毕业设计（论文）-GSM智能家居控制系统.doc

常州工程职业技术学院 2011届毕业设计 gsm智能家居控制系统常州工程职业技术学院毕业设计（论文）设计（论文）题目： gsm智能家居控制系统 班 级： 计算机0831学 生 学 号： 学 生 姓 名： 同 组 成 员: 指 导 教 师： 计算机技术系 二一一 年 六 月目 录摘 要3abstract4一、智能家居概述61.1智能家居的定义61.2智能家居的系统功能71.3智能家居的实现方案81.4智能家居的系统组成91.3智能家居系统的优点9二、gsm智能家居系统112.1系统控制简介112.2系统模块组成及联系112.2.1gsm模块与单片机的硬件接口技术方面122.2.2gsm模块的软件接口及控制技术122.2.3单片机控制系统152.2.4外围控制系统162.3系统总体方案19三、gsm模块功能和通讯模式203.1 tc35模块203.2 外围应用电路213.2.1 电源及启动电路213.2.2数据通信电路223.2.3 语音通信电路243.2.4 sim卡电路24四、单片机控制gsm模块tc35的方法254.1 tc35的控制简介254.2 at指令的介绍254.3 tc35的连机方法284.4单片机控制tc35的方法30五、成果测试与结论365.1 短信控制家用电器365.2 硬件pcb电路设计图37结束语39致谢40参考文献41摘 要进入21世纪，科学技术与生产力水平进入加速发展阶段，随之而来的是人类物质文化生活的极大提高。随着人们生活水平的不断提高，人们不断的对居住环境提出更高的要求，越来越注重家庭生活中每个成员的舒适、安全与便利。而智能家居是一个利用通讯和互联网以及综合布线等技术，按照人体工学，融合个性化需求，通过统一的家庭管理平台，将与家庭生活息息相关的各种子系统有机地结合在一起的系统。因此从市场需求的角度看，智能家居必然是前景广阔。智能家居是一门新兴的综合性交叉学科。智能家居可以定义为一个过程或一个系统，利用先进的计算机技术、网络通讯技术、综合布线技术、将与家居生活有关的各种子系统，有机地结合在一起。智能家居的目标是用各种方法或设备使家居生活实现自动化，智能化，使家居变得更舒适，安全和有效，从而提高人们的生活质量。随着gsm移动通信网络的迅速普及，目前gsm网络基本覆盖全国，gsm移动通信运营商之间竞争的日益激烈，使得手机在全国收发短消息的费用降为0.1元/条或更低。而且，手机有汉字显示和输入功能，使得对系统的操作变得更为方便直观。因此利用gsm手机的短消息功能实现遥控监测功能的优势明显。智能家居已成为现代家庭装修的大势所趋。同时，可以预见在将来很长一段时间内手机依然是人们交换信息的主流设备。因此若要实现智能家居的推广和普及，有必要将智能家居这一先进理念和手机这一大众媒介相结合。在总结前人理论和实践的基础上，并参考当前国内外同行研究现状，深化了基于gsm短消息的智能家居这一理论。关键词：智能家居单片机gsm短消息 at指令tc35abstractentering the 21st century, science and technology and productivity level into the accelerated development stage, followed by human material and cultural life of the great rise. as people living standard rise ceaselessly, people are constantly to living environment put forward higher requirement, more and more attention to family life of each member of the comfortable, safe and convenient. however, intelligent household is a using communication and internet and integrated wiring technology, according to human engineering, fusion personalized needs, through unified management platform, the family is closely related with family life the various subsystems together efficiently system. therefore, from the perspective of market demand, intelligent household is necessarily prospect.intelligent household is a new branch of comprehensive interdisciplinary. intelligent household can be defined as a process or a system, the use of advanced computer technology, network communication technology, integrated wiring technology, will and household life relevant subsystems, organically combined together. intelligent household goal is to use all sorts of methods or equipment make household life automated, intelligent, make household becomes more comfortable, safe and effective, so as to improve the quality of peoples lives.intelligent household in residence as a platform, using the integrated wiring technology, network communication technology, security preventation technology, automatic control technology, audio and video technology will household life relevant facilities integration, constructing efficient residential facilities and family schedule affairs management system management system, ascend home security, convenience, comfort, artistic, and realize environmental protection and energy saving living environment.along with the gsm mobile communication network, the rapid popularization of basic network covering the whole country at present gsm, gsm operators competition between the increasingly intense, making phone short message in national transceiver costs reduced to 0.1 yuan/message or less. moreover, the phone has chinese displaying and input function, which makes the system operation more convenient intuitive. therefore using gsm mobile phone short message function realizes remote monitoring function of superiority.intelligent household has become a modern family decorate the trend of the times. meanwhile, in the foreseeable future for a very long time and mobile phones are still people exchange information mainstream equipment. so if you want to realize intelligent household to popularize the smart home, it is necessary to the advanced idea and mobile phone this mass media combined. the author just is based on the above reasons, macroscopic angle on the basis of theory and practice and referring to the domestic and international counterparts to deepen the research actuality, based on gsm short message intelligent household this theory.keywords: smart home tc35 gsm sms at commands 37 一、 智能家居概述1.1智能家居的定义智能家居，或称智能住宅，其英文名称是smarthome。与智能家居的含义近似的概念还有家庭自动化（homeautomation）、电子家庭（electronic home、e-home）、数字家园（digitalfamily）、家庭网络（homenet/networks for home）、网络家居（networkhome）、智能家庭/建筑（intelligent home/buliding）、在香港、台湾等地区还有数码家庭、数码家居等。智能家居是以住宅为平台，兼备建筑、网络通讯、信息家电、设备自动化，集系统、结构、服务、管理为一体的高效、舒适、安全、便利、环保的居住环境，是在家庭产品自动化，智能化的基础上，通过网络按拟人化的要求而实现的。与普通家居相比，由原来的被动静止结构转变为具有能动智能的工具，提供全方位的信息交换功能，帮助家庭与外部保持信息交流畅通。智能家居强调入的主观能动性，要求重视人与居住环境的协调，能够随心所欲地控制室内居住环境。应该注意，家居智能化与家居信息化和家居自动化，家庭的网络化等有一定的区别。在住宅中为住户提供一个宽带上网接口，家居信息化的条件即已具备，但这做不到家居智能化；电饭煲可定时烧饭煲汤，录像机可定时预录预定频道的电视节目，这些仅仅是家电自动化。信息化和自动化是家居智能化的前提和条件，实现智能化还需对记录、判别、控制、反馈等过程进行处理，并将这些过程在一个平台实现集成，能按人们的需求实现远程自动控制。智能化应服务于人们的居家生活，因此应更全面、更富有人性化。客观地说，由于科学技术的快速发展、新产品新技术的应用层出不穷，不同时期，同一时期的不同区域，人们对智能家居的理解和应用都不尽相同。结合这几年在国内的发展实践，综合各种学术观点，我们给智能家属下一个适当的定义：智能家居可以定义为一个过程或者一个系统，利用先进的计算机技术、网络通讯技术、综合布线技术、将与家居生活有关的各种子系统，有机地结合在一起。智能家居是现代科学技术和居住环境艺术相结合的产物，它为人们提供舒适安全、高品位且宜人的家庭生活空问，实现人与环境的和谐与可持续发展；它是一个多功能的技术系统，其众多的功能子系统问具有协同配合的能力；是以技术为基础，以服务为手段，以客户需求（而不是以产品）为中心，以技术文化为灵魂，通过量身定制式服务，由居家智能专业服务商为不同的用户出品各具特色的个性化系统。针对中国国情，我们要求智能家居要具备以下几个要素：运行稳定化、控制分散化、系统集成化、功能实用化、操作人性化、应用个性化、选择多样化、可持续扩展化。1.2智能家居的系统功能智能家居系统的功能主要包括以下三个方面：1、照明控制传统的机械式电灯开关从明装式到暗装式，其发展只是外形结构的改变，其功能单一使用不便。于是出现了调光开关、单通道和多通道红外开关、无线开关、但因这些各种各样电子开关都有各自的局限性，不能取代传统的机械开关。智能住宅控制系统的照明控制部分可对白炽灯、荧光灯、低压卤灯和各种新型灯具进行开、关或调光等功能操作。可进行分布多点控制、集中控制、远程电话及自动程序控制。即可对单个灯光照明点进行控制，又可对场景灯光组进行组合控制。同时该系统具有极高的可靠性，因此可完全取代传统的机械丌关。2、电器控制现代社会是一个电器时代，家中的各种电器越来越多，各种功能相当繁杂，智能家居控制系统的电器控制功能，能对家用电器进行全功能的控制或远程控制。窗帘控制，跟据光照、时问、室内外光差等因素自动控制窗帘的开、闭或用遥控手动控制。能通过手机对家电的工作情况进行远程查询和控制。3、安防报警能对系统网内各电灯、电器的工作状态及室内温度、湿度、火警、煤气、盗警等室内环境进行检测并做出警告，并能根据事先设定的应急处理程序自动做出反应，防止事态的进一步扩大（如：发现有火灾发生，能自动发送短消息告诉房屋主人）。1.3智能家居的实现方案不同的家居系统对家居智能控制的实现方式是不同的，目前市面上常见家居系统大致可分为以下两种实现方式：1、集中式监控集中式监控系统，就是将住宅内所有家用电器以及监控设备（传感器）的采样信号不经过任何处理，都直接输入到主控设备（计算机），主控发备对输入的数据逐一进行分析处理，然后再做出相应的决定，以命令的形式控制电器设备。电器设备接到主控设备的命令后，同样不做任何鉴别，完全接受执行。由于需要实时监测和控制的设备较多，而且分散在各个地方，因此，集中式监控方案不仅不能满足可靠性要求，而且具体实施时，布线也十分困难。2、集散式监控相比之下，采用集中管理和分散控制相结合的集散控制系统则能很好的解决集中式监控所遇到的问题。集散式控制系统不仅具有可靠、灵活、经济、等待点，而且具有很好的可扩展性。它用分布在现场的微处理单元（功能模块）完成对设备的实时监测和控制，克服了集中控制的危险高度集中的设计弊端。并且各功能模块对采集到的数据进行预分析后，只把有效信息传输给主控设备，大大降低了系统数据传输量。集散式监控和集中式监控相比各有如下特点：（1）集散式监控系统处理能力强，速度快，但结构较复杂。集中式监控系统结构简单，一切工作都由主机完成，因而处理能力低、速度慢。（2）集散式监控要使用下位机，在硬件投资上，从计算机部分来说，比集中式监控系统要多。但是考虑到传输电路和通信通道的费用时，因为集中式监控系统需要布置大量的数据传输的电缆，而集散式监控系统的每台下位机只需要一路通道，当设备比较分散的情况时，集散式监控系统的总投资比集中式监控系统的低。（3）集散式监控系统采用多处理器互联通信，通信方式具有高的抗干扰能力，而集中式髓控系统，要将模拟信号和脉冲电压从被监控的设备现场传送到计算机，很容易受到干扰。因此，当被控设备比较多、比较分散、距离主控室比较远的场合，集散式监控系统具有较高的性能价格比。综上所述，考虑到智能家居安放系统的实际情况，集散式监控方案仍然是符合我国国情的可靠、实用、经济和有效的方案。因此，本课题采用了集散式监控方案。1.4智能家居的系统组成根据系统中各部分电路的功能及在电路中所起的作用，可以将系统分为三个部分：1、主控模块：主控模块对接收到的各功能模块发送来的信息进行处理，并根据处理的结果决定是否将有关信息发送给通信模块。同时，根据来自通信模块的信息对各功能模块进行相关操作。2、功能模块：功能模块用以实现智能化家居产品的各种功能。根据实现功能的不同，功能模块分为数据采集模块和自动控模块。3、通信模块：通信模块的功能是实现主控模块和手机的通信。即完成对家居的远程控制。手机通过移动网络将sms发送给通信模块，通信模块将接收到的信息传送给主控模块，进而控制各功能模块，实现家居的远程控制。并可将主控模块从各功能模块得到的信息传递给手机。1.5智能家居系统的优点智能家居是现代移动通信技术与嵌入式技术的结合，是现代科学技术在家居生活的集中反应，具有许多传统家居所无法匹敌的优点：节约能源：各种电器本身都是能源消耗装置，传统的家用电器都是机械式开关，即只要电源开关接通就开始消耗能源，直到电源断开为止，而不区分电器是否处于有效工作状态。在智能家居系统，家用电器的丌关实现智能化，自动化控制，由系统根据当时的具体情况决定是否将电器电源接通，从而避免了家电处于无效工作状态，节约能耗，有效的降低日常开支。远程控制：智能家居系统提供了对家用电器的远程监控功能，即使在您外出或工作时，亦可通过移动电话来方便的控制家中所有电器。安全高效：传统家居安全防范产品只能对诸如盗窃等外来的不安全因素进行防范，智能家居系统的实时监控功能不仅能有效的监控到外来非法入侵，更能很好的对家庭空间的每个角落进行数据监测，从而预防火灾等的发生。大大提高家居生活的安全系数。节省时间：较之传统家居，智能家居可以为人们带来更为惬意，轻松的生活。在工作节奏越来越快的今天，家居智能化可以为人们减少繁琐家务、提高效率节约时间，让人们有更多的时间去休息、锻炼身体或进行其它娱乐活动，使人们的生活质量大大提高。二、 gsm智能家居系统2.1系统控制简介实现通过手机给系统发送短信，在gsm模块中插入一张普通的手机卡，连接电路并上电，再用另一部手机发送短信指令，单片机模块和gsm模块接受短信，单片机通过控制继电器来控制220v家用电器进行工作。其结构图如下图所示：图2.1 控制示意图2.2系统模块组成及联系gsm智能家居系统是涉及嵌入式技术、通信技术、智能控制技术等相关技术，对用户提供全方位的多功能服务，同时对住房室内情况进行远程监控和实时管理。智能家居系统由gsm模块、单片机控制模块、外围控制系统组成。其中家用电器单片机模块gsm模块用户手机图2.2 结构图gsm模块和单片机控制模块与用户的手机进行通信。其结构图如上图所示2.2.1gsm模块与单片机的硬件接口技术方面目前市场上流行的大部分gsm模块几乎都具有数据引出口，并基本上都支持与 gsm 短信息相关的 at 控制指令(gsm-sms-at 指令)，gsm模块通过数据口以串行方式接收指令并向外输出数据。理论上讲，在数据口中找出rxd、txd 和 gnd 引脚与单片机的串口对应连接即完成了硬件接口。gsm模块数据线是专为连接pc 机9 针串口而设计的，信号电平为标准的rs232 电平，只要单片机的串口也转换为rs232 电平，就可方便连接。9 针串口引脚定义是固定的，即2 脚为txd(gsm模块发送)，3 脚为rxd(gsm模块接收)、5 脚为gnd。这样，无论什么型号的gsm模块与单片机的连接就成了固定连接，不需要知道gsm模块数据口信号的具体定义，二者通过数据线的连接电路图如下图所示。图2.2.1 链接示意图2.2.2gsm模块的软件接口及控制技术在我们设计的系统中，采用的是gsm通信模块为wavecom，该模块具备gsm无线通信的全部功能，并提供标准的uart串行接口，支持gsm 07.05所定义的at命令集的指令。根据gsm 07.05的定义，sms短信息的发送和接收模式共有三种：block模式、基于at命令的text模式和基于at命令的pdu模式。1、pdu模式发送和接收中文或中/英文混合的短信息必须采用pdu模式。根据gsm 07.05的定义，只要控制器通过uart接口向gsm模块下发at命令，就可以直接读取收到的pdu模式的短信息：“at+cmgf=0”设置为pdu模式“at+cmgr=1”读取接收的一条短信息在pdu模式下，gsm通信模块的回答格式为：+cmgr: ,其中： stat表示该条短信息的状态，通常为0（未读过，新的短信息）或1（已读过）； length为十进制数，表示pdu数据长度减去短信息服务中心地址长度，单位为字节；为回车换行；pdu为pdu模式的数据包。然后，要分析pdu数据包，根据pdu的数据格式将收到的中文信息和其它相关信息解析出来。2、pdu数据包格式 pdu数据包的格式pdu数据包由两部分构成，短信息服务中心地址（smsc address）和tpdu， pdu数据包的格式如上图所示，其中一个数据单元为一个字节。3、pdu模式的纯英文短信息解码pdu模式的纯英文短信息编码使用gsm字符集的7位编码，此时tp-dcs的值为00。如短信息内容为英文字符“hi”，首先将各个字符转换为7位的标准二进制ascii码，然后要将后面字符的低位逐位调整到前面，补齐前面的差别。例如：“h”的二进制ascii码为1001000，“i”二进制ascii码为1101001；显然h的二进制编码不足八位，那么就将后面字符i的最后一位补足到h的前面，就成了11001000（c8），i剩下六位110100，前面再补两个0，变成00110100（34），于是“hi”就变成了两个八进制数 c834。由于pdu模式的纯英文短信息采用7位编码，解码不方便，因此对于只需发送和接收纯英文字符和数字符号的应用，最好采用text模式发送和接收短信息。4、中文短信息的解码由于中文字的编码是采用2个字节的编码，因此发送和接收中文或中英文混合的短信息只能采用pdu模式。但在gsm标准中，中文编码采用utf-8的编码，不是目前国内常用的gb-2312编码，故还需要进行中文编码的转换，才能与采用gb-2313汉字库相配合显示汉字字型。由于utf-8和gb-2312编码之间不存在一一对应的线性关系，因此只能采用查表的方式进行转换。下面给出一个由utf-8到gb-2312编码转换的算法。建立utf-8和gb-2312两个中文编码表，表中数据项为2个字节长度的十六进制的数，代表一个中文编码。两个表的长度分别为14 890字节（27445）。utf-8编码表按数据项值从小到大排序，而在gb-2312编码表中，与utf-8相同位置处为相同汉字的gb-2312码字，如下图所示。图 utf-8、gb-2312编码表结构软件解码过程为：每次从pdu模式sms数据包的tp-ud中取出两个字节，采用二分法快速数据查找算法，在utf-8编码表中找到其所在位置，然后在gb-2312表的相同位置处读取相对应的gb-2312编码。二分法的最坏查找次数为lg2(n+1)，utf-8表的长度n为7445，固最坏查找次数为13次，就是说一个中文编码由utf-8到gb-2312的转换最多经过13次比较查找就可完成。 这比采用简单的顺序查表要快的多，大大减少了查表所花费的时间，非常适合在一般的嵌入式系统中使用。5、text模式text模式只支持传送英文及数字信息，但它的编码要比pdu模式简单很多，因此我们在我们的智能控制系统中采用了text模式。text模式在信息传送时通过串口传递的是十六进制ascii码。其usart通讯默认使用9600比特率，8位数据信息，无奇偶校验，有一位开始位和一位结束位。例如，我们要发送指令来读取第一条短信，使用命令：at+cmgr=1；我们只需要通过串口发送十六进制数码：0x41，0x54，0x2b，0x43，0x4d，0x47，0x52，0x3d，0x31，0x0d 即可。其中0x41是a对应的ascii码，0x54是t对应的ascii码，以此类推，只要将相应英文字母的ascii码以十六进制的形式发送即可。2.2.3单片机控制系统我们使用的是atmel公司的avr高速8位微控制器atmega16 。atmega16芯片为40个引脚，内部集成了1k字节的ram、512字节的eeprom、16k字节的flash以及2个uart串行接口等。由于采用了高性能的mcu，省掉了大量的外围器件，如外扩ram、rom存储器等，使硬件结构大大简化，提高了系统的可靠性。atmega16芯片的引脚图如下：图2.2.3 atmega16芯片的引脚其中的pd0即为rxd引脚（rxd是usart的数据接收引脚），pd1即为txd引脚（txd是usart的数据发送引脚），引脚11即为gnd接地。2.2.4外围控制系统我们的外围控制系统包括d型锁存器74ls174、220v继电器、220v电路输入输出接口系统。1、继电器的选择及控制方案。我们使用的是12v驱动的微型电磁继电器，型号是jqc-3f， 12vdc，10a，250vac。我们的电路图如下：图 继电器电路 其中我们使用的继电器功率是0.36w，按12v电压供电计算，额定电流是30ma，8050的放大倍数为300倍，故基极的输入电流应为0.1ma。avr单片机io端口的输出电压为5v，按8050的导通压降为0.7v计算，我们设定的基极电阻为5k1。由于avr在上电时，ddrx和portx的值均初始化为“0”，i/o引脚呈高阻输入方式，因此电阻r2的作用是确保三极管的集电极电位在上电时为“0”电平，三极管截止，保证了加热电炉控制系统上电时不会误动作。三极管集电极的负载继电器吸合线圈在三极管截止时会产生一个很高的反峰电压，在吸合线圈两端并接一个二极管d1，其用途是释放反峰电压，保护三极管和i/o口不会被反峰电压击穿，提高系统的可靠性。继电器用法和引脚连接使用如下图图 继电器用法 2、d型锁存器74ls174.之所以在i/o引脚和上图的com1口之间连接一个74ls174d型锁存器是为了防止单片机在运行过程中意外reset时引发不必要的动作电位。74ls174的真值表图如下：图 74ls174的真值表图很显然，只有当clock引脚在上升沿时才会将d引脚上的信号打入，从而有效的保证了继电器不被其他干扰和意外信号所干扰，保证了220v用电器运行的稳定性和安全性。2.3系统总体方案方案流程图如上图所示gsm模块接收短信指令gsm模块接受指令通过串口通讯线传递电平转换最小单片机系统接收并识别指令，发出相应命令外围设备接受动作电位产生相应动作图2.3 总体方案流程图三、 gsm模块功能和通讯模式3.1 tc35模块 tc35是siemens公司推出的新一代无线通信gsm模块，可以快速安全可靠地实现系统方案中的数据、语音传输、短消息服务(short message service)和传真。模块的工作电压为3.3 5.5v，可以工作在900mhz和1800mhz两个频段，所在频段功耗分别为2w（900m）和1w（1800m）。模块有at命令集接口，支持文本和pdu模式的短消息、第三组的二类传真、以及2.4k，4.8k，9.6k的非透明模式。此外，该模块还具有电话簿功能、多方通话，漫游检测功能，常用工作模式有省电模式、idle、talk等模式。通过独特的40引脚的zif连接器，实现电源连接、指令、数据、语音信号、及控制信号的双向传输。通过zif50天线连接器，可分别连接sim卡支架和天线。图3.1 tc35功能框图tc35模块主要由gsm基带处理器、gsm射频模块、供电模块(asic)、闪存、zif连接器、天线接口六部分组成。作为tc35的核心，基带处理器主要处理gsm终端内的语音、数据信号，并涵盖了蜂窝射频设备中的所有的模拟和数字功能。在不需要额外硬件电路的前提下，可支持fr、hr和efr语音信道编码。 tc35功能如上图所示3.2外围应用电路 tc35模块的正常运行需要相应的外围电路与其配合。tc35共有40个引脚，通过zif连接器分别与电源电路、启动与关机电路、数据通信电路、语音通信电路、sim卡电路、指示灯电路等连接。如图所示：图3.2 tc35 的外围电路连接3.2.1电源及启动电路 电源电路分为充电电池和稳压电源模块两部分：充电电池主要为整个系统提供3.6v工作电电压，同时产生max3238所需要的高电平；ti公司的三端电源模块ua7806将外部12v直流电源转换为6v，连到zif连接器的11、12引脚，在充电模式下，为tc35提供6v、500ma的充电电压。 启动电路由开漏极三极管和上电复位电路组成。模块上电10ms后(电池电压须大于3v)，为使之正常工作，必须在15脚(/igt)加时长至少为100ms的低电平信号，且该信号下降沿时间小于1ms。启动后，15脚的信号应保持高电平。下图所示，为启动电路产生的信号，从中可以看出10ms的延时和100ms的低电平。 图3.2.1 采集到的启动信号降沿3.2.2数据通信电路 数据通信电路主要完成短消息收发、与pc机通信、软件流控制等功能。tc35的数据接口采用串行异步收发，符合itu-t rs-232接口电路标准，工作在cmos电平(2.65v)。数据接口配置为8位数据位、1位停止位、无校验位，可以在300bps115kbps的波特率下运行，支持的自动波特率为4.8kbps115kbps（14.4kbps和28.8kbps除外）。tc35模块还支持rts0/cts0的硬件握手和xon/xoff的软件流控制。 数据通信电路以ti公司的max3238芯片为核心，实现电平转换及串口通信功能。 ti公司的max3238芯片供电电压为35.5v，符合tia/eia-232-f 和itu v.28标准。具有独特的15kv人体静电保护措施，兼容5v逻辑输入，内含3路接收、5路发送串行通信接口，最大数据传输速率可达250 kbps。该芯片的最大特点是，在串行口无数据输入的情况下，可以灵活的进行电源管理，即当forceon(13脚)为低电平、/forceoff(14脚)为高电平时，auto-powerdown plus功能有效。在正常运行模式下，约30秒事件内若芯片在接收和发送引脚没有检测到有效信号，将自动进入powerdown模式，此时耗电1ua。如果forceon和/forceoff引脚均为高电平，那么auto-powerdown plus功能失效。在auto-powerdown plus功能有效的时，如果检测到接收或发送引脚有信号输入，该芯片自动被激活，转入正常工作状态。如果任一接收通道的输入电压高于2.7v或小于-2.7v，或者位于-0.3v0.3v的时间小于30us，则/invalid(15脚)引脚为高电平(数据有效)。如果所有接收通道的输入电压位于-0.3v0.3v的时间大于30us，则/invalid(15脚)引脚为低电平(数据无效)。 forceon/forceoffauto-powerdownplusoperation statust_outr_outr1outb0powerdown(forced off)high-zhigh-zactive11normal operation(forced on)activeactiveactive0130spowerdown(auto-powerdown plus)activeactiveactive表3.2.2 输出控制真值表该芯片的以上特性，满足了tc35作为移动终端的3路接收、5路发送电路连接要求。在max3238与zif连接器相应引脚连接时，要注意发送、接收引脚连接正确。max3238还需要连接4个0.1uf的电容配合，才能完成电平转换功能。tc35模块通过rs-232接口各引脚输出的信号有rxd0、cts0、dsr0、dcd0、ring0，输入的信号为txd0、rts0、dtr0。 由于tc35的接口电路使用了9针串口的全部引脚，使tc35可以获得dtr0、dsr0、dcd0和ring0控制信号。信号ring0用来向蜂窝设备指示接收到unsolicited result code (urc)。通过at指令，可以设置tc35的不同运行模式。 3.2.3语音通信电路 由于tc35的gsm基带处理器内集成了音频滤波、adc、dac、语音合成等部分，所以模块语音接口的外围电路连接相对简单。tc35有两个语音接口，每个接口均有模拟麦克输入和模拟耳机输出。为了适合不同的外设，模块共有6种语音模式，可通过指令atsnfs选择。第一个语音接口的默认配置为votronic hh-si-30.3/v1.1/0手持话筒，语音模式为1(默认)、4、5，其中模式1参数固定。第二个语音接口为头戴式耳机和麦克设置，语音模式为2、3、6。 为了防止从麦克风和耳机导线引入高频干扰，影响tc35的正常运行。设计电路时，在麦克风、耳机、以及手持听筒的插孔处都接有电感。此外，考虑到静电保护的因素，所有语音信号输入端都通过电容与gnd耦合。 3.2.4sim卡电路 基带处理器集成了一个与iso 7816-3 ic card标准兼容的sim接口。为了适合外部的sim接口，该接口连接到主接口(zif连接器)。在gsm11.11为sim卡预留5个引脚的基础上，tc35在zif连接器上为sim卡接口预留了6个引脚，所添加的ccin引脚用来检测sim卡支架中是否插有sim卡。当插入sim卡，该引脚置为高电平，系统方可进入正常工作状态。但是目前移动运营商所提供的sim卡均无ccin引脚，所以在设计电路时将引脚ccin与ccvcc相连。 在设计中为sim卡布线时，发现了一个值得引起注意问题：如果将sim卡的第四脚ccgnd直接与印刷电路板的gnd相连，不作任何信号的隔离保护，则通话时音量很小。考虑到设计中的电磁兼容和静电保护等因素，为了达到最佳的通话效果，采用在sim支架下，即印刷电路板的顶层敷设一层铜隔离网，该层敷铜与sim卡的ccgnd引脚相连，ccgnd和电路板的gnd之间通过两个并联的电容和电感耦合。此举为sim卡构成了一个隔离地，屏蔽了其他信号线对sim卡的干扰。再进行语音通话时，话音清晰。四、 单片机控制gsm模块tc35的方法4.1tc35的控制简介tc35是siemeils公司推出的新-代无线通信gsm模块。自带rs232通讯接口，可以方便地与pc机、单片机连机通讯。可以快速、安全、可靠地实现系统方案中的数据、语音传输、短消息服务(short message service)和传真。tc35模块的工作电压为3.35.5v，可以工作在900mhz和1800mhz两个频段，所在频段功耗分别为2w(900m)和1w(1800m)。模块有at命令集接口，支持文本和pdu模式的短消息、第三组的二类传真、以及2.4k，4.8k，9.6k的非透明模式。此外，该模块还具有电话簿功能、多方通话，漫游检测功能，常用工作模式有省电模式、idle、talk等模式。通过独特的40引脚的zif连接器，实现电源连接、指令、数据、语音信号、及控制信号的双向传输。通过zif连接器及50天线连接器，可分别连接sim卡支架和天线。tc35模块主要由gsm基带处理器、gsm射频模块、供电模块(asic)、闪存、zif连接器、天线接口六部分组成。作为tc35的核心，基带处理器主要处理gsm终端内的语音、数据信号，并涵盖了蜂窝射频设备中的所有的模拟和数字功能。在不需要额外硬件电路的前提下，可支持fr、hr和efr语音信道编码。其它功能介绍可参见有关资料!4.2at指令的介绍一、一般命令at+cgmi给出模块厂商的标识。 sony ericssonat+cgmm获得模块标识。这个命令用来得到支持的频带（gsm900，dcs1800或pcs1900）。当模块有多频带时，回应可能是不同频带的结合。 aab-1021011-cnat+cgmr获得改订的软件版本。 r6c005 cxc125582china1at+cgsn获得gsm模块的imei（国际移动设备标识）序列号。351254004238596at+cscs选择te特征设定。这个命令报告te用的是哪个状态设定上的me。me于是可以转换每一个输入的或显示的字母。这个是用来发送、读取或者撰写短信。at+cscs?+cscs：“gsm”at+wpcs设定电话簿状态。这个特殊的命令报告通过te电话簿所用的状态的me。me于是可以转换每一个输入的或者显示的字符串字母。这个用来读或者写电话簿的入口。noneat+cimi获得imsi。这命令用来读取或者识别sim卡的imsi（国际移动签署者标识）。在读取imsi之前应该先输入pin（如果需要pin的话）。460001711603161at+ccid获得sim卡的标识。这个命令使模块读取sim卡上的ef-ccid文件。noneat+gcap获得能力表。（支持的功能）+gcap： +fclass， +cgsm， +dsa/ 重复上次命令。只有a/命令不能重复。这命令重复前一个执行的命令。at+cpof关机。这个特殊的命令停止gsm软件堆栈和硬件层。命令at+cfun=0的功能与+cpof相同。at+cfun设定电话机能。这个命令选择移动站点的机能水平。at+cpas返回移动设备的活动状态。at+cmee报告移动设备的错误。这个命令决定允许或不允许用结果码“+cmeerror：”或者“+cmserror：”代替简单的“error”。at+ckpd小键盘控制。仿真me小键盘执行命令。at+cclk时钟管理。这个命令用来设置或者获得me真实时钟的当前日期和时间。at+cclk?+cclk: 04/08/12,17:00:42+32at+cala警报管理。这个命令用来设定在me中的警报日期/时间（闹铃）at+cala=?+cala: (1-2),(),(),(13),()at+crmp铃声旋律播放。这个命令在模块的蜂鸣器上播放一段旋律。有两种旋律可用：到来语音、数据或传真呼叫旋律和到来短信声音。at+crsl设定或获得到来的电话铃声的声音级别。none二、短信控制命令gsm07.05function(功能)ate0resetat+csms选择短信息服务at+cpms选择短信息内存at+cmgf选择短信息格式at+csca短信息中心地址at+cnmi显示新收到的短信息at+cmgr读短信息at+cmgs发送短信息at+cmgl列出sim卡中短信息at+cmss从sim内存中发短信息at+cmgw向sim内存中写入待发短信息at+cmgd删除sim内存中的短信息at+cscb选择蜂窝广播信息由于at有很多，这里就不多列出了，详细的请查阅资料或上网查询，这个方面的资料很丰富和齐全，在这我们提供一个我们找资料时候用的网站：/html/zonghejishu/2007/0514/2078.html4.3tc35的连机方法任何一个tc35模块首次使用时，必须要测试其工作是否正常，由于其自带rs232接口，所以我们可以用pc机的串口调试软件进行调试。1、启动串口调试软件(见界面)图4.3 调试界面图串口调试软件有许多，可以使用任意一款软件，也可以使用windows自带的“超级终端”。设置波特率19.2k，这是tc35的默认波特率，首次连机可以从240057.6k不断测试，直到tc35有应答。2、发送