短信收发模块TC35i的外围电路设计

　　目前，发送短消息常用Text和PDU(Protocol Data Unit，协议数据单元)模式。使用Text模式收发短信代码简单，实现起来十分容易，但最大的缺点是不能收发中文短信；而PDU模式不仅支持中文短信，也能发送英文短信。PDU模式收发短信可以使用3种编码：7-bit、8-bit和UCS2编码。7-bit编码用于发送普通的ASCII字符，8-bit编码通常用于发送数据消息，UCS2编码用于发送Unicode字符。一般的PDU编码由A B C D E F G H I J K L M十三项组成。

A：短信息中心地址长度，2位十六进制数(1字节)。

B：短信息中心号码类型，2位十六进制数。

C：短信息中心号码，B+C的长度将由A中的数据决定。

D：文件头字节，2位十六进制数。

E：信息类型，2位十六进制数。

F：被叫号码长度，2位十六进制数。

G：被叫号码类型，2位十六进制数，取值同B。

H：被叫号码，长度由F中的数据决定。

I：协议标识，2位十六进制数。

J：数据编码方案，2位十六进制数。

K：有效期，2位十六进制数。

L：用户数据长度，2位十六进制数。

M：用户数据，其长度由L中的数据决定。J中设定采用UCS2编码，这里是中英文的Unicode字符。

图3

3 Cygnal单片机C8051F020简介

　　C8051F020系列器件与MCS-51指令集完全兼容，可以使用标准803X/805X的汇编器和编译器进行软件开发。CIP-51内核具有标准8052的所有外设部件，包括5个16位的计数器/定时器、2个全双工UART、256字节内部RAM、128字节特殊功能寄存器(SFR)地址空间及8/4个字节宽的I/O口。

　　CIP-51采用流水线结构，与标准的8051结构相比，指令执行速度有很大的提高。70%指令的执行时间为1或2个系统时钟周期，只有4条指令的执行时间大于4个系统时钟周期。CIP-51工作在最大系统时钟频率25MHz时，峰值速度达到25MIPS。

　　该系列的MCU具有标准8051端口(0、1、2和3)和4个附加的端口(4、5、6和7)，因此共64个I/O口。每个I/O引脚都可以被配置为推挽或漏极开路输出。在标准8051中固定的“弱上拉”可以被总体禁止。这为低功耗应用提供了进一步节电的能力。最独特的改进是引入了数字交叉开关。这是一个大的数字开关网络，允许将内部数字资源映射到P0、P1、P2和P3的端口I/O引脚。与具有标准复用数字I/O的微控制器不同，这种结构可以支持所有的功能组合。

　　可以通过设置交叉开关控制寄存器，将片内的计数器/定时器、串行总线、硬件中断、ADC转换启动输入、比较器输出以及微控制器内部的其它数字信号，配置为出现在端口的I/O引脚。这一特性允许用户根据自己的特定应用选择通用I/O和所需数字资源的组合。

图4

4 硬件设计

　　TC35i外围电路如图3所示。

　　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工作电压，同时产生MAX3238所需要的高电平；三端电源模块LM7806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的充电电源。

　　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()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。

　　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，TC35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，该引脚置为高电平时，系统方可进入正常工作。

　　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。数据通信电路以Maxim公司的MAX3238芯片为核心，实现电平转换及串口通信功能；具有低功耗、高数据速率、增强型ESD保护等特性。增强型ESD结构为所有发送器输出和接收器输入提供保护，可承受±15kV IEC 1000-4-2气隙放电、±8kV IEC 1000-4-2接触放电和±15kV人体放电模式。

　　TC35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TC35的工作状态。本模块使用的是后一种功能：当LED熄灭时,表明TC35处于关闭或睡眠状态；当LED为600ms亮/600ms熄时，表明SIM卡没有插入或TC35正在进行网络登录；当LED为75ms亮/3s熄时，表明TC35已登录进网络，处于持机状态。javascript:window.open(this.src);" style="cursor:pointer;"/>

　　TC35i通过C8051F020与PC机通信，其外围电路如图4所示。

5 软件设计

    5.1 单片机程序设计简介

　　系统程序流程软件设计的重点在于单片机的编程。通过向TC35写入不同的AT指令，能完成多种功能，如网络登录、读取SIM卡上电话号码、发送SMS消息、接收SMS消息等。其主程序流程如图5所示。

其中，初始化的工作包括设置串口速率、无线网络登陆以及设置短信模式为PDU。PDU编码包括按PDU的编码规则产生PDU串。单片机控制TC35模块发送端消息程序实例见本刊网站www.dpj.com.cn。

    5.2 汉字编码转换

　　由于在GSM标准中，中文编码采用的是Unicode编码，而不是目前国内常用的GB-2312编码，故还需要进行中文编码的转换，才能显示汉字字型。Delphi下汉字编码转换程序见本刊网站www.dpj.com.cn。

结 语

　　使用手机模块利于系统集成，成本较低。在偏远地区、海岛等架设通信线路困难或不经济的地方，工程服务设施也可以自由灵活地设置，不再受地形条件的限制。总之，GSM模块价格低廉、应用广泛，有着诱人的应用前景。

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