【文章內(nèi)容簡介】 +、 C C2+、 CV+和 V分別放置 電容實(shí)現(xiàn)充電作用，滿足相應(yīng)的充電電泵的要求，管腳 T1OUT、 TIN、 R1OUT 和 RIN 分別是 232 轉(zhuǎn)換的輸入 /輸出腳，實(shí)現(xiàn)單片機(jī)的 TTL 電平與上位機(jī)的接口電平的轉(zhuǎn)換?？紤]到減小電源的干擾，還需要在芯片的電源輸入管腳加一個(gè) 104pf 的電容來實(shí)現(xiàn)濾波，以減小輸入端受到的干擾。 EN1C 1+2C 14C 2+5C 26V+3V7GND14R 1I N8R 1O U T9T 1I N11T 1O U T13NC10NC12V C C15S H D N16U5S P 32 20 ER 21 110k3. 3V c c3. 3V c cC 30 70. 1μ fC 30 60. 1μ fC 30 50. 1μ fC 30 40. 1μ fD _T X 1D _R X 123 2 _T X23 2 _R X基于 SIM300 模塊的 GSM 遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 10 GSM 模塊接口設(shè)計(jì) 、 GSM 模塊簡介 本系統(tǒng)采用 TC35。 TC35 是西門子公司推出的一種完整的無線 GSM 模塊，主要由GSM 基帶處理器、 GSM 射頻模塊、供電模塊（ ASIC）、閃存、 ZIF連接器、天線接口六部分組成。它可以快速、安全可靠地實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)方案中的數(shù)據(jù)傳輸、語音傳輸、短消息服務(wù)（ Short Message Service）和傳真服務(wù)。模塊的工作電壓為 ～ 。該模塊有 AT指令集接口，支持文本和 PDU 模式的短消息第三組的二類傳真等。此外，該模塊還具有電話簿功能、多方通話、漫游檢測(cè)等功能。常用工作模式有省電模式、 IDLE、 TALK 等模式。通過獨(dú)特的 40管腳 ZIF 連接器，實(shí)現(xiàn)電源連接、指令、數(shù)據(jù)、語音信號(hào)、及控制信號(hào)的雙向傳輸。通過ZIF 連接器及 50Ω 天線連接器，可分別連接 SIM 卡支架和天線?；鶐幚砥髯鳛?TC35 的核心，主要處理 GSM 終端內(nèi)的語音、數(shù)據(jù)信號(hào)，并涵蓋了蜂窩射頻設(shè)備中所有的模擬和數(shù)字功能。在不需要額外硬件電路的前提下，可支持 FR、 HR和 EFR 語音編碼。 GSM 模塊接口設(shè)計(jì) TC35模塊主要通過串口與單片機(jī)進(jìn)行連接，從而單片機(jī)實(shí)現(xiàn)對(duì)TC35 模塊的控制。雖然 TC35 的串口提供了許多控制線，但由于考慮到設(shè)計(jì)接口的簡單性，并且與單片 機(jī)的 UART 進(jìn)行連接，所以采用兩線（ TXD、 RXD）連接。對(duì) TC35 模塊通信的控制可以通過軟件來實(shí)現(xiàn)，采用軟件實(shí)現(xiàn)控制具有使用靈活等特點(diǎn)，也很好地避免了過多硬件信號(hào)的檢測(cè)。對(duì)于 TC35 的其它管腳在不使用的時(shí)候，如果該管腳為輸出時(shí)，一般將該管腳懸空；如果該管腳為輸入管腳，則需要將該管腳通過 10Ω的電阻上拉。另外由于 /IGT 管腳是控制TC35模塊工作的管腳，所以需要將該管腳上拉，并且將該管腳與單基于 SIM300 模塊的 GSM 遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 11 片機(jī)進(jìn)行連接，從而可以通過單片機(jī)來控制 TC35 模塊的工作狀態(tài)。在設(shè)計(jì)時(shí)需要考慮 TC35 模塊的電源管腳并連在一起，由于 TC35是一個(gè)功能完全的模塊，因此這里不需要做任何的信號(hào)處理和射頻處理。另外 TC35 模塊還需要連接 SIM 卡座，這樣才能夠?qū)崿F(xiàn)一個(gè)完整獨(dú)立的 GSM 終端。以下為 TC35 模塊的接口設(shè)計(jì)。 由圖可以看出， TC35 接口電路的設(shè)計(jì)比較簡單。在進(jìn)行串口設(shè)計(jì)時(shí)，雖然 TC35模塊串口管腳的工作電平是 CMOS 電平，單片機(jī)串口管腳的工作電平是 TTL電平，但由于單片機(jī)的高電平和低電平的邏輯判斷電平可以實(shí)現(xiàn)屯 TC35 的管腳進(jìn)行連接（具體可以參看MSP430F149 的數(shù)據(jù)手冊(cè)），因此 TC35 模塊的串口線直接與單片機(jī)的串口線進(jìn)行連接。由 于 TC35 模塊的串口管腳中的 DTR0 和 RTS0兩個(gè)管腳是輸入管腳，因此分別通過 10KΩ的電阻將這兩個(gè)管腳拉高。 /IGT 為 TC35 模塊的工作狀態(tài)控制管腳，該管腳首先通過一個(gè)電阻拉高，平時(shí)該管腳為高電平，處于不工作狀態(tài)；另外該管腳還同時(shí)與單片機(jī)的一般 I/O端口進(jìn)行連接，這樣通過單片機(jī)來實(shí)現(xiàn)對(duì)TC35 模塊的工作狀態(tài)的控制，當(dāng)單片機(jī)在該管腳送低電平時(shí)，則TC35模塊工作。 TC35 模塊的 SYNC 管腳用來指示 GSM模塊的工作狀態(tài)，連接一個(gè)指示燈來指示工作狀態(tài)，如圖 、圖 所示。 圖 TC35_ZIF 管腳接口電路 VBA TT +1VBA TT +2VBA TT +3VBA TT +4VBA TT +5GND6GND7GND8GND9GND10P OWER11P OWER12VDD13AKKU _ TE M P14/ IGT15DS R 016/ RING 017RXD 018TXD 019CTS 020RTS 021DTR 022DCD 023CCIN24CCRS T25CCIO26CCCLK27CCV CC28CCG ND29VD DLP30/ PD31S YN C32EPP 233EPN 234EPP 135EPN 136M ICP 137M ICN 138M ICP 239M ICN 340JP 202TC 35 _ ZI FVBA TTR 30110 KR 303 10 KR 302 10 KRXD 0TXD 0S IM P RESS IM RS TS IM DA TAS IM CLKS IM VCCGND/ IGTTBATTVBA TT基于 SIM300 模塊的 GSM 遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 12 指示燈電路 TC35 有一個(gè) 同步 信號(hào)腳 SYNC （ 32 腳 synchronization signal ) ，該腳是一個(gè)同步信號(hào)輸出端，該腳輸出的信號(hào)，反應(yīng)了模塊的工作情況。本系統(tǒng)在該端通過一個(gè)三級(jí)管接入 LED 燈，接法如圖 所示。 LED 燈受到該腳信號(hào)控制，可以顯示 TC35 模塊運(yùn)行的狀態(tài)。 圖 指示燈電路 1)、 LED 燈熄滅時(shí)：表示 TC35 處于關(guān)閉、休眠、報(bào)警或者充電狀態(tài)二； 2)、 LED 燈 600ms 亮／ 600ms 暗：表示 SIM 卡沒 有插入，或者正在搜索網(wǎng)絡(luò)，或者正在認(rèn)證用戶，或者正在注冊(cè)網(wǎng)絡(luò)； 3)、 LED 燈 75ms 亮／ 3S 暗： 表示已經(jīng)注冊(cè)上網(wǎng)，處于待機(jī)狀態(tài)二； 4)、 LED 燈 75ms 亮／ 75ms 暗／ 75ms 亮／ 3S 暗：表示一個(gè)或多個(gè) GPRS 文件被激活二； 5)、 LED 燈閃爍：表示 GPRS 的數(shù)據(jù)傳輸，當(dāng) GPRS 數(shù)據(jù)傳輸時(shí)，在交換一個(gè)數(shù)據(jù)包后， LE 。燈將會(huì)在一秒內(nèi)點(diǎn)亮。閃爍的持續(xù)時(shí)間約為 0 . 5 秒。 Q 13904R 11470 RLED 1LEDVBATTSYNCR 4 10 K基于 SIM300 模塊的 GSM 遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 13 SIM 卡電路 TC35模塊的 SIM卡座采用的是 Molex 座 ，該座有 8 個(gè)管腳，而TC35模塊的 SIM管腳只有 6 個(gè)管腳，如下圖所示。其中編程端我們不用，其它的接口分別對(duì)應(yīng)于 TC35 的 5 個(gè)管腳， SIM上的 CCRST、CCIO、 CCCL、 CCVCC 和 CCGND 通過 SIM 卡閱讀器與 TC35 的同名端直接相連 。其接口示意圖如下圖 圖 所示： 圖 SIM 卡接口示意圖 圖 所示的圖為 SIM 座接口電路圖，由圖可以看出 SIM座直接與 TC35 模塊的 ZIF 連接器對(duì)應(yīng)的 SIM 卡管腳進(jìn)行連接，在需要的地方加了電容進(jìn)行濾波處理。當(dāng) SIM 座的管腳 7 與 TC35 模塊的SIMDATA 進(jìn)行連接時(shí)，則用來模擬 SIM 卡插入的情況；當(dāng) SIM 座的管腳 7 不與 TC35 模塊的 SIMDATA 進(jìn)行連接時(shí)，則用來模擬 SIM 卡沒有插入的情況。圖 為 sim 座接口電路。 基于 SIM300 模塊的 GSM 遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 14 圖 SIM 座接口電路圖 串行存儲(chǔ)器的設(shè)計(jì) 在本系統(tǒng)中，串行存儲(chǔ)器使用 24LC02B 芯片來實(shí)現(xiàn)。 24LC02B主要是通過 I2C 實(shí)現(xiàn)與單片機(jī)的連接，具體的電路如圖 所示。 圖 串行存儲(chǔ)器電路 由圖可以看出，該電路的設(shè)計(jì) 比較簡單。將 24LC02B 的第 7 管腳（寫保護(hù)管腳）接地，可使該芯片始終處于可以進(jìn)行讀 /寫的狀A(yù)01A12A23GND4S D A5S C L6WP7V c c8U624 L C 0 2BS C LS D AC 60 10. 1μ f3. 3V c cR 60 110kR 60 210k3. 3V c c12345678J P 2 0 3S I MC C V C CC C V C CC C R S TC 3 0 11nfC 3 0 21 0 0 n fC 3 0 31 0 0 n fC C G N DC C G N DC C C L KC C I O123J P 2 0 1C C I N 1C C I NC C I N 1基于 SIM300 模塊的 GSM 遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 15 態(tài)。在實(shí)際設(shè)計(jì)的時(shí)候，也可以將 WP管腳與單片機(jī)的一個(gè)一般 I/O端口進(jìn)行連接，通過單片機(jī)來控制 24LC02B 就處于寫保護(hù)狀態(tài)；單片機(jī)在該管腳輸出低電平，則 24LC02B 不處于寫保護(hù)狀態(tài)。在本電路中，主要為了簡化設(shè)計(jì)，直接將 WP 管腳接地，使 24LC02B 不處于寫保護(hù)狀態(tài)。 24LC02B 的 A0、 A1 和 A2 都接地，表示該器件的地址為 I2C是總線工作方式，該總線上可以掛接很多器件，所以總線上的每個(gè)器件都應(yīng)該有相應(yīng)的 地址，這樣才能實(shí)現(xiàn)尋址操作。 24LC02B 的 SCL 和 SDA管腳分別與單片機(jī)的 和 進(jìn)行連接，連接的方式是 I2C 總線方式。由于 MSP430 系列單片機(jī)里有的單片機(jī)沒有 I2C 接口，因此本系統(tǒng)在設(shè)計(jì)時(shí)采用 MSP430 單片機(jī)的一般 I/O端口 分別作為 I2C 總線的 SCL和 SDA線，采用軟件來模擬 I2C總線，從而實(shí)現(xiàn)與 24LC02B 進(jìn)行接口。在設(shè)計(jì)時(shí)，需要將 SCL 和 SDA 分別通過一個(gè) 10KΩ的電阻將其拉高，以滿足 I2C 工作條件。此外，為了減小電源的干擾，還需要在 24LC02B芯片的電源輸入管腳 加一個(gè) 的電容來實(shí)現(xiàn)濾波，以減小輸入端受到的干擾。 采集系統(tǒng)模塊設(shè)計(jì) 在該系統(tǒng)中主要考慮模擬前端為傳感器，從傳感器送來的是標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)，即 4mA 到 20mA，這樣設(shè)計(jì)具有一定的通用性，只要前端接不同的傳感器就可以采集不同的信號(hào)源。由于 A/D轉(zhuǎn)折基準(zhǔn)為電壓，也就是參考源為電壓，所以 A/D 轉(zhuǎn)換的是電壓，這樣需要將電流信號(hào)轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)。如圖 所示為模擬量采集具體的電路。 基于 SIM300 模塊的 GSM 遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 16 圖 采集電路設(shè)計(jì) 由圖可以看出，采集電路通過一個(gè)電阻將電流信號(hào)轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)，為了提高采集的進(jìn)度，需要采用高精度 的電阻，這里采用的是精度為 1%的電阻。電路中采用二極管作為 ESD 保護(hù)電路，考慮到干擾問題，采用電容進(jìn)行濾波處理，增加采集電路的抗干擾問題。 外部繼電器控制模塊設(shè)計(jì) 在某些應(yīng)用場合，需要控制設(shè)備的狀態(tài)，比如開機(jī)或者關(guān)機(jī)，因此本系統(tǒng)也設(shè)計(jì)了相應(yīng)的控制電路。該控制電路相對(duì)比較簡單，主要利用繼電器來實(shí)現(xiàn)，具體的控制電路如圖 所示。 在圖 中， 、 、 和 與單片機(jī)連接的同時(shí)也接地。在一般狀態(tài)下，繼電器處于開路狀態(tài)，當(dāng)單片機(jī)在 、 管腳輸出高 電平時(shí)，繼電器吸合，則電路導(dǎo)通，這樣就可以控制設(shè)備的狀態(tài)了。 12J 20012J 20112J 20212J 20312J 20412J 20512J 20612J 207Te rm in al 8 chR 200150 R 1 %D 207Ze n erD 206Ze n erD 205Ze n erD 204Ze n erD 203Ze n erD 202Ze n erD 201Ze n erD 200Ze n er R 201150 R 1 %R 202150 R 1 %