| 作 者：■ 中科院成都計算機所 潘斌 郭紅霞 摘要：簡單介紹Siemens公司的最新一代TC35系列的TC35i;著重介紹TC35i的原理、特性及層次結構和AT指令;設計實現TC35i通信的外圍電路。
關鍵詞：TC35i 單片機 GSM Modem SMS 計算機 C8051F020 引 言
1 概 述
短信息服務作為GSM網絡的一種基本業務,已得到越來越多的系統運營商和系統開發商的重視。本設計以GSM網絡作為數據無線傳輸網絡,可以開發出多種前景極其樂觀的各類應用。典型的應用有：變電站、電表、水塔、水庫或環保監測點等監測數據的無線傳輸和無線自動警報;遠程無線控制高壓線路斷電器、加熱系統、防洪攔阻系統或其它機電系統的啟動和關閉;車隊交通管理和控制指揮系統;控制和監測香煙、食品和飲料自動售貨機的運行狀態和存貨水平等。這里選用GSM模塊TC35i,給出其和PC機的通信電路;同時,也給出與單片機Cyganal C8051F020制成一款無線Modem,與PC機協同收發短信,在PC和應用系統之間以此Modem和GSM網絡為紐帶,實現遠地數據的傳輸。其工作模式如圖1、圖2所示。
2 TC35i模塊
目前,國內已經開始使用的GSM模塊有Falcom的A2D系列、Wavecome的WMO2系列、西門子的TC35系列、愛立信的DM10/DM20系列、中興的ZXGM18系列等,而且這些模塊的功能、用法差別不大。其中西門子的TC35系列模塊性價比很高,并且已經有國內的無線電設備入網證。所以本設計選用的是西門子TC35系列的TC35i。這是西門子推出的最新的無線模塊,功能上與TC35兼容,設計緊湊,大大縮小了用戶產品的體積。TC35i與GSM 2/2+兼容、雙頻(GSM900/GSMl800)、RS232數據口、符合ETSI標準GSM0707和GSM0705,且易于升級為GPRS模塊。該模塊集射頻電路和基帶于一體,向用戶提供標準的AT命令接口,為數據、語音、短消息和傳真提供快速、可靠、安全的傳輸,方便用戶的應用開發及設計。
2.1 主要技術指標
TC35i主要特性與技術指標包括以下幾點：
①頻段為雙頻GSM900MHz和GSMl800MHz (phase 2/2+);②支持數據、語音、短消息和傳真;③高集成度(54.5mm×36mm×3.6mm); ④質量為9g;⑤電源電壓為單一電壓3.3~4.8V;⑥可選波特率300bps~115kbps,動波特率 4.8~115kbps;⑦電流消耗——休眠狀態為3.5mA,空閑狀態為25mA,發射狀態為300mA(平均),2.5A峰值;⑧溫度范圍 ——正常操作-20℃~+55℃,存放-30℃~+85℃;⑨SIM電壓為3V/1.8V。
TC35i有40個引腳,通過一個ZIF(Zero Insertion Force,零阻力插座)連接器引出。這40個引腳可以劃分為5類,即電源、數據輸入/輸出、SIM卡、音頻接口和控制。第1~14腳為電源部分：1~5為電源電壓輸入端Vbatt+,6~10為電源地GND,11、12為充電引腳,13為對外輸出電壓(共外電路使用),14為ACCU-TEMP接負溫度系數的熱敏電阻。24~29為SIM卡引腳,分別為CCIN、 CCRST、CCIO、CCCLK、CCVCC和CCGND。33~40為語音接口,用來接電話手柄。15、30、31和32腳為控制部分：15為點火線IGT(Ignition), 當TC35i通電后必須給IGT一個大于100ms低電平,模塊才啟動;30為RTC backup,31為Power down,32為SYNC。16~23為數據輸入/輸出,分別為DSR0、RING0、RxD0、TxD0、CTS0、RTS0、DTR0和DCD0。
TC35的數據輸入/輸出接口實際上是一個串行異步收發器,符合ITU-T RS232接口標準。它有固定的參數：8位數據位和1位停止位,無校驗位,波特率在300bps~115kbps之間可選,硬件握手信號用RTS0/CTS0,軟件流量控制用XON/XOFF,CMOS電平,支持標準的AT命令集。
2.2 模塊中與SMS有關的GSM AT指令介紹
GSM引擎模塊提供的命令接口符合GSM07.05和GSM07.07規范。GSM07.07中定義的AT Command接口,提供了一種移動平臺與數據終端設備之間的通用接口;GSM07.05對短消息作了詳細的規定。在短消息模塊收到網絡發來的短消息時,能夠通過串口發送指示消息,數據終端設備可以向GSM模塊發送各種命令。與SMS有關的GSM AT指令如表1所列。GSM AT指令集,是由諾基亞、愛立信、摩托羅拉和HP等廠家共同為GSM系統研制的,其中包含了對SMS(Short Message Service)的控制。
2.3 PDU編碼規則
目前,發送短消息常用Text和PDU(Protocol Data Unit,協議數據單元)模式。使用Text模式收發短信代碼簡單,實現起來十分容易,但最大的缺點是不能收發中文短信;而PDU模式不僅支持中文短信,也能發送英文短信。PDU模式收發短信可以使用3種編碼：7-bit、8-bit和UCS2編碼。7-bit編碼用于發送普通的ASCII字符,8-bit編碼通常用于發送數據消息,UCS2編碼用于發送Unicode字符。一般的PDU編碼由A B C D E F G H I J K L M十三項組成。
A：短信息中心地址長度,2位十六進制數(1字節)。
B：短信息中心號碼類型,2位十六進制數。
C：短信息中心號碼,B+C的長度將由A中的數據
決定。
D：文件頭字節,2位十六進制數。
E：信息類型,2位十六進制數。
F：被叫號碼長度,2位十六進制數。
G：被叫號碼類型,2位十六進制數,取值同B。
H：被叫號碼,長度由F中的數據決定。
I：協議標識,2位十六進制數。
J：數據編碼方案,2位十六進制數。
K：有效期,2位十六進制數。
L：用戶數據長度,2位十六進制數。
M：用戶數據,其長度由L中的數據決定。J中設定采用UCS2編碼,這里是中英文的Unicode字符。
3 Cygnal單片機C8051F020簡介
C8051F020系列器件與MCS-51指令集完全兼容,可以使用標準803X/805X的匯編器和編譯器進行軟件開發。CIP-51內核具有標準8052的所有外設部件,包括5個16位的計數器/定時器、2個全雙工UART、256字節內部RAM、128字節特殊功能寄存器(SFR)地址空間及8/4個字節寬的I/O口。
CIP-51采用流水線結構,與標準的8051結構相比,指令執行速度有很大的提高。70%指令的執行時間為1或2個系統時鐘周期,只有4條指令的執行時間大于4個系統時鐘周期。CIP-51工作在最大系統時鐘頻率25MHz時,峰值速度達到25MIPS。
該系列的MCU具有標準8051端口(0、1、2和3)和4個附加的端口(4、5、6和7),因此共64個I/O口。每個I/O引腳都可以被配置為推挽或漏極開路輸出。在標準8051中固定的“弱上拉”可以被總體禁止。這為低功耗應用提供了進一步節電的能力。最獨特的改進是引入了數字交叉開關。這是一個大的數字開關網絡,允許將內部數字資源映射到P0、P1、P2和P3的端口I/O引腳。與具有標準復用數字I/O的微控制器不同,這種結構可以支持所有的功能組合。
可以通過設置交叉開關控制寄存器,將片內的計數器/定時器、串行總線、硬件中斷、ADC轉換啟動輸入、比較器輸出以及微控制器內部的其它數字信號,配置為出現在端口的I/O引腳。這一特性允許用戶根據自己的特定應用選擇通用I/O和所需數字資源的組合。
4 硬件設計
TC35i外圍電路如圖3 |
66821730(技術支持)
