GPRS无线通信模块MC35I及其外围电路设计

2 外围应用电路
M C35i 模 块 的 正 常 运 行 需 要 相 应
的外 围 电 路 与 其 配 合。 M C35i 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、SI M 卡 电 路、指 示 灯 电 路
由其组成的移动终端，给出了相应的硬件电路，对具 体 的 电 路 进 行 了 简 要 的 分 析，指 出 了 实 际 设 计 中 出
现的问题和解决办法。
关 键 词：GPRS 模块；电平转换；移动终端
中图分类号：T N 919 . 6
文 献 标 识 码 ：A
随着信息技术的迅速发展，无线远程监控技术得到了越来越广泛的应用，采用先进的 GPRS 技术的 无线监控管理系统，集计算机、通信、机电、自动控制等多种先进技术 于 一 体，成 功 实 现 了 对 无 线 分 布 式 系统的实时监控管理和灵活部署，解决了传统控制由于没有通讯功能，而 无 法 实 现 集 中 监 控 的 问 题，以 及没有或无法 解 决 实 时 大 数 据 量 处 理 的 问 题。 因 此 移 动 终 端 的 设 计 也 逐 渐 倍 受 关 注，本 文 提 及 的 M C35i 模块属于无线通讯核心模块，是结合语音、数据传输、简讯服务及 传 真 等 功 能 的 高 科 技 产 品。此 模块功能强大，利用此无线模块的通讯产品便能够很好地在客户端进 行 系 统 整 合 的 规 划。目 前 该 无 线 模 块 的 应 用 领 域 比 较 广 泛 ，主 要 包 括 ：（1）移 动 应 用 ，如 个 人 数 字 助 理 、智 能 型 手 机 、上 网 板 、及 笔 记 型 计 算机；（2）交通运输，如卫星定位 系 统、交 通 控 制 系 统、车 队 管 理 系 统、汽 车 保 安 系 统 等；（3）工 业 用 途， 如 无 线 公 用 电 话 、无 线 远 程 监 控 系 统 、远 程 仪 器 电 表 传 讯 等 。
第2期
曲广强等：G PRS 无线通信模块 M C35I 及其外围电路设计
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U R = （i t ）× R 1 1
（1）
由式 1，2 得：0 . 7
=
200
5 ×
103
e-
1 200
×
200
×
103 。解 得 ：t
=
255
ms。其中：τ
=
R总 ×
C + ；R总
=
R1 +
R2
= 200 kΩ；τ = R总 × C + = 200 × 103 × 106 = 200 ms。可知 100 ms ≤ 255 ms ≤ 1 s 符合系统要求。
M Ci35 模块［2］主要由 GS M 基带处理器、GS M 射频模块、供电模块（ASIC）、闪存、ZIF 连 接 器、天 线
收稿日期：2005 - 11 - 15 作者简介：曲广强（1977 - ），男，山东青岛人，东北电力大学信息工程学院研究生，主要从事嵌入式系统方面的研究 .
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东北电力大学学报
（ 2）数 据 通 信 电 路
数据通信电路主要完成 GPRS 数据流传输、短消息收发、与 PC 机通信、软件流控制等功能。 M C35i
的数据接口采用串行异步收发，符合 I T U- T RS-232 接口电路标准，工作在 C M OS 电平（2 . 65 V）。数据
接口配置为 8 位数据位、1 位停止位、无校验位，可以在 300 bps ～ 115 kbps 的波特率下运行，支持的自动
M AX3238 芯片供电电压为 3 ～ 5 . 5 V，符合 T IA / EIA-232-F 和 I T U v . 28 标准。具有独特的 ± 15 K V 人
体静电保护措施，兼容 5 V 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
等连接。
（1）启 动 电 路
启动电路由开漏极三极管和上电
复位电 路 组 成。 模 块 上 电 10 ms 后（电
池电 压 须 大 于 3 V），为 使 之 正 常 工 作，
必须在 15 脚（ / IG T ）加 时 长 至 少 为 100
ms 的低电平信号，且该信号下降沿时间
小于 1 ms。启动后，15 脚的信号应保持
文章编号：1005 - 2992（2006）02 - 0079 - 04
GPRS 无线通信模块 MC35I 及其外围电路设计
曲广强，李 丹，常国权
（东北电力大学 信息工程学院，吉林 吉林 132012）
摘
要：介绍了 Siemens 公 司 的 GPRS 模 块 M C35I、M AXI M 公 司 的 电 平 转 换 芯 片 M AX3238，以 及
波特率为 4 . 8 kbps ～ 115 kbp（s 14 . 4 kbps 和 28 . 8 kbps 除外）。 M C35i 模块还支持 R T S0 / C T S0 的硬件握
手和 XON / XOFF 的软件流控制。
数据 通 信 电 路 以 M AXI M 公 司 的 M AX3238 芯 片 为 核 心，实 现 电 平 转 换 及 串 口 通 信 功 能。
文中所述的设计结合单片机或者 AR M 嵌入式控制可以完成 GPRS 数据流传输 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 GPRS 数据传输的电力线监控系统中。
1 MC35I 模块
M C35I 是 Siemens 公司推出的新一代无线通信 GPRS 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 ～ 4 . 8 V，可以工 作在 900 M Hz 和 1800 M Hz 两个频段，所在频段功耗分别为 2 W（900 M）和 1 W（1800 M）。该模块包括 了 前期版本 T C35 的所有功能，同时新增加了快速的 GPRS 技术［1］，采用 GPRS 分时复用的 CLASS 8 标 准，具有始终在线的功能且理论上传输速率最高可达 171 . 2 kb / s，通信传输时延较小，最长不超过 3 s。 模块有 A T 命令集接口，支持文本和 PD U 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 、I DLE、T A L K 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 50 Ω 天线连接器，可分别连接 SI M 卡支架和天线。
第 26 卷
接口六部分组成。作为 M C35i 的核心，基带处理 器 主 要 处 理 GS M 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。具体结构可参考图 1。
图 1 MC35I 功能框图
高电平。如 2 图所示，为启动电路产生的信号，从中可以看出 10 ms 的延时和 100 ms 的低电平。 根据上面的分析，设计启动部分［3 - 4］的参考电路如下：
如图 3 所示，当 PO WER O N 脚电压 由 低 变 高 时，电 容 C1 被 充电左负右正。电流方向 为 逆 时 针 方 向，此 时 电 阻 R 1 的 电 压 上 正下负（当 U R 1 ≥0 . 7 V 时）使 Q 1 的发射结正偏，晶体管处于导 通状态，IG T 脚处于低电平。当 PO WER O N 脚电压由高变低时，
当开关 投 向 b 后 电 容 电 压 从 零 值 开 始 充 电，电 压 逐 渐 上 升，
最后应趋于稳态值 U s。稳态值是根据“电容相当得出：
（i t ）=
C
d uc dt
=
Us R总
e
-
T RC
t ≥0
（1）
图 4 启动电路简介图
电容上的电压上升，而电阻上的电压逐渐下降，当 R1 上的电压降到 0 . 7 V 时，三 极 管 将 截 止，因 而 要算出 R1 的电压降到 0 .7 V 时的时间。
所示，开关由 a 投向 b ，并在 t = 0 前开关与 a 端相连时间足够长
达到稳态，即 U（c 0 - ）= 0。由于电容电压不能跳变，在开关投到
图 3 启动电路
b 的瞬间，电容电压仍为零。即 c（0 + ）= 0。且 t ≥0 时 RC 电路 与 电 源 相 接 ，因 此 可 以 认 为 是 求 零 状 态 响 应 的 问 题 。
间小于 30 uS，则 / I N V A L ID（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 .
3 V ～ 0 . 3 V 的时间大于 30 uS，则 / I N V A L ID（15 脚）引脚为低电平（数据无效）。
Force on
× 1 0 0
Force off
0 1 1 1
表 1 输出控制真值表
Auto-Powerdow nPlus
Operation status
T-OU T
×
Pow erdow n（force off）
High-z
×
Normal operation（force on）
active
< 30 S
Normaloperation（auto-pow erdow n plus） active