，可以減少運行量，簡化代碼，從而減少運行時間，提高運行效率。詳見SIM900A配套的AT命令手冊。
　（3）延時的設定需要具體問題具體分析。例如，初始化SIM900A模塊的時候，只需延時500 ms，模塊返回的信息就接收到了，而接收來自服務器的信息時，有時由于信號問題或者巨大的數據量可能要延時久一點，而此時就需要開發者自行進行測試。延時的準確設置，可以在保證數據正確性的同時減少延時時間，從而提高程序的運行效率。
　本文通過對STM32微處理器串口的設置以及中斷的配置來闡述STM32微處理器底層的配置，再通過SIM900A的發送和接收數據實現GPRS的數據傳輸技術，從而實現STM32微處理器接入互聯網。在接收檢驗實現中，可以根據接收是否完成只作一次判斷，從而減少中斷運行時間。而SIM900A是GSM/GPRS雙頻模塊，還可以實現通話、收發短信、HTTP及FTP傳輸等諸多功能，通過更深入的研究，可以最大限度地挖掘出該模塊的實用價值，從而為電子產品提供更多的應用功能。
參考文獻
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