深圳市海粤达科技有限公司 SHENZHEN MOCHAN TECH CO.,LTD SIEMENS TC35i 系列 GSM 模块 参考设计指南 深圳市海粤达科技有限公司 ShenZhen MoChan Tech co., Ltd. All Rights Reserved 版权所有 侵权必究 欢迎您使用本公司的产品. 在使用产品之前,请阅读说明书的内容. 如果有疑问,请按下面的通讯地址联系. 本开发器适用于 SIEMENS GSM/GPRS Module. MR 深圳市海粤达科技有限公司 地址:深圳市福田区新洲二路雄鹰大厦 406 室 电话:86-755-83851457 传真:86-755-83851667 邮编:518000 http://www.szhyd.net E-mail:szhyd@szhyd.net 深圳市福田区新洲二街雄鹰大厦 406 室 电话:0755-83851457 E-mail: szhyd@szhyd.net 网址:www.szhyd.net 传真:0755-83851667 深圳市海粤达科技有限公司 SHENZHEN MOCHAN TECH CO.,LTD 声明 Copyright .2005 深圳市海粤达科技有限公司 版权所有,保留一切权利. 非经本公司书面许可,任何单位和个人不得擅自摘抄、复制本书内容的部分或全部,并 不得以任何形式传播. 对于本手册中出现的其它商标,由各自的所有人拥有. 由于产品版本升级或其它原因,本手册内容会不定期进行更新.除非另有约定, 本手册仅作为使用指导, 手册中的所有陈述、 信息和建议不构成任何明示或暗示的担保. 深圳市福田区新洲二街雄鹰大厦 406 室 电话:0755-83851457 E-mail: szhyd@szhyd.net 网址:www.szhyd.net 传真:0755-83851667 深圳市海粤达科技有限公司 SHENZHEN MOCHAN TECH CO.,LTD 深圳市福田区新洲二街雄鹰大厦 406 室 电话:0755-83851457 E-mail: szhyd@szhyd.net 网址:www.szhyd.net 传真:0755-83851667 SIEMENS TC35i 系列 GSM 模块参考设计指南 摘要介绍了 Siemens 公司的 GSM 模块 TC35i、TI 公司的电平转换芯片 MAX3238,以及由其组成的移动终端,指出了实际 设计中出现的问题和解决办法. 一. 引言 随着通信事业的发展,移动通信应用领域的不断扩大,移动终端的设计也逐渐倍受关注.本文详细介绍了 Siemens 公司的 GSM 模块 TC35i、TI 公司的电平转换芯片 MAX3238 等器件,及其构成的移动终端的硬件电路.该设计可以完 成短消息收发、语音传输、与PC 机进行数据传输等功能,已应用在基于 GSM 短消息的 GPS 车辆监控系统中. 二. TC35i 模块 TC35i 是Siemens 公司推出的新一代无线通信 GSM 模块,可以快速安全可靠地实现系统方案中的数据、语音传输、 短消息服务(Short Message Service)和传真.模块的工作电压为 3.3 -5.5V,可以工作在 900MHz 和1800MHz 两个 频段,所在频段功耗分别为 2W(900M)和1W(1800M).模块有 AT 命令集接口,支持文本和 PDU 模式的短消息、第 三组的二类传真、以及 2.4k,4.8k,9.6k 的非透明模式.此外,该模块还具有电话簿功能、多方通话,漫游检测功 能,常用工作模式有省电模式、IDLE、TALK 等模式.通过独特的 40 引脚的 ZIF 连接器,实现电源连接、指令、数据、语音信号、及控制信号的双向传输.通过 ZIF 连接器及 50Ω天线连接器,可分别连接 SIM 卡支架和天线. TC35i 模块主要由 GSM 基带处理器、GSM 射频模块、供电模块(ASIC)、闪存、ZIF 连接器、天线接口六部分组成.作为TC35i 的核心,基带处理器主要处理 GSM 终端内的语音、数据信号,并涵盖了蜂窝射频设备中的所有的模拟和数 字功能.在不需要额外硬件电路的前提下,可支持 FR、HR 和EFR 语音信道编码. 深圳市海粤达科技有限公司 SHENZHEN MOCHAN TECH CO.,LTD 图1TC35i 功能框图 三. 外围应用电路 TC35i 模块的正常运行需要相应的外围电路与其配合.TC35i 共有 40 个引脚,通过 ZIF 连接器分别与电源电路、启 动与关机电路、数据通信电路、语音通信电路、SIM 卡电路、指示灯电路等连接.如图 2 所示, 图2TC35i 的外围电路连接 深圳市福田区新洲二街雄鹰大厦 406 室 电话:0755-83851457 E-mail: szhyd@szhyd.net 网址:www.szhyd.net 传真:0755-83851667 深圳市海粤达科技有限公司 SHENZHEN MOCHAN TECH CO.,LTD 3.1 电源及启动电路 电源电路分为充电电池和稳压电源模块两部分:充电电池主要为整个系统提供 3.6V 工作电电压,同时产生 MAX3238 所需要的高电平;TI 公司的三端电源模块 UA7806 将外部+12V 直流电源转换为+6V,连到 ZIF 连接器的 11、12 引脚,在充电模式下,为TC35i 提供+6V、500mA 的充电电压. 启动电路由开漏极三极管和上电复位电路组成.模块上电 10ms 后(电池电压须大于 3V),为使之正常工作,必须在 15 脚(/IGT)加时长至少为 100ms 的低电平信号, 且该信号下降沿时间小于 1ms. 启动后, 15 脚的信号应保持高电平. 下图所示,为启动电路产生的信号,从中可以看出 10ms 的延时和 100ms 的低电平. 图3采集到的启动信号降沿 3.2 数据通信电路 数据通信电路主要完成短消息收发、与PC 机通信、软件流控制等功能.TC35i 的数据接口采用串行异步收发,符合 ITU-T RS-232 接口电路标准,工作在 CMOS 电平(2.65V).数据接口配置为 8 位数据位、1 位停止位、无校验位,可 以在 300bps~115kbps 的波特率下运行,支持的自动波特率为 4.8kbps~115kbps(14.4kbps 和28.8kbps 除外). TC35i 模块还支持 RTS0/CTS0 的硬件握手和 XON/XOFF 的软件流控制. 数据通信电路以 TI 公司的 MAX3238 芯片为核心,实现电平转换及串口通信功能. 深圳市福田区新洲二街雄鹰大厦 406 室 电话:0755-83851457 E-mail: szhyd@szhyd.net 网址:www.szhyd.net 传真:0755-83851667 深圳市海粤达科技有限公司 SHENZHEN MOCHAN TECH CO.,LTD 深圳市福田区新洲二街雄鹰大厦 406 室 电话:0755-83851457 E-mail: szhyd@szhyd.net 网址:www.szhyd.net 传真:0755-83851667 TI 公司的 MAX3238 芯片供电电压为 3~5.5V,符合 TIA/EIA-232-F 和ITU v.28 标准.具有独特的±15KV 人体静电 保护措施,兼容 5V 逻辑输入,内含 3 路接收、5 路发送串行通信接口,最大数据传输速率可达 250 kbps.该芯片的 最大特点是, 在串行口无数据输入的情况下, 可以灵活的进行电源管理, 即当 FORCEON(13 脚)为低电平、 /FORCEOFF(14 脚)为高电平时,Auto-Powerdown Plus 功能有效.在正常运行模式下,约30 秒事件内若芯片在接收和发送引脚没 有检测到有效信号,将自动进入 Powerdown 模式,此时耗电 1uA.如果 FORCEON 和/FORCEOFF 引脚均为高电平,那么 Auto-Powerdown Plus 功能失效.在Auto-Powerdown Plus 功能有效的时,如果检测到接收或发送引脚有信号输入, 该芯片自动被激活, 转入正常工作状态. 如果任一接收通道的输入电压高于 2.7V 或小于-2.7V, 或者位于-0.3V~0.3V 的时间小于 30uS,则/INVALID(15 脚)引脚为高电平(数据有效).如果所有接收通道的输入电压位于-0.3V~0.3V 的 时间大于 30uS,则/INVALID(15 脚)引脚为低电平(数据无效). FORCEON /FORCEOFF Auto-PowerdownPlus OPERATION STATUS T_OUT R_OUT R1OUTB * 0 * Powerdown(Forced Off) High-Z High-Z Active 1 1 * Normal Operation(Forced On) Active Active Active 0 1 <30s Normal Operation(Auto-Powerdown Plus) Active Active Active 0 1 >30s Powerdown(Auto-Powerdown Plus) Active Active Active 表1输出控制真值表 该芯片的以上特性,满足了 TC35i 作为移动终端的 3 路接收、5 路发送电路连接要求.在MAX3238 与ZIF 连接器相 应引脚连接时,要注意发送、接收引脚连接正确.MAX3238 还需要连接 4 个0.1uF 的电容配合,才能完成电平转换 功能. TC35i 模块通过 RS-232 接口各引脚输出的信号有 RxD0、 CTS0、 DSR0、 DCD0、 RING0, 输入的信号为 TxD0、 RTS0、 DTR0. 由于TC35i的接口电路使用了 9 针串口的全部引脚, 使TC35i可以获得DTR0、 DSR0、 DCD0 和RING0 控制信号. 信号RING0 用来向蜂窝设备指示接收到Unsolicited Result Code (URC).通过AT指令,可以设置TC35i的不同运行模式. 深圳市海粤达科技有限公司 SHENZHEN MOCHAN TECH CO.,LTD 深圳市福田区新洲二街雄鹰大厦 406 室 电话:0755-83851457 E-mail: szhyd@szhyd.net 网址:www.szhyd.net 传真:0755-83851667 3.3 语音通信电路 由于 TC35i 的GSM 基带处理器内集成了音频滤波、ADC、DAC、语音合成等部分,所以模块语音接口的外围电路连接 相对简单.TC35i 有两个语音接口,每个接口均有模拟麦克输入和模拟耳机输出.为了适合不同的外设,模块共有 6 种语音模式,可通过指令 AT^SNFS 选择.第一个语音接口的默认配置为 Votronic HH-SI-30.3/V1.1/0 手持话筒,语 音模式为 1(默认)、4、5,其中模式 1 参数固定.第二个语音接口为头戴式耳机和麦克设置,语音模式为 2、3、6. 为了防止从麦克风和耳机导线引入高频干扰,影响 TC35i 的正常运行.设计电路时,在麦克风、耳机、以及手持听 筒的插孔处都接有电感.此外,考虑到静电保护的因素,所有语音信号输入端都通过电容与 GND 耦合. 3.4 SIM 卡电路 基带处理器集成了一个与 ISO 7816-3 IC Card 标准兼容的 SIM 接口.为了适合外部的 SIM 接口,该接口连接到主接 口(ZIF 连接器).在GSM11.11 为SIM 卡预留 5 个引脚的基础上,TC35i 在ZIF 连接器上为 SIM 卡接口预留了 6 个引 脚,所添加的 CCIN 引脚用来检测 SIM 卡支架中是否插有 SIM 卡.当插入 SIM 卡,该引脚置为高电平,系统方可进入 正常工作状态. 但是目前移动运营商所提供的 SIM 卡均无 CCIN 引脚, 所以在设计电路时将引脚 CCIN 与CCVCC 相连. 在设计中为 SIM 卡布线时,发现了一个值得引起注意问题:如果将 SIM 卡的第四脚 CCGND 直接与印刷电路板的 GND 相连,不作任何信号的隔离保护,则通话时音量很小.考虑到设计中的电磁兼容和静电保护等因素,为了达到最佳 的通话效果,采用在 SIM 支架下,即印刷电路板的顶层敷设一层铜隔离网,该层敷铜与 SIM 卡的 CCGND 引脚相连, CCGND 和电路板的 GND 之间通过两个并联的电容和电感耦合.此举为 SIM 卡构成了一个隔离地,屏蔽了其他信号线 对SIM 卡的干扰.再进行语音通话时,话音清晰. 四.SIEMENS AT 命令集 4.1 初始化设置 AT 命令集: ATE1 回显(ATE0) AT+CPIN? 查看 SIM 状态 AT+CSQ 查询当前信号强度 AT^SSYNC=1 设置 SSYNC PIN 状态 ATI 显示产品信息(产品名称、版本号) 深圳市海粤达科技有限公司 SHENZHEN MOCHAN TECH CO.,LTD 深圳市福田区新洲二街雄鹰大厦 406 室 电话:0755-83851457 E-mail: szhyd@szhyd.net 网址:www.szhyd.net 传真:0755-83851667 4.2 SIEMENS 电话 AT 命令集: ATA 接电话 ATH 挂断电话 ATD; 拨打电话 AT+CLIP=1 开启来电显示功能 4.3 SIEMENS 短消息 AT 命令集: AT+CNMI=3,1 新消息提示 AT+CMGL="ALL" 查看所有短消息内容 AT+CMGF=1 选择信息格式(0 为PDU 格式,1 为TEXT 格式) AT+CMGS= 发送信息(发送信息时同时按 Ctrl+Z) 五. PDU 格式发送短信息 首先将短信息格式设为PDU 模式 :AT+CMGF=0 发送AT+CMGS= YYY [CR] ;其中 YYY 为TPDU 的十进制长度 收到[>][SP]响应后再发送 [SCA][TPDU][ctrl-Z] [SCA]:服务中心地址, 深圳为:0891683108705505F0. 可以用AT 指令先设置服务中心地址:AT+CSCA="+860" 5.1 [TPDU]:发送规约数据单元: TYPE 11 MR 00 DA 0D91683106103962F4 ; PID 00 DCS F4 VP 01 UDL XX ; XX 不大于 8C DD ; XX 字节的用户数据 用户数据中最后一个字节为前面XX-1 个字节的按位累加和. TPDU 中用户数据前的PDU 规约头的长度是15 字节 TPDU 前的服务中心地址[SCA]的长度是9 字节. 用户数据最长可用到140 字节. 发中文是 PDU 格式为 80 DCS=80 深圳市海粤达科技有限公司 SHENZHEN MOCHAN TECH CO.,LTD 深圳市福田区新洲二街雄鹰大厦 406 室 电话:0755-83851457 E-mail: szhyd@szhyd.net 网址:www.szhyd.net 传真:0755-83851667 5.2 举例说明 发送到 报文:科技 译码:04901A 4FE1 04长度 数据 901A4FE1 是"科技"的unicode 编码,按照内存的编码格式倒过来了 AT 命令 AT+CMGS=019 {*解释:15(规约为15)+4 科技(4 个字节)=019} 返回 > 发送 0011000D91683106103962F400080104901A4FE1 发送符 {*解释: 前面两个00 照写; 11 为TYPE; 00 为MR, 0D91683106103962F4 为DA; 00 为PID; 04 为DCS; 01 为VP; 04901A4FE1 为UDL 的内容,就是中文信息部分} 具体就这些例子中显示其实是一种内存编码方式,如1360 为3106 3106103962F4; 六. FAQ 6.1 设计串口 Q:串口只用RXD、TXD、GRAND三根线如何连接. A:需要把串口DTR与RTS共同接地. 七. 结束语 由Siemens 公司的 GSM 模块 TC35i 及其外围电路构成的移动终端,可以很好的完成短消息收发、数据和语音通信. 该移动终端结合 Royaltek 公司的 GS1100 GPS OEM 板,并由单片机控制而组成的车载移动单元,可以很好的完成利 用GSM 短消息传送车辆定位信息的工作. 深圳市海粤达科技有限公司 SHENZHEN MOCHAN TECH CO.,LTD 深圳市福田区新洲二街雄鹰大厦 406 室 电话:0755-83851457 E-mail: szhyd@szhyd.net 网址:www.szhyd.net 传真:0755-83851667 八.深圳市海粤达科技有限公司开户行及帐号资料 名称:深圳市海粤达科技有限公司 开户行:深圳交通银行车公庙支行 帐号:4430662780 纳税人识别号: 地址:深圳市福田区泰然四路劲松大厦 8A 电话:0755- 83851457 传真:0755-83851667