基于TMS320VC5409和Cygnal單片機構(gòu)成的移動數(shù)據(jù)處理傳輸系統(tǒng)

3　無線移動網(wǎng)接口　
　　移動通信系統(tǒng)主要使用CDMA和GSM制式。GSM系統(tǒng)是笫二代移動通信系統(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)能提供穿越國際邊界的自動漫游功能。GSM有兩個并行的系統(tǒng)：GSM900和DCS1800，這兩個系統(tǒng)功能相同，主要是頻率不同。GSM移動通信網(wǎng)能提供多種電信業(yè)務(wù)，主要有∶
　　電話業(yè)務(wù)是GSM移動通信網(wǎng)提供的最重要業(yè)務(wù)。能為數(shù)字移動客戶之間、數(shù)字蜂窩移動電話網(wǎng)客戶、模蜂窩移動電話網(wǎng)客戶之間以及與固定網(wǎng)客戶之間，提供實時雙向話音通信。
　　短消息業(yè)務(wù)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(yè)務(wù)和點對多點的小區(qū)廣播短消息業(yè)務(wù)。點對點的短消息業(yè)務(wù)，則可使GSM客戶接收由其它GSM客戶發(fā)送的短消息。點對點的短消息業(yè)務(wù)是由短消息業(yè)務(wù)中心完成存儲和前轉(zhuǎn)功能的。點對點的信息發(fā)送或接收即可在MS處于呼叫狀態(tài)(話音或數(shù)據(jù))時進行，也可在空閑狀態(tài)下進行。當其在控制信道內(nèi)傳送時，不用建立連接，因而服務(wù)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(shù)據(jù)通信服務(wù)的需要。GSM系統(tǒng)不僅使移動客戶之間能完成數(shù)據(jù)通信，更重要還能使GSM移動通信網(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臺(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、愛立信、摩托羅拉和HP等廠家共同為GSM系統(tǒng)研制的，GSM07.05對短消息作了詳細的規(guī)定。在短消息模塊收到網(wǎng)絡(luò)發(fā)來的短消息時，能夠通過串口發(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，在國內(nèi)已經(jīng)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(wǎng)絡(luò)進行數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆椒ǎY(jié)合已有的系統(tǒng)通過RS232接口（圖3），可以僅使用TXD和RXD兩根線，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的無線傳輸。并且已有的系統(tǒng)硬件部分不需要做大的改動，關(guān)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(jīng)有國內(nèi)的無線電設(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(xié)議處理器，用來處理外部系統(tǒng)通過串口發(fā)送過來的AT指令。射頻天線部分主要實現(xiàn)信號的調(diào)制與解調(diào)，實現(xiàn)外部射頻信號與內(nèi)部基帶處理器之間的信號轉(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；標準的RS232信號接口，共8個引腳；SIM卡連接引腳數(shù)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(shù)據(jù)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(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(tǒng)級單片機（圖4），芯片上有8個8位數(shù)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(shè)置為推挽輸出或開漏輸出和弱上拉，這為一些低功耗系統(tǒng)設(shè)計提供了節(jié)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(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)基準電源；
　　(4) 64KB系統(tǒng)內(nèi)可編程FLASH存儲器，4352（4096+256）片內(nèi)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(nèi)看門狗定時器、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。