【文章內容簡介】 ITUTRS232 接口標準，它有固定的參數(shù) :8位數(shù)據位和 l位停止位，無校驗位，波特率在 300bps115kbps 之間可選，硬件握手信號用 RTSO/CTSO，軟件流量控制用 XON/XOFF， CMOS 電平，支持標準的 AT命令集。通過這一接口可以用 AT命令切換操作模式，可以使它處于語音、數(shù)據、短消息或傳真模式。 TC35i 的 IGT 電路 圖 啟動電路時序 對于 TC35i 模塊控制， IGT 信號非常的重要，只有正確的 IGT 信號才可以使TC35i 模塊正常的運行。模塊的時序如圖 所示。 啟動電路由開漏極三極 管和上電復位電路組成。模塊上電 10ms 后 (電壓須大于 3V)，為保證整個系統(tǒng)正常啟動，要求在電源加電時 IGT 必須在保持大于 100毫秒的低電平后再階躍到高電平。在電路板中是依靠 RC 電路來完成的且該信號下降沿時間小于 lms。啟動后，巧腳的信號應保持高電平。 電源通電后， +5V電源通過電阻 R 對 C 充電，使電容正極上的電壓慢慢上升，大約經過 IO0ms 達到高電位使施密特觸發(fā)器翻轉、使系統(tǒng)被復位。 穩(wěn)壓電源電路 電源電路是主要是由 LM78OS和 個三端穩(wěn)壓電源模塊構成的 :電源模塊 7805 輸入的 5V電平，輸出為整個單片機系統(tǒng)提供+ 工作電壓，同時產生 SP3223E 所需要的高電平 。電源模塊 LM7805 將外部+12V 直流電源轉換為 +5V，連到 ZIF 連接器的 15引腳，為 TC35i 提供 +5V、 500mA的充電電壓。電源的輸出基本不會因外部輸入的變動受干擾，而且有效的消除了市電的各種干擾。電路設計如圖 所示 ： 圖 穩(wěn)壓電源電路 SYNC、 SIM 卡指示燈電路 TC35i 的 SYNC 引腳有兩種工作模式，可用 AT命令 AT SYNC 進行切換，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)，本模塊使用的是后一種功能發(fā)射狀態(tài)時的功率增長情況，當 LED 熄滅時，表明 TC35i 處于關閉或睡眠狀態(tài) 。當 LED 為 600ms 亮 /6O0ms 熄時，表明 SIM 卡沒有插入或 TC35i正在進行網絡登錄 。當 LED為 75ms 亮 /3S 熄時，表明 TC35i 已登錄進網絡，處于待機狀態(tài)。電路如圖 所示 : 圖 電路 基帶處理器集成了一個與 15078163ICCard 標準兼容的 SIM 接口。為了適合外部的 SIM 接口，該接口連接到主接口 (ZIF 連接器 )。在 為 SIM 卡預留 5 個引腳的基礎上， TC35i 在 ZIF連接器上為 SIM 卡接口預留了 6個引腳，所添加的 CCIN 引腳用來檢測 SIM卡支架中是否插有 SIM 卡。當插入 SIM 卡，該引腳置為高電平，系統(tǒng)方可進入正常工作。 SIM 卡電路如圖 所示。 圖 4 SIM 卡電路設計圖 CygnalC805lF020 外圍硬件電路的設計 CygnalC8051F020 簡介 C805lF020 是完全集成的混合信號系統(tǒng)級芯片 SOC(System on chip)，使用Cygnal 的專利 CIP51 微控 制器內核。 CIP 51 與 MCS51 單片機兼容，但是具有其獨特的功能 . CygnalC8051F020 有 100 個 引 腳 ， 是 TQFP 封 裝 ， 工 作 溫 度 為400C+850C,CIP51 內核具有標準 8052 的所有外設部件，包括 5 個 16 位的計數(shù)器 /定時器、倆個全雙工 UART、 256字節(jié)內部 RAM、 128字節(jié)特殊功能寄存器 (SFR)地址空間及 8/4 個字節(jié)寬的 1/0 口。 CIP51與 MCS51指令集完全兼容，可以使用標準 SO3x/SOSX 的匯編器和編譯器進行軟件開發(fā)。 C805lF020 內部集成 T4K 字節(jié)的 RAM、 64 字節(jié)的 FlashROM、以及 2 個 UART串行接口等。在本設計當中，由于采用了高性能的 MCU，省掉了大量的外圍器件，如外擴 RAM、 R 伽存儲器和 UART 串行接口等，使硬件結構大大簡化，提高了系統(tǒng)的可靠性，而且為日后的的擴展設計提供了良好的片內資源。 該單片機具有片內調試電路，通過 4 腳的 JTAG 接口可以進行非侵入式、全速的在系統(tǒng)調試。 下面針對 C8051FO20 的特點進行簡單的介紹 : (1)速度提高 CIP51采用流水線結構，與標準的 8051 結構相比指令執(zhí)行速度有很大的提高。在一個標準的 8052 中，除 MUL和 DIV 以外所有指令都需要 12或者 24 個系統(tǒng)時鐘周期，最大系統(tǒng)時鐘頻率為 1224MHz。而對于 CIP51 內核， 70%的指令的執(zhí)行時間為 1或 2個系統(tǒng)始終周期，只有 4條指令的執(zhí)行時間大雨 4個系統(tǒng)始終周期。 CIP51工作在最大系統(tǒng)時鐘頻率 25MHz 時，它的峰值速度達到 25MIPS。CIP51 指令與 MCS51 指令系統(tǒng)全兼容共有 111 條指令。下表 為指令數(shù)所對應的時鐘周期數(shù) : 指令數(shù) 26 50 5 16 7 3 1 2 1 時鐘周期 1 2 2/3 3 3/4 4 4/5 5 8 表 指令 數(shù)與時鐘周期數(shù) (2)增加了復位源 標準的 8051 只有外部引腳復位， CygnalC8051F 系列單片機增加了 7種復位源，使系統(tǒng)的可靠性大大提高。每個復位源都可以由用戶用軟件禁止 1片內電源監(jiān)視 2 WDT 看門狗定時器 3時鐘丟失檢測器 4比較器 0輸出電平檢測 5軟件強制復位 6CNVSTRAD 轉換啟動 7外部引腳 RST 復位可雙向復位 (3)提供內部時鐘源 標準的 8051只有外部時鐘， CygnalC8051F系列單片機有內部獨立的時鐘源。在系統(tǒng)復位時默認內部時鐘。如果需要，可接外部時鐘并可在程序運行時實現(xiàn)內外 部時鐘的切換。外部時鐘可以是晶體、 RC、 C或外部時鐘。以上的功能在低功耗應用系統(tǒng)中非常有用。 (4)CygnalCSO5lFOZO 存儲器 數(shù)據存貯器 :CIP51 具有標準 8051 的程序和數(shù)據地址配置。它包括 256 字節(jié)的 RAM，其中高 128 字節(jié)用戶只能用直接尋址訪問的 SFR地址空間，低 128字節(jié)用戶可用直接或間接尋址方式訪問。前 32 個字節(jié)為 4 個通用工作寄存器區(qū)，接下來的 16字節(jié)既可以按字節(jié)尋址也可以按位尋址 另外 C8051F020 除了內部有擴展 4K數(shù)據 RAM外片外，還可擴展至 64K 數(shù)據RAM。 程序存貯器 :C8051FO20 單片機程序存儲器為 64K 字節(jié)的 Flash 存貯器。該存貯器可按 512 字節(jié)為一扇區(qū)，編程可以在線編程且不需在片外提供編程電壓，該程序存貯器未用到的扇區(qū)均可由用戶按扇區(qū)作為非易失性數(shù)據。 (5)增加了中斷源 標準的 8051 只有 7 個中斷源， CygnalC8051FO20 單片機擴展了中斷處理。這對于時實多任務系統(tǒng)的處理是很重要的。擴展的中斷系統(tǒng)向 CIP 一 51提供 22個中斷源，允許大量的模擬和數(shù)字外設中斷。一個中斷處理需要較少的 CPU 干預卻有更高的執(zhí)行效率。 (6)多類型串行總線端口 C805lF020 內部有一個全雙 1UARTSPI 總線和 SMBuS/I2C 總線。每種串行總線都完全用硬件實現(xiàn)。都能向 CIP51 產生中斷。這些串行總線不共享定時器中斷或 1/0 端口，所以可以使用任何一個或全部同時使用。 C805lFO20MCU 內部還有第二個 UART 這是一個增強型全雙工 UART 具有硬件地址識別和錯誤檢測功能。本設計中用了這兩個 UART 串行口。 (7)全速的在線調試 CygnalC8051F系列單片機設計有片內調試電路與 JTAG口可以實現(xiàn)非侵入式“在片”調試。 Cygnal 提供基于 Windows 集成的在線開發(fā)調試環(huán) 境，包括 IDE軟件與串口適配器 ECZ、調試目標板，可實現(xiàn)存貯器和寄存器校驗和修改 。設置斷點、觀察點、堆棧 。程序可單步運行、全速運行、停止等。在調試時的所有的數(shù)字和模擬外設都能正常工作，實時反映真實情況。 IDE 調試環(huán)境可做 Keil C源程序級別的調試。對于開發(fā)和調試嵌入式應用來說，與用傳統(tǒng)的專用仿真芯片、目標電纜及仿真頭的仿真器相比，更具優(yōu)越性能，更能真實“在片”仿真實時信息。 (8)可編程數(shù)字 I/O 和交叉開關 CygnalCSO51FOZO 單片機具有標準的 80511/O 口除 PO、 Pl、 PZ、 P3 之外還有更多 的擴展的 8 位 1/0 口。每個端口 1/0 引腳都可以設置為推挽或漏極開路輸出，這為低功耗應用提供了進一步節(jié)電的能力。該系列的 MCU 具有標準 8051 端口 (O、 和 3)和 4 個附加的端口 ( 6 和 7)，因此共 64 個口 I/O。每個I/0 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(jié)電的能力。 最為獨特的是增加了“ Digtal Crossbar”數(shù)字交叉開關。這是一個大的數(shù)字開關網絡，允許將內部數(shù)字資源映射到 P0、 Pl、 PZ、和 P3 的端口 1/0引 腳。與 具有標準復用數(shù)字 I/0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(shù)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他數(shù)字信號配置為出現(xiàn)在端口的工 /O引腳。這一特性允許用戶根據自己的特定應用選擇通用 1/0和所需數(shù)字資源的組合。 交叉開關是一個多路選擇器，用于為器件內部的硬件外設分配 I/0 端口。 在訪問前述外設的 I/0 之前必須配置和允許交叉開關，未被指定的端口引腳作為通用的 1/0 引腳。 交叉開關提供了兩個關鍵的系統(tǒng)特性 : A:在端口 O、端口 l和端口 2上的所有未分配的通用 1/0 口引腳都被連續(xù)組合在一起。 B:對于引腳數(shù)量少的器件，它提供了外設選擇的靈活性。外設選擇只受限于可用的端口引腳數(shù)，而不受限于哪一個引腳是可用的。這就允許系統(tǒng)設計者在使用引腳數(shù)少的器件時，能選擇將哪些數(shù)字外設分配到器件上的數(shù)字 I/0 引腳。 使用交叉開關的關鍵點如下 : （ 1） 為了使用端口 0、端口 1 或端口 2 的任何一個引腳作為輸出，交叉開關必須被允許。 （ 2） 交叉開關譯碼器必須在任何一個數(shù)字外設被允許前配置。 （ 3） 交叉開關通常在復位時被配置一次 (在復位處理過程的 最開始處 )，以后不再進行配置。 （ 4） 交叉開關的設置改變器件的引腳分配。 （ 5） 每一種交叉開關設置導致惟一的器件引腳分配，如果在交叉開關中允許或禁止外設，則引腳分配將發(fā)生變化。 （ 6） 對于輸出端口引腳，其輸出方式 (漏極開路或推挽 )必須被明確設置，即使那些由交叉開關分配的端口引腳也是如此。例外情況是 SMBus 上的 SDA 和SCL 及 UART 的 RXD 引腳，這些引腳被自動配置為漏極開路。 （ 7） 交叉開關分配的輸入引腳 (例如 NSS或 /INTO)是漏極開路還是推挽并不重要。這些引腳被配置為輸入，而與相應端口配置寄存器的設 置無關。 （ 8） 為了將一個通用 I/0 引腳配置為輸入，與這一引腳相關的端口配置寄存器位必須被清“ 0”，這樣即可選擇該引腳為漏極開路輸出方式。另外，與該引腳相關的端口位必須被置 1，這樣使該引腳處于高阻態(tài)，或在 XBRZ 中的 WEAKPUD被清“ O”時弱上拉為高電平，這是端口引腳的復位配置。 （ 9） 在任意時刻可以通過讀取相應端口 SFR 得到端口引腳的電平值，而不管交叉開關寄存器的設置如何或引腳被配置為輸入還是輸出。 （ 10） 交叉開關寄存器中的允許位是獨立的，與數(shù)字外設本身的允許位是分開的。 （ 11） 外設部件在使用時不需 要在交叉開關中被允許 (例如，一個 P 以模塊即使在輸出沒有被接到引腳的情況下也能產生中斷 )。那些在交叉開關中被允許但在它們自己的 SFR 中被禁止的外設，仍然控制端口引腳。這就是說，端口引腳可以在任何時刻讀取，但是輸出被占用它的外設所控制，不能作為通用輸出口來訪問。 （ 12） 端口 l 上的四個外部中斷 (PI.[])是由引腳上的下降沿觸發(fā)的，與下降沿觸發(fā)源、交叉開關設置或端口引腳的輸出方式無關。 （ 13） 與標準 8051 不同的是， C8051 提供了真正的推挽輸出。如果需要 8051的上拉功能，則可以通過將相應的端口輸出配 置為“推挽”方式，然后再配置為“漏極開路”來進行軟件仿真。 交叉開關確定后，還要確定器件的引腳分配。這里簡單的介紹如何使用優(yōu)先權交叉開關譯碼表 (即表 )來決定器件的引腳分配，這種分配是基于交叉開關寄存器中的外設選擇，這些“交叉開關寄存器”在“系統(tǒng)軟件設計”相應的章節(jié)中有詳細的描述。 為了確定引腳分配，首先根據所需要的外設來配置交又開關寄存器 XBRO、XBRI 和 XBRZ，然后從優(yōu)先權交叉開關譯碼表的頂部開始向下掃描，直到遇到第一個被允許的外設部件。該設備將使用 ，如果需要多個引腳，則可以按順序從 向后分配。 例如，如果 SPI 是第一個被允許的外設，則 SCK， MISO， MOSI 和 NSS將分別被 分配到