带USB接口的短信收发最小系统设计
发布时间:2008/5/27 0:00:00 访问次数:822
    
    
     短信息服务是移动网络上一种基本无线业务,是信息在移动网络上储存和转寄的过程。但是用常见的手机编辑短信息不方便,输入和显示都有局限,当然不适合工业应用,用pc机就不存在这些问题。而这种短信收发系统一般是基于rs〖cd*2〗232串行总线的,不仅安装麻烦,而且由于受计算机插槽数量和地址、中断资源的限制,不可能挂接很多设备。在一些电磁干扰性强的测试现场,无法专门对其做电磁屏蔽,导致信息的失真。本设计以gsm网络作为数据无线传输网络,选用支持gsm网络的模块tc35i和带有usb接口的单片机开发而成。 1 系统的结构特点和主要器件 本系统主要由短信收发模块和兼有监控实现usb接口双重功能的单片机组成,即西门子公司的tc35i模块和cygnal 公司的c8051f320。系统框图如图1所示。本设计将tc35i终端与电脑相连 (通过usb接口,tc35i终端支持gsmu at指令集),就可以通过自行编制的短信息收发软件,利用pc的超级终端功能实现短信息收发。该系统可实现中英文点对点的双向收发,一次最多可以发送70个中文字符和160个英文字符。一旦消息被发送,那么发送人就会得到发送成功的通知。它还可以实现一次性群发,最多可以发给10个用户,并且有电话簿功能。该终端具有随机收发,实时接收,立即回复,成本低等特性。图1 系统框图
    
     1.1 tc35i模块的介绍 目前,国内常用的gsm模块有waecome的wmo2、爱立信的dm10/dm20系列、中兴的zxgm18系列和西门子公司的tc35i,这些模块各有所长。其中西门子公司的tc35i系列模块性价比高,并且已经有国内的无线电设备入网证。本设计就是选用西门子公司的tc35i。 tc35i 是一个支持中文短信息的工业级gsm 模块,工作在egsm900 和gsm1800 双频段,电源范围为3.3~5.5 v ,可传输语音和数据信号, 功耗在egsm900 (4 类) 和gsm1800 (1 类) 分别为2 w和1 w ,通过接口连接器和天线连接器分别连接sim卡读卡器和天线。tc35i 的数据接口(cmos 电平)通过at 命令可双向传输指令和数据,可选波特率为300 b/s~115 kb/s , 自动波特率为1.2 kb/s~115 kb/s。它支持text和pdu 格式的sms (short message service,短消息),可通过at 命令或关断信号实现重启和故障恢复。tc35i由供电模块(asic)、闪存、zif 连接器、天线接口等6部分组成。作为tc35i的核心,基带处理器主要处理gsm 终端内的语音和数据信号,并涵盖了蜂窝射频设备中的所有模拟和数字功能。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。 1.2 c8051f320的介绍 usb的特点是统一了周边所有装置的连接口,各种不同的插头、插座都设计为统一规格,这就解决了哪一个装置插头要接在哪个连接口的问题。usb总线接口作为外设的通用接口,有其他接口无法比拟的优势。速度性能是usb技术的突出特点,它支持热插拔,是真正的即插即用设备,支持双向、同步传输,能保证某些需要连接数据流的设备需要。在进行该usb设备开发之前,首先要根据具体使用要求选择合适的usb控制器。现在市场上供应的usb控制器主要有两种:带usb接口的单片机(mcu)或纯粹的usb接口芯片。笔者选用cygnal公司的c8051f320芯片属于前者。 cygnal公司的c8051f系列单片机是集成的混合信号片上系统soc。它具有与mcs-51内核及指令集完全兼容的微控制器,带有usb收发器,完全遵循usb协议2.0,支持12 mbps的全速传输或1.5 mbps的低速传输,可时钟恢复,不需额外的晶振(当然根据设计习惯,也可以采用外部晶振),提供有 8个端点(endpoint),且每个端点的传输类型、传输方向均可自由配置。另外,它还集成有1 kb的usb sram和usb收发器,内置的16 kb的flash存储器和256 b的内部ram,还可以访问外部数据存储器ram,即xram。它还可以为固件提供足够的存储空间,不需要再扩展外部存储器。更重要的是c8051f320内部包含有一个c2(cygnal2-wire)调试电路,通过2脚的c2接口使用开发套件,就可以进行非侵入式、全速的在系统调试。另外,这2脚是公用的,它还有其他的功能,这样设计pcb板就相对简单些。 2 硬件系统电路设计 本系统采用cygnal c8051f320作为控制主芯片。cygnal c8051f为兼容mcs-51内核的单片机,内置8 kb flash,拥有256字节ram。由于内置flash,因此在电路设计上可以省去外接程序存储器,缩小了pcb板的面积,也提高了整个系统的可靠性。在这个gsm系统中,还有一些基本不变或者很少变化的量,比如子机的编号、号码、短消息中心号码等,这些数据可以作为常量直接写入程序的flash中。单片机通过串口和tc35i通信,单片机从tc35i接到外来的信息,并通过usb接口和pc机通信。图2 稳压电源电路 2.1 稳压电源电路 最小
    
    
     短信息服务是移动网络上一种基本无线业务,是信息在移动网络上储存和转寄的过程。但是用常见的手机编辑短信息不方便,输入和显示都有局限,当然不适合工业应用,用pc机就不存在这些问题。而这种短信收发系统一般是基于rs〖cd*2〗232串行总线的,不仅安装麻烦,而且由于受计算机插槽数量和地址、中断资源的限制,不可能挂接很多设备。在一些电磁干扰性强的测试现场,无法专门对其做电磁屏蔽,导致信息的失真。本设计以gsm网络作为数据无线传输网络,选用支持gsm网络的模块tc35i和带有usb接口的单片机开发而成。 1 系统的结构特点和主要器件 本系统主要由短信收发模块和兼有监控实现usb接口双重功能的单片机组成,即西门子公司的tc35i模块和cygnal 公司的c8051f320。系统框图如图1所示。本设计将tc35i终端与电脑相连 (通过usb接口,tc35i终端支持gsmu at指令集),就可以通过自行编制的短信息收发软件,利用pc的超级终端功能实现短信息收发。该系统可实现中英文点对点的双向收发,一次最多可以发送70个中文字符和160个英文字符。一旦消息被发送,那么发送人就会得到发送成功的通知。它还可以实现一次性群发,最多可以发给10个用户,并且有电话簿功能。该终端具有随机收发,实时接收,立即回复,成本低等特性。图1 系统框图
    
     1.1 tc35i模块的介绍 目前,国内常用的gsm模块有waecome的wmo2、爱立信的dm10/dm20系列、中兴的zxgm18系列和西门子公司的tc35i,这些模块各有所长。其中西门子公司的tc35i系列模块性价比高,并且已经有国内的无线电设备入网证。本设计就是选用西门子公司的tc35i。 tc35i 是一个支持中文短信息的工业级gsm 模块,工作在egsm900 和gsm1800 双频段,电源范围为3.3~5.5 v ,可传输语音和数据信号, 功耗在egsm900 (4 类) 和gsm1800 (1 类) 分别为2 w和1 w ,通过接口连接器和天线连接器分别连接sim卡读卡器和天线。tc35i 的数据接口(cmos 电平)通过at 命令可双向传输指令和数据,可选波特率为300 b/s~115 kb/s , 自动波特率为1.2 kb/s~115 kb/s。它支持text和pdu 格式的sms (short message service,短消息),可通过at 命令或关断信号实现重启和故障恢复。tc35i由供电模块(asic)、闪存、zif 连接器、天线接口等6部分组成。作为tc35i的核心,基带处理器主要处理gsm 终端内的语音和数据信号,并涵盖了蜂窝射频设备中的所有模拟和数字功能。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。 1.2 c8051f320的介绍 usb的特点是统一了周边所有装置的连接口,各种不同的插头、插座都设计为统一规格,这就解决了哪一个装置插头要接在哪个连接口的问题。usb总线接口作为外设的通用接口,有其他接口无法比拟的优势。速度性能是usb技术的突出特点,它支持热插拔,是真正的即插即用设备,支持双向、同步传输,能保证某些需要连接数据流的设备需要。在进行该usb设备开发之前,首先要根据具体使用要求选择合适的usb控制器。现在市场上供应的usb控制器主要有两种:带usb接口的单片机(mcu)或纯粹的usb接口芯片。笔者选用cygnal公司的c8051f320芯片属于前者。 cygnal公司的c8051f系列单片机是集成的混合信号片上系统soc。它具有与mcs-51内核及指令集完全兼容的微控制器,带有usb收发器,完全遵循usb协议2.0,支持12 mbps的全速传输或1.5 mbps的低速传输,可时钟恢复,不需额外的晶振(当然根据设计习惯,也可以采用外部晶振),提供有 8个端点(endpoint),且每个端点的传输类型、传输方向均可自由配置。另外,它还集成有1 kb的usb sram和usb收发器,内置的16 kb的flash存储器和256 b的内部ram,还可以访问外部数据存储器ram,即xram。它还可以为固件提供足够的存储空间,不需要再扩展外部存储器。更重要的是c8051f320内部包含有一个c2(cygnal2-wire)调试电路,通过2脚的c2接口使用开发套件,就可以进行非侵入式、全速的在系统调试。另外,这2脚是公用的,它还有其他的功能,这样设计pcb板就相对简单些。 2 硬件系统电路设计 本系统采用cygnal c8051f320作为控制主芯片。cygnal c8051f为兼容mcs-51内核的单片机,内置8 kb flash,拥有256字节ram。由于内置flash,因此在电路设计上可以省去外接程序存储器,缩小了pcb板的面积,也提高了整个系统的可靠性。在这个gsm系统中,还有一些基本不变或者很少变化的量,比如子机的编号、号码、短消息中心号码等,这些数据可以作为常量直接写入程序的flash中。单片机通过串口和tc35i通信,单片机从tc35i接到外来的信息,并通过usb接口和pc机通信。图2 稳压电源电路 2.1 稳压电源电路 最小
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