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1、本科毕业设计论文题目： 基于GSM的无线LED显示屏的短信接收处理模块设计院、 系： 电子信息工程系 学科专业： 电子信息工程 学 生： 学 号： 指导教师： 2008 年 6 月 基于GSM的无线LED显示屏的短信接收处理模块设计摘要随着电子工业的迅速发展，传统的由电脑通过数据线传输LED显示屏内容的方法逐渐暴露出一系列的问题及弊端。而利用短信息控制LED显示屏则大大降低了成本，在实际工作中起到了事半功倍的作用，更具有实用性。本论文完成基于GSM的短信远程控制无线LED显示屏系统中的短信接收模块设计。由ARM（LPC2210）处理器控制短信接收处理模块TC35i接收短信并进行处理，最后提取出
2、短信内容储存在外部FLASH中。关键词： TC35i模块 ARM处理器 AT指令 PDU编码Based on GSM wireless LED display of text messaging processing module designAbstractWith the rapid development of the electronics industry, the traditional computer data through the transmission line LED display content of the gradually exposed a series
3、of problems and defects. The use of short message control LED display is greatly reduced costs, in practical work played a multiplier effect, more practical.This paper complete GSM-based wireless messaging remote control LED display system of text messaging module design. By the ARM (LPC2210) proces
4、sor control processing module TC35i receive SMS text messages and receive treatment, the final text message to extract the contents stored in the external FLASH.Key Words: TC35i module ARM processor AT command PDU coding 目 录摘要(I)Abstract(II)1. 绪论(1)1.1课题的研究意义(1)1.2 国内外现状(1)1.3 GSM网络(2)1.4 需求分析(3)1.5
5、 本课题主要完成的内容(3)1.6 论文结构安排(3)2. 系统方案设计(5)2.1 系统设计(5)2.1.1 短信接收模块(5)2.1.2 数据处理模块(6)2.1.3 LED显示模块(6)2.2 本设计方案(6)3. 硬件部分(8)3.1 ARM处理器(8)3.1.1 ARM概述(8)3.1.2 LPC2210简介(9)3.2 ARM最小系统设计(10)3.2.1 电源电路介绍(10)3.2.2 复位电路(11)3.2.3 系统时钟电路(12)3.2.4 系统存储器电路(12)3.2.5 JTAG调试电路(12)3.3 短信接收模块(13)3.3.1 TC35i概述(13)3.3.2 TC
6、35i功能结构(14)3.3.3 TC35i引脚功能(15)3.3.4 TC35i外围电路设计(15)4. 短消息简介(18)4.1 短消息概述(18)4.2 短消息的格式(19)4.3 短消息的控制方式(19)4.4 AT指令(19)4.5 短消息编码(20)4.6 Unicode编码(21)5. 软件部分(22)5.1本设计功能介绍(22)5.2软件编译环境ADS1.2(22)5.2.1 ADS1.2概述(22)5.2.2 ADS集成开发环境的组成(22)5.3 流程图设计(24)5.4 程序设计(25)5.4.1 串口初始化程序设计以及头文件(25)5.4.2 中断程序设计(26)5.4
7、.3 串口接收函数设计(26)5.4.4 主程序设计(27)6. 总结与说明(28)6.1 总结(28)6.2 说明(28)致谢(29)参考文献(30)附录(32)附录A 原理图设计(32)附录B 短信息接收程序设计(33)1. 绪论1.1 课题的研究意义随着电子工业的迅速发展，在大型商场、车站、码头、地铁站以及各类办事窗口等越来越多的场所需要用LED点阵显示图形和汉字。LED显示屏是利用发光二极管点阵模块或像素单元组成的大面积显示屏幕。由于它具有可靠性高、使用寿命长、性能价格比高、使用成本低、环境适应能力强等特点，广泛应用于金融市场、医院、体育场馆、机场、码头、车站、高速公路等公共场所的信息
8、显示和广告宣传。LED显示技术是将光电、计算机以及控制等技术综合一体的现代新技术。而LED显示作为信息传播的一种重要手段，已广泛应用于室内外需要进行服务内容和服务宗旨宣传的公众场所，例如户内外公共场所广告宣传、机场车站旅客引导信息、公交车辆报站系统、证券与银行信息显示、餐馆报价信息显示、交通信号灯、景观照明等。传统电子显示屏的内容由电脑通过数据线发送,信息只能在固定的电脑上发送,只能固定地显示所连接电脑一次发送的信息,且只能在短距离内使用,一般只有数十米，所以它在实际使用中暴露出一定的问题及弊端。如脱机屏的方式,有信息管理不方便,更新信息需换芯片等问题,从而浪费大量的人力和财力。用连机屏方式的
9、话,虽说可以实时监控与管理,但如果信息显示屏离上位机很远的话(如在高速公路上的显示屏) ,仅仅通信线的费用就很大,这是个迫切需要解决的工程问题。短消息是GSM (全球移动通信系统)中最简便的数据通信方式之一。随着短消息业务的日益完善,短消息已具备承载重要数据信息的能力。而运用短信来远程控制LED显示屏内容大大降低了成本，在实际工作中起到了事半功倍的作用，更具有科研性。1.2 国内外现状短信息服务作为GSM网络的一种基本业务，已得到越来越多的系统运营商和系统开发商的重视。该产业在国外已经得到了广泛应用，目前，国内已经开始使用的GSM模块有 Falcom 的A2D 系列、Wavecome的 WMO
10、2 系列、西门子的 TC35 系列、爱立信的 DM10/DM20 系列、中兴的 ZXGM18 系列等，而且这些模块的功能、用法差别不大。其中西门子的TC35系列模块性价比很高，并且已经有国内的无线电设备入网证。所以本设计选用的是西门子TC35系列的TC35i。该模块集射频电路和基带于一体，向用户提供标准的 AT命令接口，为数据、语音、短消息和传真提供快速、可靠、安全的传输，方便用户的应用开发及设计。1.3 GSM网络GSM（Global System for Mobile Communications）作为全球性的移动通信标准,在全球160 多个国家中广为分布，全球用户数达到4.75 亿(截至
11、到2001 年的二月底)，预计在2004 年初可突破10 亿用户。同样，GSM 在中国也取得了长足的发展，1989年，中国出现第一个GSM 用户，在随后的短短的十几年里，中国移动和中国联通已逐步建立了覆盖广、通信质量高、业务品种丰富、服务水平一流的移动通信网路，使中国成为世界上网络规模和用户规模最大的移动通信市场，截止2001 年底中国市场上的GSM 手机用户已突破1.4 亿户，目前仍以每月300 多万的新增用户不断增长，使中国成为全球最大的移动通讯消费市场,其中，中国移动占有75%的用户，成为世界上仅次于Vadafone 的第二大运营商。目前GSM网络的覆盖范围已遍及全国各地村镇。另外，中国
12、移动电话的普及率还只有7%。在欧美发达国家，移动电话普及率达到50%以上，北欧一些国家甚至可以达到70%，相比之下，中国移动通信的发展还只是在热身阶段。到2005年，中国移动通信的用户估计会突破2.5 亿，中国移动的用户仍然会有强劲的增长，这为中国的GSM网络的更广的覆盖和更好的服务提供了市场支持5。GSM 功能具有一下功能：* 话音功能GSM最重要的功能是电话服务功能，而这项服务须保证GSM用户在任何地点能与其它有线或无线用户通话。且通话是双向的。从电话服务演生出的另一话音功能是语音信箱。声音信息被储存，使呼叫不通时，用户可将声音存入GSM用户的语音信箱，而GSM用户也能接入语音信箱听取留言
13、。* 数据传输服务提供给固定(有线)用户和ISDN用户的大部份服务GSM都提供，包括分组交换资料网所提供的服务。GSM资料用户可以和PSTN用户相连接，也可与ISDN用户相连。PSTN(public Switch Telephone Network)* 短消息服务何谓短消息服务，简单的例子就是B.B.Call。一个几十个words长度的信息，可以被小屏幕终端来接收。GSM已设计支持这种服务，移动台(手机)可以用于通话又可用于寻呼功能。GSM能够传送包括送往移动台和移动台送出的短消息(SMS-MT/PP-Mobil Terminating Short Message Service and SM
14、S-MO/PP-Mobil Orinamting Short Message Service)。另一种消息服务是蜂窝广播短消息服务(SMS-CB-Cell Broadcast Short Message Service),这种服务是基地台在每隔一段固定时间对移动台送出广播讯息,例如天气预报,股票行情,重要新闻等9。1.4 需求分析本课题要求开发一套远程控制LED显示屏信息装置。GSM网络具有良好的覆盖功能，并且传输信息稳定可靠，GSM短信收发模块也有相对比较好的性能，所以本课题是基于GSM网络之上用短信来控制无线LED显示屏显示内容。该设计有良好的市场前景，能够大大提高工作效率，能够更好的为人
15、民服务。该设计主要实现以下功能： 通过GSM网络接收信息的发入和存储； 完成对信息的处理，把PDU码中有用内容提取出来以字符的形式存放； 给存储的字符建立字模，然后通过LED点阵扫描显示在LED屏上； 即时更改LED屏幕内容，方便信息高效传输。 基于以上几点，我们可以发现本课题研究的重点主要在前三个功能上面，主要应解决一下几个设计难点： 短消息是如何接收的； 如何定义PDU编码的帧格式提取有用信息； 字模是怎样在LED屏幕上点阵显示的。基于以上需求，本课题研究从简单方法入手，LED屏显内容为年月日时分秒的阿拉伯数字，比如有效内容为2008 08 08。通过该设计完成基于GSM的无线LED显示屏
16、的短信接收模块设计。1.5 本课题主要完成的内容1. 深入掌握整个系统的工作原理，根据原理设计本课题方案。2. 根据系统原理设计基于GSM的无线LED显示屏的短信接收模块，主要包括课题框图设计，课题原理图设计，以及对单元电路的设计。短信接收流程图及程序设计。3. 根据上述设计主要完成protel电路图设计，用C语言对该系统进行短信接收程序设计，最后采用ADS1.2对短信息接收程序进行编译。1.6 论文结构安排第1章 绪论，介绍本设计的课题背景和研究意义、相关设计介绍以及本课题完成的内容和结构安排。第2章 系统方案设计，对整个系统进行总体介绍，设计该系统的框图和短信接受原理图。第3章 硬件部分，
17、阐述了ARM（LPC2210）处理器和TC35i模块的主要特点，功能结构，TC35i的引脚功能，外围应用电路等。第4章 单元电路设计，介绍相关的GSMAT指令、说明了系统数据库的整体设计方案及数据库部分的设计思路、实现过程。第5章 AT指令，介绍了短消息的格式、短消息的控制方式、短消息编码和Unicode编码，为后续软件设计奠定基础。第6章 系统软件设计 设计了软件实现该系统的方法，包括流程图设计、编程环境介绍和系统控制程序的设计。第7章 总结，对本次设计作出总结，包含设计收获和体会，整个设计工作的不足之处和需要改进的方面。2. 系统方案设计2.1 系统设计本设计以ARM处理器为核心，利用TC
18、35i和LED显示模块，实现短信的接收和显示。系统在ARM处理器的控制下，由GSM短信接收模块接收短信,通过ARM处理器进行数据处理，提取出将要显示的数据，进行存储，并控制 LED显示模块进行显示。总体设计方案原理框图如图2.1所示。图2.1 系统方框图 如图所示系统框图由GSM短信接收模块,RS232接口模块，ARM处理器，LED显示模块组成。2.1.1 短信接收模块GSM短信接收模块主要实现GSM网的短信接收，选用西门子公司的TC35i型GSM收发模块。西门子公司的TC35i是一个支持中文短信息的GSM模块，集成度高，工作在EGSM900MHZ和GSM1800MHZ(phase 2/2+)
19、双频段，电压范围为3.3-3.5V，为单一电压，可传输语音和数据信号，功耗在EGSM900MHZ(4类)和GSM1800MHZ(1类)分别为2W和1W。TC35i的数据输入输出接口是一个串行异步收发器，符合ITU-T RS232接口标准。它有固定的参数：8位数据位和一位停止位，无校验位，波特率在300bps115kbps之间可选，支持标准AT指令。此芯片配合外围电路构成GSM短信接收模块2.1.2 数据处理模块数据处理模块采用了一ARM为控制核心的处理器，完成对数据的判断、数制转换、存储等功能。ARM处理器是本系统的控制核心，实现对系统的处理、控制，选用飞利浦公司的LPC2210芯片。这是一片
20、支持实时仿真和嵌入式跟踪的16/32位ARM7TDMI-S CPU的微控制器。工作电压为3.3V，内核工作电压仅为1.8V；内置PLL锁相环可以设置CPU工作频率达60MHZ，双UART口，提供数据的异步串行发送和接收功能；由于LPC2210的144管脚封装、极低的功耗、多个32位定时器、8路10位ADC、PWM输出以及多达9个外部中断，使他们特别适用于工业控制、医疗系统、访问控制和POS机；通过配置总线，LPC2210最多可以提供76个GPIO，由于内置了宽范围的串行通信接口，它们也非常适合于通信网关协议转换器嵌入式软modem以及其他各种类型的应用；可以外扩SRAM和FLASH，很方便移植
21、嵌入式操作系统。2.1.3 LED显示模块LED显示模块实现系统的字符显示，选用的是12块8X8LED点阵模块组成LED显示屏。其原理框图如图2.2所示。ARM最小系统FLASHLED点阵1LED点阵12行驱动列驱动 图2.2 LED点阵显示图2.2 本设计方案本课题主要研究基于GSM的短信远程控制无线LED显示屏系统中的短信接收模块设计。该模块通过TC35i实现短消息的接收，然后通过ARM（LPC2210）提取TC35i模块接收所收到的短信，然后把接收到的短消息储存在缓存BUFFER中或者外部存储器中。在次过程中RS232模块在系统中起连接TC35i和ARM处理器的作用，RS232模块可以完
22、成TC35i与ARM芯片之间的电平转换。但根据市场分析，目前市场上有TC35i集成RS232的模块，本设计可以直接购买集成模块。此外经查阅资料证明TC35i和ARM之间电平差别相对较小，可以省略RS232模块，从而简化电路，方便电路连接。本设计方案如图2.3所示。图2.3 短信接收模块框图3. 硬件部分3.1 ARM处理器3.1.1 ARM概述 ARM（AdvancedRISCMachines），既可以认为是一个公司的名字，也可以认为是对一类微处理器的通称，还可以认为是一种技术的名字。1991年ARM公司成立于英国剑桥，主要出售芯片设计技术的授权。目前，采用ARM技术知识产权（IP）核的微处理
23、器，即我们通常所说的ARM微处理器，已遍及工业控制、消费类电子产品、通信系统、网络系统、无线系统等各类产品市场，基于ARM技术的微处理器应用约占据了32位RISC微处理器75以上的市场份额，ARM技术正在逐步渗入到我们生活的各个方面。ARM公司是专门从事基于RISC技术芯片设计开发的公司，作为知识产权供应商，本身不直接从事芯片生产，靠转让设计许可由合作公司生产各具特色的芯片，世界各大半导体生产商从ARM公司购买其设计的ARM微处理器核，根据各自不同的应用领域，加入适当的外围电路，从而形成自己的ARM微处理器芯片进入市场。目前，全世界有几十家大的半导体公司都使用ARM公司的授权，因此既使得ARM
24、技术获得更多的第三方工具、制造、软件的支持，又使整个系统成本降低，使产品更容易进入市场被消费者所接受，更具有竞争力20。到目前为止，ARM微处理器及技术的应用几乎已经深入到各个领域：1、工业控制领域：作为32的RISC架构，基于ARM核的微控制器芯片不但占据了高端微控制器市场的大部分市场份额，同时也逐渐向低端微控制器应用领域扩展，ARM微控制器的低功耗、高性价比，向传统的8位/16位微控制器提出了挑战。2、无线通讯领域：目前已有超过85%的无线通讯设备采用了ARM技术，ARM以其高性能和低成本，在该领域的地位日益巩固。3、网络应用：随着宽带技术的推广，采用ARM技术的ADSL芯片正逐步获得竞争
25、优势。此外，ARM在语音及视频处理上行了优化，并获得广泛支持，也对DSP的应用领域提出了挑战。4、消费类电子产品：ARM技术在目前流行的数字音频播放器、数字机顶盒和游戏机中得到广泛采用。5、成像和安全产品：现在流行的数码相机和打印机中绝大部分采用ARM技术。手机中的32位SIM智能卡也采用了ARM技术。除此以外，ARM微处理器及技术还应用到许多不同的领域，并会在将来取得更加广泛的应用14 15 16。3.1.2 LPC2210简介 LPC2210 是基于一个支持实时仿真和嵌入式跟踪的16/32 ARM7TDMI-STM CPU 的微控制器。对代码规模有严格控制的应用可使用16 位Thumb 模
26、式将代码规模降低超过30%，而性能的损失却很小。由于LPC2210 的144 脚封装、低的功耗、多个32 位定时器、8 路10 位ADC、PWM 输出以及多达9 个外部中断使它们特别适用于工业控制、医疗系统、访问控制和POS 机。通过配置总线LPC2210 最多可提供76 个GPIO。由于内置了宽范围的串行通信接口，它们非常适合于通信网关、协议转换器、嵌入式软modern 以及其它各种类型的应用。其引脚图如图3.1所示。图3.1 ARM引脚图LPC2210的特性如下：1、16/32 位144 脚ARM7TDMI-S 微控制器。2、16K 字节片内静态RAM。3、串行boot 装载程序通过UAR
27、T0 来实现在系统下载和编程。4、通过外部存储器接口可将存储器配置成4 组，每组的容量高达16Mb，数据宽度为8/16/32 位。5、EmbeddedICE-RT 接口使能断点和观察点。当前台任务使用片内RealMonitor 软件调试时，中断服务程序可继续执行。6、嵌入式跟踪宏单元（ETM）支持对执行代码进行无干扰的高速实时跟踪。7、8 路10 位A/D 转换器，转换时间低至2.44ms。8、2 个32 位定时器（带4 路捕获和4 路比较通道）、PWM 单元（6 路输出）、实时时钟和看门狗。 9、向量中断控制器。可配置优先级和向量地址。10、多达76 个通用I/O 口（可承受5V 电压），1
28、2 个独立外部中断引脚（EIN 和CAP 功能）。11、通过片内PLL 可实现最大为60MHz 的 CPU 操作频率。 片内晶振频率范围：130 MHz。 2个低功耗模式：空闲和掉电。12、通过外部中断将处理器从掉电模式中唤醒。13、可通过个别使能/禁止外部功能来优化功耗。 14、双电源CPU 操作电压范围：1.651.95 V(1.8 V 8.3%)I/O 操作电压范围：3.03.6 V(3.3 V 10%)LPC2210引脚功能如下：1、P0口：P0口是一个32位双向 I/O口。每个位都有独立的方向控制。P0口管脚的操作取决于管脚连接模块所选择的功能。P0 口的 P0.26 和P0.31不
29、可用。注：除可用作 A/D 输入的管脚（P0.27,P0.28,P0.29,P0.30）外，所有 P0口都可承受 5V 的电压。如果不使用 A/D 转换器，所有与 A/D 输入相关的管脚也可用作5V的数字I/O口。见“A/D转换器”中A/D输入管脚电压的描述。2、P2口：P2口是一个32位双向 I/O口，一般作为外部存储器的数据线。每个位都有独立的方向控制。P2口管脚的操作取决于管脚连接模块所选择的功能。 注：除可用作 A/D输入的管脚（P2.30和 P2.31）外，所有P2口都可承受5V的电压。当P2口配置用作输入时，内置的上拉电阻使管脚的默认输入设置为高电平。如果不使用A/D 转换器，与
30、A/D 输入相关的管脚也可用作5V 的数字 I/O 口。见“A/D 转换器”中 A/D 输入管脚电压的描述。3、P3口：P3口是一个32位双向 I/O口，一般作为外部存储器的地址线。每位的方向可单独控制。P3口的功能取决于管脚连接模块的管脚功能选择。注：除可用作 A/D 输入的管脚（P3.28 和 P3.29）外，所有 P3 口都可承受5V 的电压。当 P3 口配置用作输入时，内置的上拉电阻使管脚的默认输入设置为高电平。如果不使用A/D 转换器，与A/D输入相关的管脚也可用作5V的数字I/O口。见“A/D转换器”中A/D输入管脚电压的描述。3.2 ARM最小系统设计3.2.1 电源电路介绍LP
31、C2000系列ARM7微控制器均要使用两组电源（LPC213X、LPC214X除外），I/O口供电电源为1.8V，所以系统设计为3.3V应用系统。首先由CZ1电源接口输入9V直流电源，经过极性电容C01、C02滤波，然后通过78M05将电源稳压至5V，再使用LDO芯片（低压差电源芯片）稳压输出3.3V及1.8V电压，其中使用极性电容可以防止电源反接。系统电源电路如图3.2和图3.3所示，LDO芯片分别采用SPX1117M3-1.8和SPX1117M3-3.3，其特点为输出电流大，输出电压精度高，稳定性好。由于LPC2000系列ARM7微控制器具有独立的模拟电源和模拟地引脚，为了降低噪声和出错几
32、率，模拟电源与数字电源应该隔离，并且在设计PCB板时要采用大面积敷地，以降低噪声。SPX1117系列LDO芯片输出电流可达800Ma,输出电压的精度在1%以内，还具有电流限制和热保护功能，广泛应用在手持式仪表、数字家电和工业控制等领域。使用时，其输出端需要一个至少10uF的钽电容来改善瞬态响应和稳定性。图3.2 5V电源电路图3.3 系统电源电路3.2.2 复位电路由于ARM芯片的高速、低功耗和低工作电压导致其噪声容限低，对电源的纹波、瞬态响应性能、时钟源的稳定性和电源监控可靠性等诸多方面也提出了更高的要求。在图3.4中，信号nRST连接到LPC2210芯片的复位脚。当按下复位键时，nRST引
33、脚立即输出复位信号，使LPC2210芯片复位。图3.4 系统复位电路3.2.3 系统时钟电路LPC2000系列ARM7微控制器可使用外部晶振或外部时钟源，内部PLL电路可调整系统时钟，使系统时钟运行速度更快（CPU最大操作系统时钟为60MHz）。若不使用片内PLL及ISP下载功能，则外部晶振频率为130MHz，外部时钟频率为150MHz；若使用了片内PLL功能或ISP下载功能，则外部晶振频率为1025MHz，外部时钟频率为1025MHz。系统时钟电路如图3.5所示。图3.5 系统时钟电路3.2.4 系统存储器电路 LPC2210内部没有程序存储器，在此外扩了一片Flash存储器SST39VF1
34、60；为了提高数据的存取速度，这里还外扩了一片美国ISSI公司的SRAM芯片IS61LV25616，它具有16位数据宽度，工作电压为3.3V高速访问时间10.12ns、功耗低等特点。电路如图3.6所示。图3.6 系统存储电路3.2.5 JTAG调试电路采用ARM公司提出的标准20脚JTAG仿真调试接口。JTAG信号的定义及连接如图3.7所示。图中，JTAG接口上的信号nTRST连接到LPC2210芯片的引脚，已达到控制LPC2210内部JTAG接口电路复位的目的（但不控制CPU复位）。图3.7 JTAG接口电路根据LPC2210的应用使用说明，在RTCK引脚接一个4.7K欧姆的下拉电阻，使系统
35、复位后LPC2210内部的JTAG接口使能，这样就可以直接进行JTAG仿真调试了。3.3 短信接收模块3.3.1 TC35i概述本设计选用的是西门子TC35系列的TC35i。这是西门子推出的最新的无线模块，功能上与TC35兼容，设计紧凑，大大缩小了用户产品的体积。TC35i与GSM 2/2+兼容、双频(GSM900/GSMl800)、RS232数据口、符合ETSI标准GSM0707和GSM0705，且易于升级为GPRS模块。该模块集射频电路和基带于一体，向用户提供标准的A T命令接口，为数据、语音、短消息和传真提供快速、可靠、安全的传输，方便用户的应用开发及设计。TC35i主要特性与技术指标包
36、括以下几点：频段为双频GSM900MHz和GSMl800MHz(phase+)；支持数据、语音、短消息和传真；高集成度(54.5mm36mm3.6mm)；质量轻，仅为9g；电源电压为单一电压3.34.8 V；可选波特率300bps115kbps，动波特率4.8115kbps；电流消耗休眠状态为3.5mA，空闲状态为25mA，发射状态为300mA(平均)，2.5A峰值；温度范围正常操作-20+55，存放-30+85；SIM电压为3V/1.8V。3.3.2 TC35i功能结构 TC35i模块功能结构图如下图所示（图3.8），从功能上看主要由4部分组成:GSM基带处理器、GSM射频部分、电源ASIC
37、 (Application Specific Integrated circuit)、Flasho。GSM基带处理器是整个模块的核心，它由一个C166CPU和一个DSP处理器内核控制着模块内各种信号的传输、转换、放大等处理过程。GSM射频部分是一个单片收发器SMARTi，它由一个外差式接收器、上变频调制环路发送器(upconversionmodulation loop transmitter)、一个射频锁相环路和一个全集成中频合成器4个功能块组成，共同完成对射频信号的接收和发送等处理。GSM模块电流变化非常大，空闲时电流小于3.5mA，而在通话期间电流最大可达2.3A，这就对供电电路提出了较高
38、的要求。GSM模块电源ASIC部分使用线性电压调节器把外部输入的电源电压Vbatt+进行稳压处理后供GSM基带处理器和GSM射频部分使用，此外它还输出一个2.9V/70mA的电压供模块外的其他电路使用。GSM射频部分的功率放大器对电源电压要求不高，所以直接使用外部的输入电压Vbatt十。Flash用来存储一些用户配置信息、电话本和其他信息。TC35i共有40个引脚，通过一个ZIF(Zero Insertion Force)连接器引出.这40个引脚可以划分为5类，即电源、数据输入/输出、SIM卡、音频接口和控制。第1-14脚为电源部分，其中1-5为电源电压输入端VBATT+, 6-10为电源地G
39、ND, 11, 12充电引脚，13对外输出电压(供外电路使用)，14为ACCU_TEMP接负温度系数的热敏电阻:24-29为SIM卡引脚，分别为CCIN, CCRST, CCIO, CCCLK,CCVCC和CCGND; 33-40为语音接口用来接电话手柄:15, 30, 31和32脚为控制部分，15为点火线IGT(Ignition)，当TC35i通电后必须给IGT一个大于100ms低电平，模块才启动，30为RTC backup 31为Power down, 32为SYNC; 16-23位数据输入/输出分别为DSRO, RINGO, RxDO, TxDO, CTSO, RTSO, DTRO和DC
40、DO1322。图3.8 TC35i功能模块结构3.3.3 TC35i引脚功能 TC35i有40个引脚，通过一个ZIF(Zero Inser-tion Force，零阻力插座)连接器引出。这40个引脚可以划分为5类，即电源、数据输入/输出、SIM卡、音频接口和控制。第114脚为电源部分：15为电源电压输入端Vbatt+，610为电源地GND，11、12为充电引脚，13为对外输出电压(共外电路使用)，14为ACCU-TEMP接负温度系数的热敏电阻。第2429脚为SIM卡引脚，分别为CCIN、CCRST、CCIO、CCCLK、CCVCC和CCGND。第3340脚为语音接口，用来接电话手柄。15、30
41、、31和32脚为控制部分：15为点火线IGT(Ignition)，当TC35i通电后必须给IGT一个大于100ms低电平，模块才启动；30为RTC backup，31Power down，32为SYNC。第1623脚为数据输入/输出，分别为DSR0、RING0、RxD0、TxD0、CTS0、RTS0、DTR0和DCD0。TC35的数据输入/输出接口实际上是一个串行异步收发器，符合ITU-T RS232接口标准。它有固定的参数：8位数据位和1位停止位，无校验位，波特率在300bps115kbps之间可选，硬件握手信号用RTS0/CTS0，软件流量控制用XON/XOFF，COMS电平，支持标准的A
42、T命令集。其引脚图如3.9所示。图3.9 TC35i 引脚图3.3.4 TC35i外围电路设计TC35模块的正常运行需要相应的外围电路与其配合。TC35共有40个引脚通过ZIF工连接器分别与电源电路、启动电路、数据通信电路、语音通信电路、SIM卡电路、指示灯电路等连接。. 电源电路电源电路分为充电电池和开关稳压电源模块两部分充电电池主要为整个系统提供5V工作电压，同时产生其他电路所需要的高电平三端电源模块LM7805将外部+12V直流电源转换为+5V，连到ZIF连接器的11、12(POWER)引脚，在充电模式下，为TC35提供+5V、500mA的充电电压。1. 工作原理充电电路由电源变压器、整
43、流，滤波，稳压，滤波，指示灯几部分电路组成。J1为电源变压器，提供12V交流电压，四只整流二极管D1一D4构成全波整流电路(桥式整流电路)，C1，C2为滤波电容，以减小整流后直流电中的脉动成分，C1滤掉低频波，C2滤掉高频波，LM7805为稳压芯片，此器件有3个引脚，其中1脚为VIN，2脚为GND，3脚为OUTPUT(+5V)，C3、C4脚为滤波电容器，D6为发光二极管，当输出+5电压时，指示灯发光。2. 开关稳压电源模块LM2576 嵌入式控制系统的一般都需要一个稳定的工作电压才能可靠工作。采用开关电源来替代线性稳压电源作为电源的优势是开关管的高频通断特性以及串联滤波电感的使用对来自于电源的
44、高频干扰具有较强的抑制作用。此外，由于开关稳压电源”热损失“的减少，设计时还可提高稳压电源的输入电压，这有助于提高交流电压抗跌落干扰的能力。开关稳压电源的功耗极低，其平均工作效率可达。在相同电压降的条件下，开关电源调节器件与线性稳压器件相比具有少得多的”热损失”。TC35系统工作电压为。由于TC35的突发耗电电流峰值可达3A，故外加稳压器件必须达到足以提供该额定电流的条件。在该终端中，采用了开关电源芯片LM2576完成12V到5V的转换，作为TC35终端的供电电源。须加以注意的是，由LM2576芯片完成开关电源转换需大功率的电感和电容，以提高储能能力，达到TC35耗电需求。. 启动（IGT）电
45、路 对于TC35i控制，IGT信号非常重要，只有正确的IGT信号才可以使用TC35i正常运行。系统加电后，为使TC35i进入工作状态，必须给IGT（15脚）加一个延时大于100ms的低脉冲，电平下降持续实践部可超过1ms。驱动IGT时，TC35i供点电压不能低于3.3V，否则TC35i不能被激活。 为保证整个系统正常启动，要求在加电源电压时，IGT必须保持大于100ms的低电平后，再跳到高电平，在电路板中是依靠RC电路来完成的，且该信号下降时间小于1ms。启动后，IGT脚的信号应保持高电平。电源通电后，+5V电源通过电阻对电容充电，使电容正极上的电压慢慢上升，大约经过100ms达到高电位，使施
46、密特触发器翻转，系统被复位。启动后，IGT应保持高电平（3.3V）。启动电路由开漏机三极管和上电复位电路组成。. SIM卡电路基带处理器集成了一个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)。TC35i使用外接式SIM卡，ZIF工连接器上有6个引脚做为SIM卡的接口，SIM卡上也有6个引脚分别与它相对应。SYNC电路即为SIM卡指示灯电路。通信电路主要完成短消息收发、与处理器的通信、软件流控制等功能。TC35i的SYNC引脚有两种工作模式，可用AT命令AT SYNC进行切换。一种是指示发射状态时的功率增长情况，另一种是指示TC35i的工作状态。本模块使用的是后一种功能：当LED熄灭时,表明TC35i处于关闭或睡眠状态或SIM卡没有插入；当LED为点亮时，表明SIM卡已经插入插槽，并且已经处于开启状态3。本部分的短信接收模块设计原理图如3.10所示。图3.10 短信接收模块原理图4. 短消息简介4.1 短消息概述短消息业务分为两种:一种是点对点短消息(SMS一PP)，在用户之间传送信息;另一种是小区广播短消息(SM
