GSM模塊TC35及其外圍電路設(shè)計(jì)畢業(yè)論文.doc

介紹了Siemens公司的GSM模塊TC35、TI公司的電平轉(zhuǎn)換芯片MAX3238，以及由其組成的移動(dòng)終端，指出了實(shí)際設(shè)計(jì)中出現(xiàn)的問題和解決辦法。1.引言隨著通信事業(yè)的發(fā)展，移動(dòng)通信應(yīng)用領(lǐng)域的不斷擴(kuò)大，移動(dòng)終端的設(shè)計(jì)也逐漸倍受關(guān)注。本文詳細(xì)介紹了Siemens公司的GSM模塊TC35、TI公司的電平轉(zhuǎn)換芯片MAX3238等器件，及其構(gòu)成的移動(dòng)終端的硬件電路。該設(shè)計(jì)可以完成短消息收發(fā)、語音傳輸、與PC機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)裙δ?，已?yīng)用在基于GSM短消息的GPS車輛監(jiān)控系統(tǒng)中。2.TC35模塊TC35是Siemens公司推出的新一代無線通信GSM模塊，可以快速安全可靠地實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)方案中的數(shù)據(jù)、語音傳輸、短消息服務(wù)(ShortMessageService)和傳真。模塊的工作電壓為3.35.5V，可以工作在900MHz和1800MHz兩個(gè)頻段，所在頻段功耗分別為2W（900M）和1W（1800M）。模塊有AT命令集接口，支持文本和PDU模式的短消息、第三組的二類傳真、以及2.4k，4.8k，9.6k的非透明模式。此外，該模塊還具有電話簿功能、多方通話，漫游檢測功能，常用工作模式有省電模式、IDLE、TALK等模式。通過獨(dú)特的40引腳的ZIF連接器，實(shí)現(xiàn)電源連接、指令、數(shù)據(jù)、語音信號、及控制信號的雙向傳輸。通過ZIF連接器及50天線連接器，可分別連接SIM卡支架和天線。TC35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。作為TC35的核心，基帶處理器主要處理GSM終端內(nèi)的語音、數(shù)據(jù)信號，并涵蓋了蜂窩射頻設(shè)備中的所有的模擬和數(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語音信道編碼。圖1TC35功能框圖3.外圍應(yīng)用電路TC35模塊的正常運(yùn)行需要相應(yīng)的外圍電路與其配合。TC35共有40個(gè)引腳，通過ZIF連接器分別與電源電路、啟動(dòng)與關(guān)機(jī)電路、數(shù)據(jù)通信電路、語音通信電路、SIM卡電路、指示燈電路等連接。如圖2所示，圖2TC35的外圍電路連接3.1電源及啟動(dòng)電路電源電路分為充電電池和穩(wěn)壓電源模塊兩部分：充電電池主要為整個(gè)系統(tǒng)提供3.6V工作電電壓，同時(shí)產(chǎn)生MAX3238所需要的高電平；TI公司的三端電源模塊UA7806將外部12V直流電源轉(zhuǎn)換為6V，連到ZIF連接器的11、12引腳，在充電模式下，為TC35提供6V、500mA的充電電壓。啟動(dòng)電路由開漏極三極管和上電復(fù)位電路組成。模塊上電10ms后(電池電壓須大于3V)，為使之正常工作，必須在15腳(/IGT)加時(shí)長至少為100ms的低電平信號，且該信號下降沿時(shí)間小于1ms。啟動(dòng)后，15腳的信號應(yīng)保持高電平。下圖所示，為啟動(dòng)電路產(chǎn)生的信號，從中可以看出10ms的延時(shí)和100ms的低電平。圖3采集到的啟動(dòng)信號降沿3.2數(shù)據(jù)通信電路數(shù)據(jù)通信電路主要完成短消息收發(fā)、與PC機(jī)通信、軟件流控制等功能。TC35的數(shù)據(jù)接口采用串行異步收發(fā)，符合ITU-TRS-232接口電路標(biāo)準(zhǔn)，工作在CMOS電平(2.65V)。數(shù)據(jù)接口配置為8位數(shù)據(jù)位、1位停止位、無校驗(yàn)位，可以在300bps115kbps的波特率下運(yùn)行，支持的自動(dòng)波特率為4.8kbps115kbps（14.4kbps和28.8kbps除外）。TC35模塊還支持RTS0/CTS0的硬件握手和XON/XOFF的軟件流控制。數(shù)據(jù)通信電路以TI公司的MAX3238芯片為核心，實(shí)現(xiàn)電平轉(zhuǎn)換及串口通信功能。TI公司的MAX3238芯片供電電壓為35.5V，符合TIA/EIA-232-F和ITUv.28標(biāo)準(zhǔn)。具有獨(dú)特的15KV人體靜電保護(hù)措施，兼容5V邏輯輸入，內(nèi)含3路接收、5路發(fā)送串行通信接口，最大數(shù)據(jù)傳輸速率可達(dá)250kbps。該芯片的最大特點(diǎn)是，在串行口無數(shù)據(jù)輸入的情況下，可以靈活的進(jìn)行電源管理，即當(dāng)FORCEON(13腳)為低電平、/FORCEOFF(14腳)為高電平時(shí)，Auto-PowerdownPlus功能有效。在正常運(yùn)行模式下，約30秒事件內(nèi)若芯片在接收和發(fā)送引腳沒有檢測到有效信號，將自動(dòng)進(jìn)入Powerdown模式，此時(shí)耗電1uA。如果FORCEON和/FORCEOFF引腳均為高電平，那么Auto-PowerdownPlus功能失效。在Auto-PowerdownPlus功能有效的時(shí)，如果檢測到接收或發(fā)送引腳有信號輸入，該芯片自動(dòng)被激活，轉(zhuǎn)入正常工作狀態(tài)。如果任一接收通道的輸入電壓高于2.7V或小于-2.7V，或者位于-0.3V0.3V的時(shí)間小于30uS，則/INVALID(15腳)引腳為高電平(數(shù)據(jù)有效)。如果所有接收通道的輸入電壓位于-0.3V0.3V的時(shí)間大于30uS，則/INVALID(15腳)引腳為低電平(數(shù)據(jù)無效)。FORCEON/FORCEOFFAuto-PowerdownPlusOPERATIONSTATUST_OUTR_OUTR1OUTB0Powerdown(ForcedOff)High-ZHigh-ZActive11NormalOperation(ForcedOn)ActiveActiveActive0130sPowerdown(Auto-PowerdownPlus)ActiveActiveActive表1輸出控制真值表該芯片的以上特性，滿足了TC35作為移動(dòng)終端的3路接收、5路發(fā)送電路連接要求。在MAX3238與ZIF連接器相應(yīng)引腳連接時(shí)，要注意發(fā)送、接收引腳連接正確。MAX3238還需要連接4個(gè)0.1uF的電容配合，才能完成電平轉(zhuǎn)換功能。TC35模塊通過RS-232接口各引腳輸出的信號有RxD0、CTS0、DSR0、DCD0、RING0，輸入的信號為TxD0、RTS0、DTR0。由于TC35的接口電路使用了9針串口的全部引腳，使TC35可以獲得DTR0、DSR0、DCD0和RING0控制信號。信號RING0用來向蜂窩設(shè)備指示接收到UnsolicitedResultCode(URC)。通過AT指令，可以設(shè)置TC35的不同運(yùn)行模式。3.3語音通信電路由于TC35的GSM基帶處理器內(nèi)集成了音頻濾波、ADC、DAC、語音合成等部分，所以模塊語音接口的外圍電路連接相對簡單。TC35