基于TMS320VC5409和Cygnal單片機構成的移動(dòng)數據處理傳輸系統

3　無(wú)線(xiàn)移動(dòng)網(wǎng)接口　
　　移動(dòng)通信系統主要使用CDMA和GSM制式。GSM系統是笫二代移動(dòng)通信系統[4]。它提供多種業(yè)務(wù)，主要有話(huà)音、短消息、數據業(yè)務(wù)等。GSM系統是由幾個(gè)分系統組成的，并且可與各種公用通信網(wǎng)(PSTN公用電話(huà)網(wǎng)、ISDN綜合業(yè)務(wù)數據網(wǎng)、PSPDN公用交換分組數據網(wǎng)等)互連互通，GSM系統能提供穿越國際邊界的自動(dòng)漫游功能。GSM有兩個(gè)并行的系統：GSM900和DCS1800，這兩個(gè)系統功能相同，主要是頻率不同。GSM移動(dòng)通信網(wǎng)能提供多種電信業(yè)務(wù)，主要有∶
　　電話(huà)業(yè)務(wù)是GSM移動(dòng)通信網(wǎng)提供的最重要業(yè)務(wù)。能為數字移動(dòng)客戶(hù)之間、數字蜂窩移動(dòng)電話(huà)網(wǎng)客戶(hù)、模蜂窩移動(dòng)電話(huà)網(wǎng)客戶(hù)之間以及與固定網(wǎng)客戶(hù)之間，提供實(shí)時(shí)雙向話(huà)音通信。
　　短消息業(yè)務(wù)又可分為包括移動(dòng)臺起始和移動(dòng)臺終止的點(diǎn)對點(diǎn)的短消息業(yè)務(wù)和點(diǎn)對多點(diǎn)的小區廣播短消息業(yè)務(wù)。點(diǎn)對點(diǎn)的短消息業(yè)務(wù)，則可使GSM客戶(hù)接收由其它GSM客戶(hù)發(fā)送的短消息。點(diǎn)對點(diǎn)的短消息業(yè)務(wù)是由短消息業(yè)務(wù)中心完成存儲和前轉功能的。點(diǎn)對點(diǎn)的信息發(fā)送或接收即可在MS處于呼叫狀態(tài)(話(huà)音或數據)時(shí)進(jìn)行，也可在空閑狀態(tài)下進(jìn)行。當其在控制信道內傳送時(shí)，不用建立連接，因而服務(wù)費低，但信息量限制為140個(gè)八位組(7比特編碼，160個(gè)字符)。
　　為了滿(mǎn)足GSM移動(dòng)客戶(hù)對數據通信服務(wù)的需要。GSM系統不僅使移動(dòng)客戶(hù)之間能完成數據通信，更重要還能使GSM移動(dòng)通信網(wǎng)與其它公用數據網(wǎng)互通。 GSM提供2400bps、4800bps、9600bps的異步數據傳輸能力。
　　GSM引擎模塊提供的命令接口符合GSM07.05[5]和GSM07.07[6]規范。GSM07.07中定義的AT Command接口提供了一種移動(dòng)臺(MS)與數據終端設備(DTE)之間的通用接口，該指令集是由諾基亞、愛(ài)立信、摩托羅拉和HP等廠(chǎng)家共同為GSM系統研制的，GSM07.05對短消息作了詳細的規定。在短消息模塊收到網(wǎng)絡(luò )發(fā)來(lái)的短消息時(shí)，能夠通過(guò)串口發(fā)送指示消息，數據終端設備可以向短消息模塊發(fā)送各種命令。目前，在國內已經(jīng)開(kāi)始使用的模塊有Falcom系列，Wavecom系列，西門(mén)子系列模塊，而且這些模塊的功能、用法差別不大。利用GSM引擎模塊在GSM網(wǎng)絡(luò )進(jìn)行數據傳輸的方法，結合已有的系統通過(guò)RS232接口（圖3），可以?xún)H使用TXD和RXD兩根線(xiàn)，實(shí)現數據的無(wú)線(xiàn)傳輸。并且已有的系統硬件部分不需要做大的改動(dòng)，關(guān)鍵是做軟件部分的修改。

　　西門(mén)子的TC35系列GSM引擎模塊[7]性?xún)r(jià)比較高，并且已經(jīng)有國內的無(wú)線(xiàn)電設備入網(wǎng)證，TC35主要是由射頻天線(xiàn)、內部Flash、GSM 基帶處理器、匹配電源和一個(gè)40腳的Zip插座組成。其中GSM基帶處理器是核心部件，它的作用相當于一個(gè)協(xié)議處理器，用來(lái)處理外部系統通過(guò)串口發(fā)送過(guò)來(lái)的AT指令。射頻天線(xiàn)部分主要實(shí)現信號的調制與解調，實(shí)現外部射頻信號與內部基帶處理器之間的信號轉換，匹配電源為處理器以及射頻部分提供所需的電源，插座是提供給用戶(hù)的應用接口。TC35的用戶(hù)應用接口采用40腳的Zip插座，其中包含的引腳功能有：3.3～5.5V峰值為2A的直流電源；模擬音頻輸入輸出接口；標準的RS232信號接口，共8個(gè)引腳；SIM卡連接引腳數為6個(gè)，符合GSM11.11標準。特別需要引起注意的是，RS232接口采用9位編碼格式，其中8 個(gè)數據位，1個(gè)停止位，沒(méi)有奇偶校驗位，因此單片機一般采用工作方式1，支持1200-115200bps的速率（但標準的GSM網(wǎng)絡(luò )一般只支持9.6Kbps的速率）。

4 CPU單元
　　CPU單元的任務(wù)比較多，主要要完成對由DSP單元送來(lái)的信號再處理分析。CPU單元還分別控制鍵盤(pán)單元、時(shí)鐘單元、LCD單元、LED單元等輔助單元和GSM單元工作。對CPU單元的要求是高速和低功耗。這里選用美國Cygnal公司的C8051F020。C8051F020單片機[8]是集成在一塊芯片上的混合信號系統級單片機（圖4），芯片上有8個(gè)8位數字I/O端口，其中四個(gè)與標準的8051的端口（P0、P1、P2、P3）相同，與5V兼容。I/O端口在功能上有所增強，每個(gè)I/O端口都可獨立地設置為推挽輸出或開(kāi)漏輸出和弱上拉，這為一些低功耗系統設計提供了節省電源的手段。C8051F020單片機除了具有51系列單片機的特點(diǎn)外還有如下的特點(diǎn)：
　　(1) 25MPIS高速流水線(xiàn)式8051微控制器內核；
　　(2) 12位、100KSPS、8通道帶可編程增益放大器的ADC，雙12位可程控更新的DAC；
　　(3) 雙模擬比較器，片內基準電源；
　　(4) 64KB系統內可編程FLASH存儲器，4352（4096+256）片內RAM；
　　(5) 各自獨立的SPI、SMBUS/I2C和兩個(gè)UART串行接口；
　　(6) 5個(gè)16位通用定時(shí)器；
　　(7) 片內看門(mén)狗定時(shí)器、VDD監視器和溫度傳感器；
　　(8) 工作電壓：2.7-3.6V，工作電流：10mA@20MHz。