1. 引言 隨著通信事業的發展，移動通信應用領域的不斷擴大，移動終端的設計也逐漸倍受關注。本文詳細介紹了Siemens公司的GSM模塊TC35、TI公司的電平轉換芯片MAX3238等器件，及其構成的移動終端的硬件電路。該設計可以完成短消息收發、語音傳輸、與PC機進行數據傳輸等功能，已應用在基于GSM短消息的GPS車輛監控系統中。

2. TC35模塊 TC35是Siemens公司推出的新一代無線通信GSM模塊，可以快速安全可靠地實現系統方案中的數據、語音傳輸、短消息服務(Short Message Service)和傳真。模塊的工作電壓為3.3 －5.5V，可以工作在900MHz和1800MHz兩個頻段，所在頻段功耗分別為2W（900M）和1W（1800M）。模塊有AT命令集接口，支持文本和PDU模式的短消息、第三組的二類傳真、以及2.4k，4.8k，9.6k的非透明模式。此外，該模塊還具有電話簿功能、多方通話，漫游檢測功能，常用工作模式有省電模式、IDLE、TALK等模式。通過獨特的40引腳的ZIF連接器，實現電源連接、指令、數據、語音信號、及控制信號的雙向傳輸。通過ZIF連接器及50Ω天線連接器，可分別連接SIM卡支架和天線。

TC35模塊主要由GSM基帶處理器、GSM射頻模塊、供電模塊(ASIC)、閃存、ZIF連接器、天線接口六部分組成。作為TC35的核心，基帶處理器主要處理GSM終端內的語音、數據信號，并涵蓋了蜂窩射頻設備中的所有的模擬和數字功能。在不需要額外硬件電路的前提下，可支持FR、HR和EFR語音信道編碼。

圖1 TC35功能框圖

3. 外圍應用電路 TC35模塊的正常運行需要相應的外圍電路與其配合。TC35共有40個引腳，通過ZIF連接器分別與電源電路、啟動與關機電路、數據通信電路、語音通信電路、SIM卡電路、指示燈電路等連接。如圖2所示，

圖2 TC35 的外圍電路連接

3.1 電源及啟動電路 電源電路分為充電電池和穩壓電源模塊兩部分：充電電池主要為整個系統提供3.6V工作電電壓，同時產生MAX3238所需要的高電平；TI公司的三端電源模塊UA7806將外部＋12V直流電源轉換為＋6V，連到ZIF連接器的11、12引腳，在充電模式下，為TC35提供＋6V、500mA的充電電壓。

啟動電路由開漏極三極管和上電復位電路組成。模塊上電10ms后(電池電壓須大于3V)，為使之正常工作，必須在15腳(/IGT)加時長至少為100ms的低電平信號，且該信號下降沿時間小于1ms。啟動后，15腳的信號應保持高電平。下圖所示，為啟動電路產生的信號，從中可以看出10ms的延時和100ms的低電平。

圖3 采集到的啟動信號降沿

3.2 數據通信電路 數據通信電路主要完成短消息收發、與PC機通信、軟件流控制等功能。TC35的數據接口采用串行異步收發，符合ITU-T RS-232接口電路標準，工作在CMOS電平(2.65V)。數據接口配置為8位數據位、1位停止位、無校驗位，可以在300bps～115kbps的波特率下運行，支持的自動波特率為4.8kbps～115kbps（14.4kbps和28.8kbps除外）。TC35模塊還支持RTS0/CTS0的硬件握手和XON/XOFF的軟件流控制。

數據通信電路以TI公司的MAX3238芯片為核心，實現電平轉換及串口通信功能。

TI公司的MAX3238芯片供電電壓為3～5.5V，符合TIA/EIA-232-F 和ITU v.28標準。具有獨特的±15KV人體靜電保護措施，兼容5V邏輯輸入，內含3路接收、5路發送串行通信接口，最大數據傳輸速率可達250 kbps。該芯片的最大特點是，在串行口無數據輸入的情況下，可以靈活的進行電源管理，即當FORCEON(13腳)為低電平、/FORCEOFF(14腳)為高電平時，Auto-Powerdown Plus功能有效。在正常運行模式下，約30秒事件內若芯片在接收和發送引腳沒有檢測到有效信號，將自動進入Powerdown模式，此時耗電1uA。如果FORCEON和/FORCEOFF引腳均為高電平，那么Auto-Powerdown Plus功能失效。在Auto-Powerdown Plus功能有效的時，如果檢測到接收或發送引腳有信號輸入，該芯片自動被激活，轉入正常工作狀態。如果任一接收通道的輸入電壓高于2.7V或小于-2.7V，或者位于-0.3V～0.3V的時間小于30uS，則/INVALID(15腳)引腳為高電平(數據有效)。如果所有接收通道的輸入電壓位于-0.3V～0.3V的時間大于30uS，則/INVALID(15腳)引腳為低電平(數據無效)。

該芯片的以上特性，滿足了TC35作為移動終端的3路接收、5路發送電路連接要求。在MAX3238與ZIF連接器相應引腳連接時，要注意發送、接收引腳連接正確。MAX3238還需要連接4個0.1uF的電容配合，才能完成電平轉換功能。TC35模塊通過RS-232接口各引腳輸出的信號有RxD0、CTS0、DSR0、DCD0、RING0，輸入的信號為TxD0、RTS0、DTR0。

由于TC35的接口電路使用了9針串口的全部引腳，使TC35可以獲得DTR0、DSR0、DCD0和RING0控制信號。信號RING0用來向蜂窩設備指示接收到Unsolicited Result Code (URC)。通過AT指令，可以設置TC35的不同運行模式。

3.3 語音通信電路 由于TC35的GSM基帶處理器內集成了音頻濾波、ADC、DAC、語音合成等部分，所以模塊語音接口的外圍電路連接相對簡單。TC35有兩個語音接口，每個接口均有模擬麥克輸入和模擬耳機輸出。為了適合不同的外設，模塊共有6種語音模式，可通過指令AT^SNFS選擇。第一個語音接口的默認配置為Votronic HH-SI-30.3/V1.1/0手持話筒，語音模式為1(默認)、4、5，其中模式1參數固定。第二個語音接口為頭戴式耳機和麥克設置，語音模式為2、3、6。

為了防止從麥克風和耳機導線引入高頻干擾，影響TC35的正常運行。設計電路時，在麥克風、耳機、以及手持聽筒的插孔處都接有電感。此外，考慮到靜電保護的因素，所有語音信號輸入端都通過電容與GND耦合。

3.4 SIM卡電路 基帶處理器集成了一個與ISO 7816-3 IC Card標準兼容的SIM接口。為了適合外部的SIM接口，該接口連接到主接口(ZIF連接器)。在GSM11.11為SIM卡預留5個引腳的基礎上，TC35在ZIF連接器上為SIM卡接口預留了6個引腳，所添加的CCIN引腳用來檢測SIM卡支架中是否插有SIM卡。當插入SIM卡，該引腳置為高電平，系統方可進入正常工作狀態。但是目前移動運營商所提供的SIM卡均無CCIN引腳，所以在設計電路時將引腳CCIN與CCVCC相連。

在設計中為SIM卡布線時，發現了一個值得引起注意問題：如果將SIM卡的第四腳CCGND直接與印刷電路板的GND相連，不作任何信號的隔離保護，則通話時音量很小。考慮到設計中的電磁兼容和靜電保護等因素，為了達到最佳的通話效果，采用在SIM支架下，即印刷電路板的頂層敷設一層銅隔離網，該層敷銅與SIM卡的CCGND引腳相連，CCGND和電路板的GND之間通過兩個并聯的電容和電感耦合。此舉為SIM卡構成了一個隔離地，屏蔽了其他信號線對SIM卡的干擾。再進行語音通話時，話音清晰。

4. 結束語 由Siemens公司的GSM模塊TC35及其外圍電路構成的移動終端，可以很好的完成短消息收發、數據和語音通信。該移動終端結合Rockwell公司的Jupiter GPS OEM板，并由單片機控制而組成的車載移動單元，可以很好的完成利用GSM短消息傳送車輛定位信息的工作。