基于TC35i GSM模塊的SMS設計和應用

0 引言
GSM(global system for mobile communications)全球移動(dòng)網(wǎng)絡(luò )是目前覆蓋范圍最廣的移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò )，SMS短消息服務(wù)是GSM終端之間通過(guò)服務(wù)中心進(jìn)行文本信息收發(fā)的應用服務(wù)，SMS服務(wù)作為GSM網(wǎng)絡(luò )的一種基本業(yè)務(wù)，已經(jīng)得到越來(lái)越多系統運營(yíng)商和系統開(kāi)發(fā)商的重視。SMS以其實(shí)現簡(jiǎn)單，抗干擾能力強，強通信成本低等特點(diǎn)，在遠程無(wú)線(xiàn)監控系統、數據采集系統、遠程無(wú)線(xiàn)傳輸、車(chē)輛監控定位系統等領(lǐng)域中得到了廣泛的應用。本文選用Siemens公司的GSM模塊TC35i，給出其應用方案、外圍電路設計及軟硬件實(shí)現。

1 TC35i模塊簡(jiǎn)介
TC35i是Siemens公司推出的新一代無(wú)線(xiàn)通信GSM模塊，可以快速安全可靠地實(shí)現系統方案中的數據、語(yǔ)音傳輸、短消息服務(wù)(SMS)和傳真。模塊的工作電壓為3．3～4．8 V，可以工作在900 MHz和1 800 MHz兩個(gè)頻段。具有AT命令集接口，支持文本和PDU模式的短消息、傳真。此外，該模塊還具有電話(huà)簿功能、多方通話(huà)、漫游檢測功能。
該模塊功能上與TC35兼容，且設計緊湊，體積大大縮小。通過(guò)40PIN的ZIF連接器，實(shí)現電源連接、指令、數據、語(yǔ)音信號、及控制信號的雙向傳輸。模塊集射頻電路與基帶于一體，其主要組成結構分為6個(gè)部分：GSM基帶處理器、GSM射頻模塊、供電模塊(ASIC)、閃存、ZIF連接器及天線(xiàn)接口。作為T(mén)C35i的核心，基帶處理器主要處理GSM終端內的語(yǔ)音、數據信號，并涵蓋了蜂窩射頻設備中所有的模擬和數字功能。

2 硬件設計
2．1 數據通信電路
數據通信電路主要完成短消息收發(fā)，以及與PC機通信、軟件流控制等功能。TC35i的數據接口采用串行異步收發(fā)，符合ITU-T RS 232接口電路標準，工作在CMOS電平(2．65 V)。數據接口配置為8位數據位、1位停止位、無(wú)校驗位，波特率在300 b／s～115 Kb／s之間可選，默認9 600 b／s。TC35i模塊還支持RTS0／CTS0的硬件握手和XON／XOFF的軟件流控制。
在數據通信電路中選用Sipex公司的SP3232芯片，實(shí)現電平轉換及串口通信功能。SP3232芯片供電電壓為3～5．5 V，符合TIA／EIA-232-F和ITU v．28標準。該芯片的特性可以滿(mǎn)足TC35i作為移動(dòng)終端的電路連接要求。在SP3232與ZIF連接器相應引腳連接時(shí)，要注意發(fā)送、接收引腳的連接正確。SP3232還需要連接4個(gè)O．1μF的電容配合，才能完成電平轉換功能。TC35i模塊的第16～23引腳為數據I／O口，分別為T(mén)XD-0，RXD0，RTS0，CTS0，DTR0，DSR0，DCD0和RING0。通過(guò)RS 232接口各引腳的輸出信號有RXD0，CTS0，DSR0，DCD0，RING0，輸入信號為T(mén)XD-O，RTS0，DTR0。
由于TC35i的接口電路使用9針串口的全部引腳，使TC35i可以獲得DTR0，DSR0，DCD0和RING0控制信號。信號RING0用來(lái)向蜂窩設備指示接收到的Unsolicited Result Code(URC)。通過(guò)AT指令，可以設置TC35i的不同運行模式。
TC35i能否正常通信，可通過(guò)SYNC引腳接LED指示燈觀(guān)察，當指示熄滅時(shí)，表明TC35i處于關(guān)閉或睡眠狀態(tài)；當LED為600 ms亮／600 ms熄時(shí)，表明SIM卡沒(méi)有插入或TC35i正在進(jìn)行網(wǎng)絡(luò )登錄；當LED為75 ms亮／3 s熄時(shí)，表明TC35i已登錄進(jìn)網(wǎng)絡(luò )，處于待機狀態(tài)。
2．2 SIM卡電路
SIM(subscribet identity module)，即用戶(hù)識別卡，TC35i的基帶處理器集成了一個(gè)與ISO 7816-3 IC Card標準兼容的SIM接口。為了適合外部的SIM接口，該接口通過(guò)ZIF連接器連接到TC35i的第24～29引腳。在GSMll．11為SIM卡預留5個(gè)引腳的基礎上，TC35i在ZIF連接器上為SIM卡接口預留了6個(gè)引腳，所添加的CCIN引腳用來(lái)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，系統方可進(jìn)入正常工作狀態(tài)。
SIM卡工作電壓為3．O V，從TC35i的第28腳引出，其接地端(第4腳CCGND)需與TC35i的第29腳連接，如圖1所示。如果接地端直接與印刷電路板的GND相連，不作任何信號的隔離保護，則會(huì )導致進(jìn)行語(yǔ)音通信時(shí)音量很小，十分不清晰，還可能導致模塊不能正常登陸網(wǎng)絡(luò )?？紤]到設計中的電磁兼容和靜電保護等因素，為了達到最佳的通話(huà)效果，采用在SIM支架下，在印刷電路板的頂層敷設一層銅隔離網(wǎng)，該層敷銅與S-IM卡的CCGND引腳相連，CCGND與電路板的GND之間通過(guò)兩個(gè)并聯(lián)的電容和電感耦合。此舉為SIM卡構成了一個(gè)隔離地，屏蔽了其他信號線(xiàn)對SIM卡的干擾。再進(jìn)行語(yǔ)音通信時(shí)，話(huà)音清晰。

2．3 電源及啟動(dòng)電路
TC35i電源供電范圍為DC3．3～4．8 V，推薦使用DC4．2 V。有3種電源管理模式，休眠狀態(tài)電流消耗為3．5 mA，空閑狀態(tài)為25 mA，發(fā)射狀態(tài)平均為300 mA，瞬時(shí)值可能達到2 A，如圖2所示。在發(fā)射狀態(tài)，電源電壓瞬時(shí)壓降不能超過(guò)400 mV，必須考慮線(xiàn)路上的電壓損耗，線(xiàn)路電阻最大不可超過(guò)200 mΩ，因此在布線(xiàn)時(shí)必須注意這些問(wèn)題。在TC35i的接口上，第1～5的引腳為電源引腳，第6～10的引腳為地線(xiàn)。另外，還有一個(gè)VDDLP引腳(引腳編號為30)用于模塊掉電時(shí)實(shí)時(shí)時(shí)鐘的供電。