【文章內(nèi)容簡介】 通話模式: 300mA (典型值.)　　空閑模式: (最大值)省電模式: 50amp。micro。A (最大值) 語音解碼標(biāo)準(zhǔn) 三種速率： 半速 (ETS ) 全速(ETS ) 增強(qiáng)型全速度 (ETS )短信息 MT, MO, CB 和 PDU 模式外型尺寸 x 36 x 音頻接口 模擬信號（麥克風(fēng)，耳麥，免提手柄）河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(論文)說明書12通訊接口 RS232（指令和數(shù)據(jù)的雙向傳送）SIM 卡操作電壓 3V/電話薄功能 存儲于 SIM 卡中模塊復(fù)位 采用 AT 指令或掉電復(fù)位串口通訊波特率 300bps...115kbps自動波特率范圍 ...115kbps軟件下載功能 通過 RS232 或 SIM 接口 實時時鐘 可實現(xiàn)（時鐘頻率 ）定時器功能 可用 AT 命令編程 GSM Modem 的主要功能；；（GSM 電話） ；；（自動應(yīng)答型） 。 GSM Modem 的硬件電路模塊要求 12V/500mA 供電，與計算機(jī)或單片機(jī)通過串口通信，波特率 9600bp 通過SIM 卡座來安裝 SIM 卡。（1）TC35i 模塊概述TC35i 模塊是一個支持中文短信息的工業(yè)級 GSM 模塊，工作在 EGSM900 和 GSM1800 雙頻段，電源范圍為直流 ～，電流消耗——休眠狀態(tài)為 ，空閑狀態(tài)為 25mA，發(fā)射狀態(tài)為 300mA(平均)， 峰值；可傳輸語音和數(shù)據(jù)信號， 功耗在 EGSM900(4 類)和 GSM1800(1 類)分別為 2W 和 1W ，通過接口連接器和天線連接器分別連接 SIM 卡讀卡器和天線。SIM 電壓為 3V/，TC35i 的數(shù)據(jù)接口(CMOS 電平)通過 AT 命令可雙向傳輸指令和數(shù)據(jù)，可選波特率為 300b/s～115kb/s，自動波特率為 ～115kb/s。它支持Text 和 PDU 格式的 SMS(短消息)，可通過 AT 命令或關(guān)斷信號實現(xiàn)重啟和故障恢復(fù)。 TC35i 由供電模塊閃存、ZIF 連接器、天線接口等 6 部分組成。作為 TC35i 的核心基帶處理器主要處理 GSM 終端內(nèi)的語音和數(shù)據(jù)信號，并涵蓋了蜂窩射頻設(shè)備中的所有模擬和數(shù)字功能。河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(論文)說明書13（2）TC35i 引腳介紹 TC35i 模塊有 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(shù)據(jù)輸入/輸出、SIM 卡、音頻接口和控制。TC35i 的第 1～5 引腳是正電源輸入腳，第 6～10 引腳是電源地。112 為充電引腳，可以外接鋰電池，13 為對外輸出電壓(共外電路使用)，14 為 ACCUTEMP 接負(fù)溫度系數(shù)的熱敏電阻，用于鋰電池充電保護(hù)控制。TC35i 使用外接式 SIM 卡，24～29 為 SIM 卡引腳，分別為 CCIN、CCRST、CCIO、CCCLK、CCVCC 和 CCGND。ZIF 連接器上有 6 個引腳作為SIM 卡的接口，SIM 卡上也有 6 個引腳分別與它相對應(yīng)， SIM 卡同 TC35i 是這樣連接的：SIM 上的 CCRST、CCIO、CCCL、CCVCC 和 CCGND 通過 SIM 卡閱讀器與 TC35i 的同名端直接相連，ZIF 連接座的 CCIN 引腳用來檢測 SIM 卡是否插好，如果連接正確，則 CCIN 引腳輸出高電平，否則為低電平。 33～40 為語音接口，可以直接駐極體話筒和揚(yáng)聲器用來采集聲音或者放音。1332 腳為控制腳，其中 15 腳是啟動腳 IGT，系統(tǒng)加電后為使 TC35i 進(jìn)入工作狀態(tài)，必須給 IGT 加一個大于 100ms 的低脈沖，電平下降持續(xù)時間不可超過 1ms。30為 RTC backup，31 為 Power down，32 為 SYNC。16～23 為數(shù)據(jù)輸入/輸出，分別為DSR0、RING0、RXD0、TXD0、CTS0、RTS0、DTR0 和 DCD0。TC35i 模塊的數(shù)據(jù)輸入/輸出接口實際上是一個串行異步收發(fā)器，符合 ITUT RS232 接口標(biāo)準(zhǔn)。TC35i 的 SYNC 引腳有兩種工作模式，一種是指示發(fā)射狀態(tài)時的功率增長情況，另一種是指示 TC35i 的工作狀態(tài)，可用 AT 命令 AT+SYNC 進(jìn)行切換，本模塊使用的是后一種。當(dāng) LED 熄滅時，表明 TC35i 處于關(guān)閉或睡眠狀態(tài)。 QPND0SYCVR97G3河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(論文)說明書14圖 37 SYNCBAT+圖 38 TC35iTC35i 模塊要想與單片機(jī)連接有兩種方法：方法一、由于 TC35i 模塊自帶 RS232 端口，若想與單片機(jī)連接，只需設(shè)計一個 TTL轉(zhuǎn) RS232 電平電路,連接到 STC89C52 的 UART 口,另一端直接連接到 TC35i 即可。如圖 310 所示，串口模塊由一個 MAX232 芯片和一個 COMPIM 串口端組成，COMPIM 端口負(fù)責(zé)與GSM 連接，MAX232 負(fù)責(zé)與單片機(jī)連接。方法二、直接利用 TC35i 模塊的串口 TXD0 與單片機(jī)的串口 RXD 連接即可。兩種方法相比，第二種方法簡單易行，便于實現(xiàn)，故本設(shè)計采用了第二種設(shè)計方法。 電源電路設(shè)計本部分主要是解決單片機(jī)和 GSM 同時供電，以及在主電源意外停止工作狀況下后備電源繼續(xù)供電問題，同時解決蓄電池智能充放電管理。當(dāng)接通主電源后繼電器 J1 得電，河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(論文)說明書15其常閉觸電 J11 和 J12 斷開，備用電源處于智能充電模式。當(dāng)主電源斷電時 J1 失電常閉觸電 J11 和 J12 吸合，備用電池供電。 5V、 電源設(shè)計系統(tǒng)的正常運(yùn)行需要各種外圍電路的配合，按照功能可分為電源電路、通信控制電路和其它電路。電源電路為單片機(jī)、傳感器和TC35I模塊提供各自所需的電壓。穩(wěn)定可靠的電源設(shè)計是保障TC35I模塊正常工作的關(guān)鍵。單片機(jī)和傳感器的正常供電電壓要求為 5V，TC35I的～，超出此范圍后會導(dǎo)致模塊關(guān)閉，同時供電電流要，且在峰值電流時壓降不能大于 400mV，這就要求電源的內(nèi)阻和線路電阻必需小于160mΩ。為了達(dá)到上述供電要求，選用了 3A電流輸出降壓開關(guān)型集成穩(wěn)壓芯片LM2576 ，電源電路如圖310所示，輸入電壓為9V~12V，一路降壓成5V 供單片機(jī)和傳感器電路，一路由ADJ型LM2576調(diào)節(jié)（圖中R11和 R12組成的分壓反饋網(wǎng)絡(luò)） 供TC35I。用LM2576設(shè)計電源時只需要用到4個外圍器件。輸入電容C IN會影響到電源輸出端低頻交流波紋和延期時間，同時防止在輸入端出現(xiàn)大的瞬態(tài)電壓，宜選用低ESR值高耐壓值（ 16－ 25V） ， 大容量（470UF以上）的鋁或鉭電容。續(xù)流二極管D1 不能用普通整流管，采用大電流的肖特基二極管開關(guān)速度快、正向壓降低、反向恢復(fù)時間短,可改善效率。儲能電感L1要求有高的通流量和對應(yīng)的電感值，電感的直流通流量直接影響輸出電流 ,較高的電感也能改善少許效率。根據(jù)datasheet中的電感選擇曲線， 100μH 的電感值是合適的。輸出電容C OUT用來輸出濾波以及提高環(huán)路的穩(wěn)定性，同樣宜選用高耐壓、大容量、低ESR的電容。另外值得注意的是在布局時各器件應(yīng)盡量靠近LM2576,同時走線應(yīng)盡可能直、短、粗，以降低內(nèi)阻。如圖3310 J1R0zD3~2V+INOUTA_圖 39 主電源 a河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(論文)說明書16在實際電路中，變壓器后面由4個二極管組成一個橋式整流電路，整流后將會得到一個電壓波動很大的直流電源，因此需要在這里穩(wěn)壓二極管， 變壓器輸出端的12V電壓經(jīng)橋式整流并電容濾波，輸出到IL2576電路中。 \+圖 310 主電源 b 基于 NE555 智能自動充電后備電源系統(tǒng)為了防止竊賊在進(jìn)入防區(qū)之前將系統(tǒng)的供電交流電源切斷，系統(tǒng)必須能夠在交流電源被切斷后繼續(xù)正常運(yùn)行一段時間，本系統(tǒng)采用 12V/7AH 的鉛酸蓄電池作為后備電源，這就給系統(tǒng)設(shè)計提出了一個繼續(xù)解決的問題：就是蓄電池的充電電源管理問題。由于鉛酸蓄電池在過充情況下電解液會發(fā)生氣化現(xiàn)象，導(dǎo)致蓄電池的壽命降低 ，蓄電池在充滿電時，蓄電池的電壓大概在 左右，在欠壓時電壓大概在 左右，根據(jù)這個特點，本人發(fā)現(xiàn)此充放電特性符合滯回比較器的傳輸特性，即將滯回比較器的上限閾值設(shè)為 ，下限閾值設(shè)定為 ，當(dāng)充滿電后，使滯回比較器控制繼電器將充電限流電阻切換到較大的限流電阻上；當(dāng)放電到 時，滯回比較器控制繼電器將限流電阻切換到較小的限流電阻上，并且保障系統(tǒng)正常工作電流要小于快充充電電路的電流，而大于慢充充電電路的電流。這樣就能保證滯回比較器始終工作在 — 的滯回帶內(nèi)，即保證蓄電池既不欠壓又不過充。電路的核心部分是由 NE555 組成的“滯回比較器” ，RRRP1 和 RP2 構(gòu)成取樣電河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(論文)說明書17路，LED1－ LED3 為充電狀態(tài)指示。電瓶的充電用繼電器連接，使通斷更為可靠。SS2 為輕觸開關(guān)，可以用來手動控制充電進(jìn)程，使電路變得更加靈活方便。（1）工作原理本電路核心是 NE555 時基電路，當(dāng)電瓶為欠壓狀態(tài)(如 1OV)時，取樣電路輸出的電壓低于 NE555 組成“ 滯回比較器 ”的下限。此時，NE555 的③腳輸出高電平，VT1 導(dǎo)通，繼電器吸合(與 J－2 相接)，電源經(jīng) R6 向電瓶充電；經(jīng)過一定時間，電瓶電壓隨充電過程逐漸升高，當(dāng)高于預(yù)先設(shè)定的電壓值(如 13．7V)時，取樣電路輸出的電壓高于 NE555 組成“滯回比較器 ”的上限。此時， NE555 的③腳輸出低電平，VT1 截止，繼電器釋放(與J－1 相接 )，電源經(jīng) R7 和 LED3 向電瓶提供微弱的補(bǔ)充電流。若將電瓶放電，則當(dāng)電瓶電壓再次低于所設(shè)定的下限時，電路才再次翻轉(zhuǎn)為充電狀態(tài)。因此，在這個過程中存在一個回差，這正是“ 滯回”之意。在電瓶電壓經(jīng)取樣后處于滯回上、下限之間時，無論電路處于何種狀態(tài)，按下 S1，電路都會強(qiáng)制轉(zhuǎn)為充電狀態(tài)；按下 S2，則強(qiáng)制退出充電。這一功能對應(yīng)急補(bǔ)充電和閑時節(jié)能都很有意義。根據(jù)工作原理可知：當(dāng) LED2 點亮?xí)r，表示正在充電；當(dāng) LED2 熄滅而 LED1 和 LED3 點亮?xí)r，則表示電瓶為正常荷電狀態(tài)。根據(jù)LED3 的亮度還可以判斷電瓶荷電的多少。（2）調(diào)試方法首先，將電路畫“X”處斷開，接上電源，用數(shù)字表測得 NE555 的⑤腳電壓應(yīng)恒為 8V左右。此時，用一個標(biāo)準(zhǔn)的穩(wěn)壓電源替換電瓶接在 a、b 端。注意電壓極性為：a 正 b 負(fù)。把標(biāo)準(zhǔn)穩(wěn)壓電源電壓調(diào)至相應(yīng)電瓶電壓預(yù)定的最大值(如 )，然后調(diào)節(jié) RP2，使 RP2滑動端電壓輸出與測得⑤腳的電壓值(如 8V)相等。然后將標(biāo)準(zhǔn)穩(wěn)壓電源電壓降低至相應(yīng)電瓶電壓預(yù)定的最小值(如 )，調(diào)節(jié) RP1，使 RP1 滑動端輸出為⑤腳電壓值的一半(如 4V)。電壓基本調(diào)準(zhǔn)以后，將標(biāo)準(zhǔn)穩(wěn)壓電源的電壓從 8V 左右緩慢調(diào)至 15V，然后再緩慢降至 8V。同時用數(shù)字表跟蹤 a、b 兩端的電壓。你會發(fā)現(xiàn)首先是 LED2 亮，在電壓升至 左右時，LED2 熄滅而 LED1 點亮，再降至 左右時，電路又翻轉(zhuǎn)為最初的狀態(tài)。在電壓為 － 之間時，可以嘗試按一下 S1 或 S2，便自然了解其功能了，最后將斷開處接通即可。（3）安裝工藝為使電路運(yùn)行準(zhǔn)確安全，應(yīng)注意充電回路和控制回路的分開走線問題。充電回路電流大，應(yīng)選用短而粗的導(dǎo)線連接；控制回路應(yīng)盡量不與充電回路“重合” 。在制作印制板時，應(yīng)盡量使 NE555 的⑤腳、①)腳與取樣電路的“地”靠近，地線應(yīng)寬而粗。一般只要河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(論文)說明書18正確搭接，就可以正常工作。電路中，R6 為限流電阻，它決定充電電流的大小。對于12Ah 的電瓶，調(diào)節(jié)充電電流在 為宜。RPRP2 盡量采用精密多圈電位器。（4）后備電源電路圖 +OUT圖 311 備用電源 a NpFGI圖 312 備用電源 b 存儲電路設(shè)計河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(論文)說明書19為了實現(xiàn)對預(yù)設(shè)電話號碼的存儲和對報警信息的記錄，本系統(tǒng)采用了能夠保證掉電數(shù)據(jù)不丟失的鐵電存儲器FM24C16。 FM24C62功能及特點介紹FM24C16 是串行非易失存儲器，存儲容量為 20488b，共分 8 頁，每頁 256B；工作電壓為+5V；接口方式為工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的 2 線接口：SDA 和 SCL；功能操作和串行 EEPROM 相似，有讀和寫兩種操作狀態(tài)，讀、寫時序和 I2C 總線類似該類存儲器相對于傳統(tǒng)的 EEPROM 有許多優(yōu)點：1．傳統(tǒng)的 EEPROM 寫入次數(shù)有限，一般為 10 萬次，而鐵電存儲器有著近乎無限次擦寫的特性；2．傳統(tǒng)的 EEPROM 寫入速度較慢，一般需要 CPU 延時幾個 NOP 的時間來等待寫入，而鐵電存儲器有著和 RAM 相同的操作速度；3．EEPROM 需要較大的能量來完成一次擦寫，而鐵電存儲器在寫入時屬于微功耗。本設(shè)計選用了 FM24C16 來作為非易失性數(shù)據(jù)存儲器，其特點如下：4．FM24C16A 是一種串行非易失存儲器，它的結(jié)構(gòu)容量為 512*8 位，接口方式為工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)二線制造串行接口，與串行 EEPROM 的功能操作相似，與 EEPROM 具有相同的引腳排列，不同之處在于，F(xiàn)M24C16A 具有非常出色的寫操作性能；5．FRAM 內(nèi)部采用讀恢復(fù)機(jī)制操作。所以讀寫次數(shù)與每一次讀寫都有關(guān)系。FRAM結(jié)構(gòu)是基于行與列陣列排布，行由 A8 A2 定義。 每次訪問都會使一行減少一次讀寫壽命。鐵電的擦寫次數(shù)幾乎可以說是無限次。即使每秒訪