GSM技术的远程分布式温度采集系统-毕业论文 - 图文(4)

2020-08-23 23:20

3.1.3硬件系统接口设计

无线模块与外围电路的连接是通过一个40Pin的FPC连接器实现的,在这40针连接线中包含了无线模块所需的电源、数据传输、音频等各种功能,现将本设计中将会涉及到的引脚功能以及接法描述如下:

1、电源接口

模块工作电压VBATT+=3.3v~4.8V

电源设计方案采用LM7805 和LM2576 开关稳压芯片的联合设计。直流电源( + 12 V) 输入给LM7805, 输出的5 V 直流电压对单片机进行供电, 与此同时通过LM2576 产生4 V 直流电压供给GTM。

2、串行接口

为实现PC机与GSM模块的互联互通,我们使用RS232串行通信接口,RS-232C标准(协议)的全称是EIA-RS-232C标准,其中EIA(Electronic Industry Association)代表美国电子工业协会,RS(recommeded standard)代表推荐标准,232是标识号,C代表RS232的最新一次修改(1969),在这之前,有RS232B、RS232A。它具有一下几方面的特性:

(1) 电气特性

EIA-RS-232C对电器特性、逻辑电平和各种信号线功能都作了规定。 在TxD和RxD上:逻辑1(MARK)=-3V~-15V 逻辑0(SPACE)=+3~+15V 在RTS、CTS、DSR、DTR和DCD等控制线上: 信号有效(接通,ON状态,正电压)=+3V~+15V 信号无效(断开,OFF状态,负电压)=-3V~-15V 。

(2) 连接器的机械特性:

连接器:由于RS-232C并未定义连接器的物理特性,因此,出现了DB-25、DB-15和DB-9各种类型的连接器,其引脚的定义也各不相同。下面分别介绍两种连接器。

DB-25连接器

PC和XT机采用DB-25型连接器。DB-25连接器定义了25根信号线,分为4组: ① 异步通信的9个电压信号(含信号地SG)2,3,4,5,6,7,8,20,22 ; ② 20mA电流环信号 9个(12,13,14,15,16,17,19,23,24); ③ 空6个(9,10,11,18,21,25) ; ④ 保护地(PE)1个,作为设备接地端(1脚);

DB-25型连接器的外形及信号线分配如图3所示。注意,20mA电流环信号仅IBM PC

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和IBM PC/XT机提供,至AT机及以后,已不支持。

DB-9连接器

在AT机及以后,不支持20mA电流环接口,使用DB-9连接器,作为提供多功能I/O卡或主板上COM1和COM2两个串行接口的连接器。它只提供异步通信的9个信号。DB-25型连接器的引脚分配与DB-25型引脚信号完全不同。因此,若与配接DB-25型连接器的DCE设备连接,必须使用专门的电缆线。

3.2 硬件接口设计

无线模块与外围电路的连接是通过一个40Pin的ZIF连接器实现的,在这40针连接线中包含了无线模块所需的电源、数据传输、音频等各种功能,现将本设计中将会涉及到的引脚功能以及接法描述如下[16]。 3.2.1 串行接口

为实现PC机与GSM模块的互联互通,我们使用RS232串行通信接口,RS-232C标准(协议)的全称是EIA-RS-232C标准,其中EIA(Electronic Industry Association)代表美国电子工业协会,RS(recommeded standard)代表推荐标准,232是标识号,C代表RS232的最新一次修改(1969),在这之前,有RS232B、RS232A。

RS-232C规标准接口有25条线,4条数据线、11条控制线、3条定时线、7条备用和未定义线,常用的只有9根,针脚定义如表2所示。

表2 针脚定义

针脚 1 2 3 4 5 6 7 8 9

定义 载波检测 数据接收 发送数据 符号 DCD RXD TXD 数据终端准备好 DTR 信号地 数据准备好 请求发送 清除发送 振铃提示 SG DSR RTS CTS RI 15

DB9与MAX232连接原理图如图5所示:

图5 串口连接原理图

3.2.2 SIM卡接口

如前所述,模块需要配合标准的SIM卡插座,如图6所示,并且提供如表3所示的引线进行连接。

图6 SIM各引脚定义

在GSM11.11为SIM卡预留5个引脚的基础上,GTM900C在ZIF连接器上为SIM卡接口预留了6个引脚,管脚定义如表3 所示。

表3 管脚定义

序号 24 25 26 27 28 29

信号名称 SIM_CD SIM_RST SIM_DATA SIM_CLK SIM_VCC SIM_GND I/O 功能 I O SIM 卡在位信号 SIM 卡复位信号 备注 目前软件尚不支持 - - - - I/O SIM 卡数据传输接口 O SIM 卡时钟信号 O SIM 卡供电信号 O/I SIM 卡的接地信号 16

3.3硬件各模块电路设计

3.3.1 稳压模块

稳压模块使用的是芯片LM2576adj,它是输出电压可调的稳压芯片,它的性能比较稳定,输出电压从1.23V-37V可调,而且输出效率非常高,输出纹波小,对系统的稳定性有很大提高[17]。其连线如图7所示:

图7 LM2576连线图

其电路原理图如图8所示:

图8 LM2576工作原理图

3.3.2 单片机控制模块

51单片机一直以其稳定的性能,简单实用的特点被广泛的应用,本设计也不例外的使用AT89C2051芯片实现对硬件的控制。引脚如图9所示。

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连线图 图9 AT89C2051

3.3.3 EPM570T100C5N控制模块

EPM570T100C5N是CPLD器件,具有强大的功能,是属于MAX系列的系统内可编程的FLASH存储器类型的集成芯片。本设计用它控制系统的正常运行,例如:GTM900C工作方式选择指示灯如图10所示,LED01~LED04连接EPM570T100C5N的18~21引脚。51单片机的RXD,TXD引脚与EPM引脚的2,3连接。其引脚图如图11所示:

图10 GTM工作方式指示灯

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