基于TMS320VC5409和Cygnal單片機(jī)構(gòu)成的移動(dòng)數(shù)據(jù)處理傳輸系統(tǒng)

3　無(wú)線移動(dòng)網(wǎng)接口　
　　移動(dòng)通信系統(tǒng)主要使用CDMA和GSM制式。GSM系統(tǒng)是笫二代移動(dòng)通信系統(tǒng)[4]。它提供多種業(yè)務(wù)，主要有話音、短消息、數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)等。GSM系統(tǒng)是由幾個(gè)分系統(tǒng)組成的，并且可與各種公用通信網(wǎng)(PSTN公用電話網(wǎng)、ISDN綜合業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)網(wǎng)、PSPDN公用交換分組數(shù)據(jù)網(wǎng)等)互連互通，GSM系統(tǒng)能提供穿越國(guó)際邊界的自動(dòng)漫游功能。GSM有兩個(gè)并行的系統(tǒng)：GSM900和DCS1800，這兩個(gè)系統(tǒng)功能相同，主要是頻率不同。GSM移動(dòng)通信網(wǎng)能提供多種電信業(yè)務(wù)，主要有∶
　　電話業(yè)務(wù)是GSM移動(dòng)通信網(wǎng)提供的最重要業(yè)務(wù)。能為數(shù)字移動(dòng)客戶之間、數(shù)字蜂窩移動(dòng)電話網(wǎng)客戶、模蜂窩移動(dòng)電話網(wǎng)客戶之間以及與固定網(wǎng)客戶之間，提供實(shí)時(shí)雙向話音通信。
　　短消息業(yè)務(wù)又可分為包括移動(dòng)臺(tái)起始和移動(dòng)臺(tái)終止的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的短消息業(yè)務(wù)和點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)的小區(qū)廣播短消息業(yè)務(wù)。點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的短消息業(yè)務(wù)，則可使GSM客戶接收由其它GSM客戶發(fā)送的短消息。點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的短消息業(yè)務(wù)是由短消息業(yè)務(wù)中心完成存儲(chǔ)和前轉(zhuǎn)功能的。點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的信息發(fā)送或接收即可在MS處于呼叫狀態(tài)(話音或數(shù)據(jù))時(shí)進(jìn)行，也可在空閑狀態(tài)下進(jìn)行。當(dāng)其在控制信道內(nèi)傳送時(shí)，不用建立連接，因而服務(wù)費(fèi)低，但信息量限制為140個(gè)八位組(7比特編碼，160個(gè)字符)。
　　為了滿足GSM移動(dòng)客戶對(duì)數(shù)據(jù)通信服務(wù)的需要。GSM系統(tǒng)不僅使移動(dòng)客戶之間能完成數(shù)據(jù)通信，更重要還能使GSM移動(dòng)通信網(wǎng)與其它公用數(shù)據(jù)網(wǎng)互通。 GSM提供2400bps、4800bps、9600bps的異步數(shù)據(jù)傳輸能力。
　　GSM引擎模塊提供的命令接口符合GSM07.05[5]和GSM07.07[6]規(guī)范。GSM07.07中定義的AT Command接口提供了一種移動(dòng)臺(tái)(MS)與數(shù)據(jù)終端設(shè)備(DTE)之間的通用接口，該指令集是由諾基亞、愛(ài)立信、摩托羅拉和HP等廠家共同為GSM系統(tǒng)研制的，GSM07.05對(duì)短消息作了詳細(xì)的規(guī)定。在短消息模塊收到網(wǎng)絡(luò)發(fā)來(lái)的短消息時(shí)，能夠通過(guò)串口發(fā)送指示消息，數(shù)據(jù)終端設(shè)備可以向短消息模塊發(fā)送各種命令。目前，在國(guó)內(nèi)已經(jīng)開(kāi)始使用的模塊有Falcom系列，Wavecom系列，西門(mén)子系列模塊，而且這些模塊的功能、用法差別不大。利用GSM引擎模塊在GSM網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆椒?，結(jié)合已有的系統(tǒng)通過(guò)RS232接口（圖3），可以僅使用TXD和RXD兩根線，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的無(wú)線傳輸。并且已有的系統(tǒng)硬件部分不需要做大的改動(dòng)，關(guān)鍵是做軟件部分的修改。

　　西門(mén)子的TC35系列GSM引擎模塊[7]性價(jià)比較高，并且已經(jīng)有國(guó)內(nèi)的無(wú)線電設(shè)備入網(wǎng)證，TC35主要是由射頻天線、內(nèi)部Flash、GSM 基帶處理器、匹配電源和一個(gè)40腳的Zip插座組成。其中GSM基帶處理器是核心部件，它的作用相當(dāng)于一個(gè)協(xié)議處理器，用來(lái)處理外部系統(tǒng)通過(guò)串口發(fā)送過(guò)來(lái)的AT指令。射頻天線部分主要實(shí)現(xiàn)信號(hào)的調(diào)制與解調(diào)，實(shí)現(xiàn)外部射頻信號(hào)與內(nèi)部基帶處理器之間的信號(hào)轉(zhuǎn)換，匹配電源為處理器以及射頻部分提供所需的電源，插座是提供給用戶的應(yīng)用接口。TC35的用戶應(yīng)用接口采用40腳的Zip插座，其中包含的引腳功能有：3.3～5.5V峰值為2A的直流電源；模擬音頻輸入輸出接口；標(biāo)準(zhǔn)的RS232信號(hào)接口，共8個(gè)引腳；SIM卡連接引腳數(shù)為6個(gè)，符合GSM11.11標(biāo)準(zhǔn)。特別需要引起注意的是，RS232接口采用9位編碼格式，其中8 個(gè)數(shù)據(jù)位，1個(gè)停止位，沒(méi)有奇偶校驗(yàn)位，因此單片機(jī)一般采用工作方式1，支持1200-115200bps的速率（但標(biāo)準(zhǔn)的GSM網(wǎng)絡(luò)一般只支持9.6Kbps的速率）。

4 CPU單元
　　CPU單元的任務(wù)比較多，主要要完成對(duì)由DSP單元送來(lái)的信號(hào)再處理分析。CPU單元還分別控制鍵盤(pán)單元、時(shí)鐘單元、LCD單元、LED單元等輔助單元和GSM單元工作。對(duì)CPU單元的要求是高速和低功耗。這里選用美國(guó)Cygnal公司的C8051F020。C8051F020單片機(jī)[8]是集成在一塊芯片上的混合信號(hào)系統(tǒng)級(jí)單片機(jī)（圖4），芯片上有8個(gè)8位數(shù)字I/O端口，其中四個(gè)與標(biāo)準(zhǔn)的8051的端口（P0、P1、P2、P3）相同，與5V兼容。I/O端口在功能上有所增強(qiáng)，每個(gè)I/O端口都可獨(dú)立地設(shè)置為推挽輸出或開(kāi)漏輸出和弱上拉，這為一些低功耗系統(tǒng)設(shè)計(jì)提供了節(jié)省電源的手段。C8051F020單片機(jī)除了具有51系列單片機(jī)的特點(diǎn)外還有如下的特點(diǎn)：
　　(1) 25MPIS高速流水線式8051微控制器內(nèi)核；
　　(2) 12位、100KSPS、8通道帶可編程增益放大器的ADC，雙12位可程控更新的DAC；
　　(3) 雙模擬比較器，片內(nèi)基準(zhǔn)電源；
　　(4) 64KB系統(tǒng)內(nèi)可編程FLASH存儲(chǔ)器，4352（4096+256）片內(nèi)RAM；
　　(5) 各自獨(dú)立的SPI、SMBUS/I2C和兩個(gè)UART串行接口；
　　(6) 5個(gè)16位通用定時(shí)器；
　　(7) 片內(nèi)看門(mén)狗定時(shí)器、VDD監(jiān)視器和溫度傳感器；
　　(8) 工作電壓：2.7-3.6V，工作電流：10mA@20MHz。