基于TMS320VC5409和Cygnal單片機構成的移動數據處理傳輸系統

3　無線移動網接口　
　　移動通信系統主要使用CDMA和GSM制式。GSM系統是笫二代移動通信系統[4]。它提供多種業務，主要有話音、短消息、數據業務等。GSM系統是由幾個分系統組成的，并且可與各種公用通信網(PSTN公用電話網、ISDN綜合業務數據網、PSPDN公用交換分組數據網等)互連互通，GSM系統能提供穿越國際邊界的自動漫游功能。GSM有兩個并行的系統：GSM900和DCS1800，這兩個系統功能相同，主要是頻率不同。GSM移動通信網能提供多種電信業務，主要有∶
　　電話業務是GSM移動通信網提供的最重要業務。能為數字移動客戶之間、數字蜂窩移動電話網客戶、模蜂窩移動電話網客戶之間以及與固定網客戶之間，提供實時雙向話音通信。
　　短消息業務又可分為包括移動臺起始和移動臺終止的點對點的短消息業務和點對多點的小區廣播短消息業務。點對點的短消息業務，則可使GSM客戶接收由其它GSM客戶發送的短消息。點對點的短消息業務是由短消息業務中心完成存儲和前轉功能的。點對點的信息發送或接收即可在MS處于呼叫狀態(話音或數據)時進行，也可在空閑狀態下進行。當其在控制信道內傳送時，不用建立連接，因而服務費低，但信息量限制為140個八位組(7比特編碼，160個字符)。
　　為了滿足GSM移動客戶對數據通信服務的需要。GSM系統不僅使移動客戶之間能完成數據通信，更重要還能使GSM移動通信網與其它公用數據網互通。 GSM提供2400bps、4800bps、9600bps的異步數據傳輸能力。
　　GSM引擎模塊提供的命令接口符合GSM07.05[5]和GSM07.07[6]規范。GSM07.07中定義的AT Command接口提供了一種移動臺(MS)與數據終端設備(DTE)之間的通用接口，該指令集是由諾基亞、愛立信、摩托羅拉和HP等廠家共同為GSM系統研制的，GSM07.05對短消息作了詳細的規定。在短消息模塊收到網絡發來的短消息時，能夠通過串口發送指示消息，數據終端設備可以向短消息模塊發送各種命令。目前，在國內已經開始使用的模塊有Falcom系列，Wavecom系列，西門子系列模塊，而且這些模塊的功能、用法差別不大。利用GSM引擎模塊在GSM網絡進行數據傳輸的方法，結合已有的系統通過RS232接口（圖3），可以僅使用TXD和RXD兩根線，實現數據的無線傳輸。并且已有的系統硬件部分不需要做大的改動，關鍵是做軟件部分的修改。

　　西門子的TC35系列GSM引擎模塊[7]性價比較高，并且已經有國內的無線電設備入網證，TC35主要是由射頻天線、內部Flash、GSM 基帶處理器、匹配電源和一個40腳的Zip插座組成。其中GSM基帶處理器是核心部件，它的作用相當于一個協議處理器，用來處理外部系統通過串口發送過來的AT指令。射頻天線部分主要實現信號的調制與解調，實現外部射頻信號與內部基帶處理器之間的信號轉換，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用接口。TC35的用戶應用接口采用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；標準的RS232信號接口，共8個引腳；SIM卡連接引腳數為6個，符合GSM11.11標準。特別需要引起注意的是，RS232接口采用9位編碼格式，其中8 個數據位，1個停止位，沒有奇偶校驗位，因此單片機一般采用工作方式1，支持1200-115200bps的速率（但標準的GSM網絡一般只支持9.6Kbps的速率）。

4 CPU單元
　　CPU單元的任務比較多，主要要完成對由DSP單元送來的信號再處理分析。CPU單元還分別控制鍵盤單元、時鐘單元、LCD單元、LED單元等輔助單元和GSM單元工作。對CPU單元的要求是高速和低功耗。這里選用美國Cygnal公司的C8051F020。C8051F020單片機[8]是集成在一塊芯片上的混合信號系統級單片機（圖4），芯片上有8個8位數字I/O端口，其中四個與標準的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，每個I/O端口都可獨立地設置為推挽輸出或開漏輸出和弱上拉，這為一些低功耗系統設計提供了節省電源的手段。C8051F020單片機除了具有51系列單片機的特點外還有如下的特點：
　　(1) 25MPIS高速流水線式8051微控制器內核；
　　(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，片內基準電源；
　　(4) 64KB系統內可編程FLASH存儲器，4352（4096+256）片內RAM；
　　(5) 各自獨立的SPI、SMBUS/I2C和兩個UART串行接口；
　　(6) 5個16位通用定時器；
　　(7) 片內看門狗定時器、VDD監視器和溫度傳感器；
　　(8) 工作電壓：2.7-3.6V，工作電流：10mA@20MHz。