GPRS无线模块SIM900A硬件设计注意事项
1.引言：
时下物联网已经成为非常热门的新兴行业。政府大力提倡和推动，运营商搭建管道和平台，物联网相关的各行业都开始部署或发力。
芯讯通（SIMCom）是国内最早从事物联网与M2M通信的研发类企业，旗下的SIM300系列产品以及SIM900系列产品大规模出货，服务了数以千计的行业客户，广泛应用在众多的行业方向，包括智能电表、车载通信、车队管理、安防监控、无线POS、无线医疗等。
本文着重讲述利用SIM900A模块在进行硬件设计时需要注意的一些事项，侧重给硬件设计人员提供一些参考与建议。
2.SIM900A介绍
SIM900A模块是一款尺寸紧凑的GSM/GPRS模块，采用SMT封装，基于STE 的单芯片案，采用ARM926EJ-S架构,性能强大，可以内置客户应用程序。可广泛应用于车载跟踪、车队管理、无线POS、手持PDA、智能抄表与电力监控等众多方向。
SIM900A模块主要特点：
SMT封装：易于客户生产加工
尺寸小：24*24*3mm
功耗低：待机模式电流低于18mA、sleep模式低于2mA
供电范围宽：3.2～4.8V
支持频段：GSM/GPRS 900/1800MHz
语音编码：支持半速率、全速率、增强型速率
支持回声抑制算法，可以基于不同客户设备通过AT命令调节回音抑制消除。
3. SIM900A开发注意事项：
下面介绍一下SIM900A模块硬件设计注意事项，以便客户进行灵活设计、增强产品的可靠性与稳定性。
3.1 电源部分设计(VBAT引脚)
SIM900A模块采用单电源供电，VBAT供电范围3.2～4.8V之间，推荐电压为4.0V，模块射频发射时会导致电压跌落，这时电流的峰值最高会达到2A以上，因此电源供电能力尽可能达到2A，并建议VBAT引脚并接大电容（电容根据供电IC输出能力确定）。
电源芯片选择上需要注意，如果外部输入电压与VBAT压差很大，建议选择开关电源,当选用DC-DC时需注意EMI干扰，建议串接磁珠以备调整；如果外部输入电压与VBAT压差不大，最好选用LDO。客户的产品需要过TA、CE、FCC 等认证，推荐选择LDO供电。
为了增强模块电源抗干扰能力（主要抗浪涌，脉冲群，静电等），不至于在外界环境比较恶劣的情况下导致模块供电异常，建议根据实际应用在外部电源输入端加一些共模电感、TVS管等器件，在VBAT供电芯片输出端加一些nf、pf级电容，滤除干扰。
PCB布局时候VBAT上的旁路电容尽量要放在对应pin附近，为了减少PCB走线阻抗，VBAT走线尽量宽、走线尽量短，最好大面积铺地，如下图1所示。
图1：layout时VBAT走线设计
电源部分设计除了元器件的选择外，还和客户的PCB布局、layout关系很大，下述案例供参考(客户问题：模块开机10几秒后就关机)，如图2所示：
图2：客户PCB布局、走线
从以上图2结构，客户选择的电源芯片及其原理设计还是可以的，但是从布局走线来看，SIM900A模块VBAT供电的走线太长、线宽也很窄，稳压电容离VBAT 引脚又较远，所以导致电源跌落很大。客户设计VBAT供电4V，但是从下图可以看出，在模块开机后的一段时间内电压跌落1.1～1.2V，主要原因是从模块开机到注册网络这段时间内，射频发射功率偏高，VBAT上耗流、纹波增加所致。
实测客户设备波形如图3所示：
图3：VBAT上电压跌落、STATUS引脚状态
因此，VBAT设计会影响整个模块的工作稳定性，比如常见问题模块开机几秒钟就关机、TCP/IP传输数据频繁大数据量、信号强度不好的情况，都可能会产生模块关机或重启现象。基于以上客户设计，可以参考如下图4布局比较合理：
图4：重新调整客户PCB布局、走线
在考虑VBAT设计同时，也要重点关注GND设计，GND整个回流路径的长短以及阻抗的连续性是电源跌落及音频干扰的主要原因。因此建议GND的处理如下：
模块GND，电池座GND（如果有电池供电），电源适配器GND，相互间GND 最好以一块完整的铜皮相连接，如果有结构、板层（比如2层板）限制，无法大面积铺铜皮，最好用2mm以上走线单独连起来在覆铜，以保证GND的完整性。整个PCB板尽量多打地孔，电源和地的回流路径越小越好。
3.2 模块开关机设计及时序(PWRKEY引脚)
SIM900A模块内部时，PWRKEY引脚通过100K电阻上拉到3V电压域，所以客户设计时候要注意模块端的电平。
为了防止PWRKEY与IO直连导致串电，增强开关机可靠性，建议客户使用如下设计，在模块与MCU的IO间加三极管隔离，注意不要在集电极加上拉，推荐电路如下图5所示：
图5：使用pwrkey驱动开关机
模块开关机时序如下图所示：
图6：模块开关机时序
对于SIM900、SIM900A、SIM900D模块，可以通过STATUS引脚判断模块是否开关机；
对于SIM900B、SIM900S模块，可以通过VDD_EXT（下面会提到该引脚设计注意事项）引脚判断模块是否开关机。
3.3 串口部分设计及注意事项
串口部分：一般ARM系统的串口都不需要上拉的，即便上拉也要上拉到系统内部（比如VDD_EXT引脚），模块串口部分电平2.8V左右，因此客户可以根据MCU串口电平进行电平匹配，以保证电压匹配；
当MCU端和模块端的电平不匹配时，建议在MCU和模块使用level shifter 芯片或者三极管进行电平匹配。当MCU端和模块端的电平差别不是很大时，比如MCU的电平为3V，简单的设计可以直接串接电阻进行电平匹配，但这可能会使MCU端的电流串至模块，导致模块开机不正常。因此在设计中串接的电阻值应根据实际电路调试得出，一般推荐值为300欧姆。
对于串口部分引脚，TXD、RXD引脚必须设计使用，其它主要功能如下描述，串口部分连接图如下所示：
图7：串口连接图
DTR：主要是控制模块进入/退出sleep模式
模块进入sleep模式条件：
1）设置AT+CSCLK=1
2）将DTR引脚置高电平
满足以上两个条件是模块进入Sleep模式的必要条件。
客户设计时，DTR引脚与客户的MCU之间最好串接15k以上的电阻或
二极管隔离，防止有些客户产品反馈电压倒灌、sleep电流偏高问题。
在模块开机前，MCU端已经工作了，客户端可通过MCU的IO将模块
DTR引脚直接拉低，待模块开机后需要进入sleep时候，再将DTR引脚拉高处理。
注意：三线式设计(仅有TXD、RXD、GND)，建议客户DTR引脚预留下拉或I/O控制。
RTS、CTS：主要是透传状态下作为硬件流控使用；
在透传模式下，模块完全处于数据态，模块内部buffer有8KByte的空间，正常情况下CTS引脚为低电平，如果buffer内数据大于6KByte，模块
CTS引脚置高，此时不要向buffer内丢数据，等待CTS引脚拉低(此时
buffer内数据小于2KByte)后在向buffer内丢数据。
开启硬件流控需要设置“AT+IFC=2，2“,默认0,0
DCD：主要用于PPP拨号、透传功能下，判断模块处于数据态还是命令态；
命令态——2.8V电平；
数据态——低电平
RI：主要用于判断电话呼入、接收短信息、接收数据等；
外部电话呼入
接收短消息(拉低120ms)
数传下模块接收到数据(设置AT+CFGRI=1，拉低120ms)
以上引脚根据客户应用不同，可以有选择性进行设计，若不用可以直接悬空处理。
模块开机初始化时，MCU端和模块端所有连接的串口信号最好都置为低电平，避免模块串电导致开机不正常。
另外，DBG_TX、DBG_RX引脚客户需要预留测试接口，以方便后续软件升级、DBG调试时使用。
3.4 SIM卡部分设计
模块支持1.8/3.0V的SIM卡。SIM卡供电，根据SIM卡的类型自动选择输出电压，可以为3.0V±10%或者1.8V±10%，该引脚最大输出电流能力约为10mA。
SIM卡部分参考设计如下图所示：
图8：SIM卡座接口推荐设计
注意：以上电容、ESD等器件放置要靠近SIM卡座。
SIM部分设计注意如下：
SIM_VDD：需要并100或220nF电容，以稳定电源输出，减小纹波；
SIM_DATA：建议并pF级电容，防止高频干扰；
SIM_RST: 建议并nF级电容，防止高频干扰；
为了增强SIM卡部分的可靠性，建议在接口增加ESD静电保护器件，推荐ESD 型号SMF05C。
PCB布局、Layout时，注意SIM卡卡座尽量靠近模块，不要摆放过远，走线过长，导致无法识别SIM卡；
3.5 音频部分
原理设计：建议在模块端和音频器件端分别加滤波电容，如下图所示：
图9：音频接口设计
PCB布局及Layout：音频线推荐差分走线，如下图所示：
图10：差分走线设计
为了减少电源、天线对音频部分的干扰，模块的音频线路推荐差分方式走线，在PCB布板的时候注意数字电路与模拟电路分开，以降低数字电路对模拟电路的干扰，音频部分的滤波器件最好分别放置在模块端和音频器件端，差分线之间距离尽量短。
客户设计时MIC和SPK器件位置尽量要远离、最好在对角线上，而且方向保持垂直或反向。避免SPK输出耦合回MIC，SPK设计时候要有腔体保护，并且要有缓冲处理，以免SPK发声时带动整机震动产生噪音；MIC器件接口最好密闭处理。
如何通过AT指令调节回音、啸叫？
主通道
AT+CHFA=0 // 切换音频通道
AT+CLVL=0,60 // 接收器音量设置过高会产生啸叫
AT+SIDET=0,0 // 消除侧音
AT+CMIC=0,6 // 调节MIC增益
AT+ECHO=0,7,4 // 回音消减调节
主通道免提
AT+CHFA=2
AT+CLVL=2,60
AT+SIDET=2,0
AT+CMIC=2,6
AT+ECHO=2,7,4
主通道做免提，主要是针对一些车载客户、PND客户，可以有效的改善回音、啸叫问题。
3.6 射频部分设计
对于SMT封装模块，在射频部分设计时需要考虑预留∏型网络，前期可以先贴0欧姆电阻、电容NC，以便后续天线匹配调试。射频走线遵循短而直的原则，尽量走直线或弧状线；RF线下方需要有完整的参考地，不要走任何信号线，如下图所示。
图11：射频设计及layout
对于射频部分设计，客户可以结合板层、板厚、材质等大致计算RF线宽，保证50欧姆左右的输出阻抗(当然这只是理论值，实际还是看板厂的工艺、材料)。如下图所示两层板(两层板很难控制50欧姆阻抗)：板厚1.6mm
图12：两层板RF走线设计
如下图四层板(SIM900TE转接板射频设计)：板厚1.0mm
图13：四层板RF走线设计
对于射频指标，一般需要与整机一起测试天线性能，最好是在有3D环境的厂商做3D性能测试，3D性能主要有TRP、TIS测试，其中：
GSM850/GSM900频段，要求TRP > 29dBm，TIS < －104dBm;
DCS1800/PCS1900频段，要求TRP > 26dBm, TIS < －102dBm。
3.7 其它引脚设计
STATUS：主要是用于判断模块开关机状态，开机后为2.8V高电平、关机后为
低电平；
VDD_EXT：开机后输出2.8V的电平，如果模块没有STATUS引脚预留，建议通过该引脚判断模块开关机状态，设计时将客户端的IO配置为输入
(如果客户可以配置成ADC最好)，避免串电问题导致模块开关机异
常；同时VDD_EXT作为上拉使用(比如模块串口部分的上拉)，最大
输出电流10mA；
该引脚建议只做模块内部上拉。
VRTC：电压范围2.0—3.15V，正常供电3V。
如果需要VBAT去电后保持实时时钟，请外接备份电池或电容；
如果不需要保存实时时钟，请外接uf级电容，推荐4.7uf。NRESET：硬件上复位，低电平有效。
推荐外接100nF电容，这个信号仅用于紧急复位，建议客户作为预留使
用，当模块无法关机时，最好还是通过VBAT使能给模块重新上电。
引言 近年来,通信技术和网络技术的迅速发展,特别是无线通信技术的发展,使得自动化程度进一步提高。GSM网络出现后，技术人员很快把GSM模块嵌入到各种仪表仪器中，如多功能电能表、故障测录仪、抄表系统和用电负荷监控等，从而使这些仪表仪器具有远程通信功能。 GPRS是在现有GSM系统上发展出来的一种新的数据承载业务,支持TCP/IP协议，可以与分组数据网（Internet等）直接互通。GPRS无线传输系统的应用范围非常广泛，几乎可以涵盖所有的中低业务和低速率的数据传输，尤其适合突发的小流量数据传输业务。 本文设计的GPRS无线通信模块，内嵌了TCP/IP协议，采用工业级的GPRS模块，适用于单片机数据采集传输系统没有TCP/IP协议栈，但使用串口通信的情况。 1 GPRS通信原理及应用特点 1.1 GPRS简介 GPRS是通用无线分组业务（General Packet Radio System）的缩写，是介于第二代和第三代之间的一种技术，通常称为2.5G。GPRS采用与GSM相同的频段、频带宽度、突发结构、无线调制标准、跳频规则以及相同的TDMA帧结构。因此，在GSM系统的基础上构建GPRS 系统时，GSM系统中的绝大部分部件都不需要作硬件改动，只需作软件升级。有了GPRS，用户的呼叫建立时间大大缩短，几乎可以做到“永远在线”。此外， GPRS是以营运商传输的数据量而不是连接时间为基准来计费，从而令每个用户的服务成本更低。 1.2 基本工作原理 GPRS是在原有的基于电路交换（CSD）方式的GSM网络上引入两个新的网络节点：GPRS服务支持节点(SGSN)和网关支持节点（GGSN）。SGSN和MSC在同一等级水平，并跟踪单个MS 的存储单元实现安全功能和接入控制，并通过帧中继连接到基站系统。GGSN支持与外部分组交换网的互通，并经由基于IP的GPRS骨干网和SGSN连通。图1给出了GPRS与Internet 连接原理框图。 GPRS终端通过接口从客户系统取得数据，处理后的GPRS分组数据发送到GSM基站。分组数据经SGSN封装后，SGSN通过GPRS骨干网与网关支持接点GGSN进行通信。GGSN对分组数据进行相应的处理，再发送到目的网络，如Internet或X.25网络。
献给那些刚开始或即将开始设计硬件电路的人。时光飞逝，离俺最初画第一块电路已有3年。刚刚开始接触电路板的时候，与你一样，俺充满了疑惑同时又带着些兴奋。在网上许多关于硬件电路的经验、知识让人目不暇接。像信号完整性，EMI，PS设计准会把你搞晕。别急，一切要慢慢来。 1)总体思路。 设计硬件电路，大的框架和架构要搞清楚，但要做到这一点还真不容易。有些大框架也许自己的老板、老师已经想好，自己只是把思路具体实现;但也有些要自己设计框架的，那就要搞清楚要实现什么功能，然后找找有否能实现同样或相似功能的参考电路板(要懂得尽量利用他人的成果，越是有经验的工程师越会懂得借鉴他人的成果)。 2)理解电路。 如果你找到了的参考设计，那么恭喜你，你可以节约很多时间了(包括前期设计和后期调试)。马上就copy?NO，还是先看懂理解了再说，一方面能提高我们的电路理解能力，而且能避免设计中的错误。 3)没有找到参考设计? 没关系。先确定大IC芯片，找datasheet，看其关键参数是否符合自己的要求，哪些才是自己需要的关键参数，以及能否看懂这些关键参数，都是硬件工程师的能力的体现，这也需要长期地慢慢地积累。这期间，要善于提问，因为自己不懂的东西，别人往往一句话就能点醒你，尤其是硬件设计。 4)硬件电路设计主要是三个部分，原理图，pcb，物料清单(BOM)表。 原理图设计就是将前面的思路转化为电路原理图。它很像我们教科书上的电路图。
pcb涉及到实际的电路板，它根据原理图转化而来的网表(网表是沟通原理图和pcb之间的桥梁)，而将具体的元器件的封装放置(布局)在电路板上，然后根据飞线(也叫预拉线)连接其电信号(布线)。完成了pcb布局布线后，要用到哪些元器件应该有所归纳，所以我们将用到BOM表。 5)用什么工具? Protel，也就是altimuml容易上手，在国内也比较流行，应付一般的工作已经足够，适合初入门的设计者使用。 6)to be continued...... 其实无论用简单的protel或者复杂的cadence工具，硬件设计大环节是一样的(protel上的操作类似windwos，是post-command型的;而cadence的产品concept&allegro是pre-command型的，用惯了protel，突然转向cadence的工具，会不习惯就是这个原因)。设计大环节都要有1)原理图设计。2)pcb设计。3)制作BOM 表。现在简要谈一下设计流程(步骤)： 1)原理图库建立。要将一个新元件摆放在原理图上，我们必须得建立改元件的库。库中主要定义了该新元件的管脚定义及其属性，并且以具体的图形形式来代表(我们常常看到的是一个矩形(代表其IC BODY)，周围许多短线(代表IC管脚))。protel创建库及其简单，而且因为用的人多，许多元件都能找到现成的库，这一点对使用者极为方便。应搞清楚ic body，ic pins，input pin，output pin，analog pin，digital pin，power pin等区别。 2)有了充足的库之后，就可以在原理图上画图了，按照datasheet和系统设计的要
硬件电子电路基础
第一章半导体器件 §1-1 半导体基础知识 一、什么是半导体 半导体就是导电能力介于导体和绝缘体之间的物质。（导电能力即电导率）（如：硅Si 锗Ge等＋4价元素以及化合物）
二、半导体的导电特性 本征半导体――纯净、晶体结构完整的半导体称为本征半导体。 硅和锗的共价键结构。（略） 1、半导体的导电率会在外界因素作用下发生变化 ?掺杂──管子 ?温度──热敏元件 ?光照──光敏元件等 2、半导体中的两种载流子──自由电子和空穴 ?自由电子──受束缚的电子（－） ?空穴──电子跳走以后留下的坑（＋） 三、杂质半导体──N型、P型 （前讲）掺杂可以显著地改变半导体的导电特性，从而制造出杂质半导体。 ?N型半导体（自由电子多） 掺杂为＋5价元素。如：磷；砷P──＋5价使自由电子大大增加原理：Si──＋4价P与Si形成共价键后多余了一个电子。 载流子组成： o本征激发的空穴和自由电子──数量少。 o掺杂后由P提供的自由电子──数量多。 o空穴──少子 o自由电子──多子 ?P型半导体（空穴多） 掺杂为＋3价元素。如：硼；铝使空穴大大增加 原理：Si──＋4价B与Si形成共价键后多余了一个空穴。 B──＋3价 载流子组成：
o本征激发的空穴和自由电子──数量少。 o掺杂后由B提供的空穴──数量多。 o空穴──多子 o自由电子──少子 结论：N型半导体中的多数载流子为自由电子； P型半导体中的多数载流子为空穴。 §1-2 PN结 一、PN结的基本原理 1、什么是PN结 将一块P型半导体和一块N型半导体紧密第结合在一起时，交界面两侧的那部分区域。 2、PN结的结构 分界面上的情况： P区：空穴多 N区：自由电子多 扩散运动： 多的往少的那去，并被复合掉。留下了正、负离子。 （正、负离子不能移动） 留下了一个正、负离子区──耗尽区。 由正、负离子区形成了一个内建电场（即势垒高度）。 方向：N--> P 大小：与材料和温度有关。（很小，约零点几伏）
GPRS无线通信方案 一、什么是 GPRS通信 GPRS DTU 通信是指用GPRS DTU 替代有线连接的数据传输方式实现上位机和下位机之 间无线的数据交换，用无线GPRS的方式实现主站对从站的监测和控制功能。由于GPRS DTU 在网络中拥有的IP 是不固定的因此GPRS DTU之间的通信是通过服务器来协助完成的，有服务器的应用模型是DTU 常用的模型之一，以北京捷麦公司的GPRS模块 G300 为例，在此模 型中每个客户DTU 都与服务器保持连接，当串口有需要传输的数据时DTU 将数据通过GPRS 网络发送给服务器，再由服务器完成数据在不同DTU 模块中的转发作用，DTU 接收到服务 器通过 GPRS网络发送过来的数据后通过串口将数据传出给与其连接的串口设备。 上位机和终端设备GPRS的数据交换过程大概如下： 1. 上位机或终端设备将数据通过串口交给源GPRS模块 2. 源 GPRS模块接收完串口数据后将要发送的数据打包通过GPRS网络交给服务器。 3.服务器将收到源 GPRS模块的数据判断接收 GPRS地址后通过 GPRS网络将数据转发给 接收的目标 GPRS模块。 4.目标 GPRS模块收到服务器通过 GPRS网络传来的数据后将数据通过串口传出给终端 设备或上位机。 通过以上 4 步就完成了上位机和现场设备通过无线GPRS的方式传输数据。以北京捷麦GPRS模块 G300 为例传输关系图如下所示 服务器 用户应用程序 串口互联网 G300 主站 GPRS 现场设备 现场设备G300 G300分站 N2 分站 1现场设备 ...G300分站 2 二、 GPRS DTU替代总线连接方法 GPRS模块替代总线连接的过程很简单大概大概有以下两步：
2系统方案设计 2.1 数字示波器的工作原理 图2.1 数字示波器显示原理 数字示波器的工作原理可以用图2.1 来描述，当输入被测信号从无源探头进入到数字示波器，首先通过的是示波器的信号调理模块，由于后续的A/D模数转换器对其测量电压有一个规定的量程范围，所以，示波器的信号调理模块就是负责对输入信号的预先处理，通过放大器放大或者通过衰减网络衰减到一定合适的幅度，然后才进入A/D转换器。在这一阶段，微控制器可设置放大和衰减的倍数来让用户选择调整信号的幅度和位置范围。 在A/D采样模块阶段，信号实时在离散点采样，采样位置的信号电压转换为数字值，而这些数字值成为采样点。该处理过程称为信号数字化。A/D采样的采样时钟决定了ADC采样的频度。该速率被称为采样速率，表示为样值每秒（S/s）。A/D模数转换器最终将输入信号转换为二进制数据，传送给捕获存储区。 因为处理器的速度跟不上高速A/D模数转换器的转换速度，所以在两者之间需要添加一个高速缓存，明显，这里捕获存储区就是充当高速缓存的角色。来自ADC的采样点存储在捕获存储区，叫做波形点。几个采样点可以组成一个波形点，波形点共同组成一条波形记录，创建一条波形记录的波形点的数量称为记录长度。捕获存储区内部还应包括一个触发系统，触发系统决定记录的起始和终止点。 被测的模拟信号在显示之前要通过微处理器的处理，微处理器处理信号，包括获取信号的电压峰峰值、有效值、周期、频率、上升时间、相位、延迟、占空比、均方值等信息，然后调整显示运行。最后，信号通过显示器的显存显示在屏幕上。 2.2 数字示波器的重要技术指标 （1）频带宽度 当示波器输入不同频率的等幅正弦信号时，屏幕上显示的信号幅度下降3dB 所对应的输入信号上、下限频率之差，称为示波器的频带宽度，单位为MHz或GHz。
单片机和蓝牙模块无线传输的数据采集系统
1．引言 蓝牙技术是近年来发展迅速的短距离无线通信技术，可以用来替代数字设备间短距离的有线电缆连接。利用蓝牙技术构建数据采集无线传输模块，与传统的电线或红外方式传输测控数据相比，在测控领域应用篮牙技术的优点主要有[1][2][3]： 1.采集测控现场数据遇到大量的电磁干扰，而蓝牙系统因采用了跳频扩频技术，故可以有效地提高数据传输的安全性和抗干扰能力。 2.无须铺设线缆，降低了环境改造成本，方便了数据采集人员的工作。 3.可以从各个角度进行测控数据的传输，可以实现多个测控仪器设备间的连网，便于进行集中监测与控制。 2．系统结构原理 本课题以单片机和蓝牙模块ROK 101 008为主，设计了基于蓝牙无线传输的数据采集系统，整个装置由前端数据采集、传送部分以及末端的数据接受部分组成（如PC机）。前端数据采集部分由位于现场的传感器、信号放 大电路、A/D转换器、单片机、存储器、串口通信等构成,传送部分主要利用自带微带天线的蓝牙模块进行数据的无线传输；末端通过蓝牙模块、串口通信传输将数据送到上位PC机进一步处理。整个系统结构框架图如图1所示。 AT89C51单片机作为下位机主机，传感器获得的信号经过放大后送入12位A/D转换器AD574A进行A/D 转换，然后将转换后的数据存储到RAM芯片6264中。下位机可以主动地或者在接收上位机通过蓝牙模块发送的传送数据指令后，将6264中存储的数据按照HCI-RS232传输协议进行数据定义， 通过MAX3232进行电平转换后送至蓝牙模块，由篮牙模块将数据传送到空间，同时上位机的蓝牙模块对此数据进行接收,再通过MAX3232电平转换后传送至PC 机，从而完成蓝牙无线数据的交换。
m s c的g p r s无线通信 系统设计 集团标准化工作小组 [Q8QX9QT-X8QQB8Q8-NQ8QJ8-M8QMN]
MSC1210的GPRS无线通信系统设计引言 近年来,通信技术和网络技术的迅速发展,特别是无线通信技术的发展,使得电力系统的自动化程度进一步提高。GSM 网络出现后，技术人员很快把GSM模块嵌入到各种仪表仪器中，如多功能电能表、故障测录仪、抄表系统和用电负荷监控等，从而使这些仪表仪器具有远程通信功能。 GPRS是在现有GSM系统上发展出来的一种新的数据承载业务,支持TCP/IP协议，可以与分组数据网（Internet等）直接互通。GPRS无线传输系统的应用范围非常广泛，几乎可以涵盖所有的中低业务和低速率的数据传输，尤其适合突发的小流量数据传输业务。 本文设计的GPRS无线通信模块，内嵌了TCP/IP协议，采用工业级的GPRS模块，适用于单片机数据采集传输系统没有TCP/IP协议栈，但使用串口通信的情况。 1 GPRS通信原理及应用特点 GPRS简介 GPRS是通用无线分组业务（General Packet Radio System）的缩写，是介于第二代和第三代之间的一种技术，通常称为2.5G。GPRS采用与GSM相同的频段、频带宽度、突发结构、无线调制标准、跳频规则以及相同的TDMA
帧结构。因此，在GSM系统的基础上构建GPRS系统时，GSM系统中的绝大部分部件都不需要作硬件改动，只需作软件升级。有了GPRS，用户的呼叫建立时间大大缩短，几乎可以做到“永远在线”。此外， GPRS是以营运商传输的数据量而不是连接时间为基准来计费，从而令每个用户的服务成本更低。 基本工作原理 GPRS是在原有的基于电路交换（CSD）方式的GSM网络上引入两个新的网络节点： GPRS服务支持节点(SGSN)和网关支持节点（GGSN）。SGSN和MSC在同一等级水平，并跟踪单个MS的存储单元实现安全功能和接入控制，并通过帧中继连接到基站系统。GGSN支持与外部分组交换网的互通，并经由基于IP的GPRS骨干网和SGSN连通。图1给出了GPRS 与Internet连接原理框图。 GPRS终端通过接口从客户系统取得数据，处理后的GPRS分组数据发送到GSM基站。分组数据经SGSN封装后，SGSN通过GPRS骨干网与网关支持接点GGSN进行通信。GGSN对分组数据进行相应的处理，再发送到目的网络，如Internet 或网络。 若分组数据是发送到另一个GPRS终端，则数据由GPRS骨干网发送到SGSN，再经BSS发送到GPRS终端。 2 嵌入式GPRS通信系统的实现 GPRS模块的硬件设计
1.1电路硬件设计基础 1.1.1电路设计 硬件电路设计原理 嵌入式系统的硬件设计主要分3个步骤：设计电路原理图、生成网络表、设计印制电路板，如下图所示。 图1-1硬件设计的3个步骤 进行硬件设计开发，首先要进行原理图设计，需要将一个个元器件按一定的逻辑关系连接起来。设计一个原理图的元件来源是“原理图库”，除了元件库外还可以由用户自己增加建立新的元件，用户可以用这些元件来实现所要设计产品的逻辑功能。例如利用Protel 中的画线、总线等工具，将电路中具有电气意义的导线、符号和标识根据设计要求连接起来，构成一个完整的原理图。 原理图设计完成后要进行网络表输出。网络表是电路原理设计和印制电路板设计中的一个桥梁，它是设计工具软件自动布线的灵魂，可以从原理图中生成，也可以从印制电路板图中提取。常见的原理图输入工具都具有Verilog/VHDL网络表生成功能，这些网络表包含所有的元件及元件之间的网络连接关系。 原理图设计完成后就可进行印制电路板设计。进行印制电路板设计时，可以利用Protel 提供的包括自动布线、各种设计规则的确定、叠层的设计、布线方式的设计、信号完整性设计等强大的布线功能，完成复杂的印制电路板设计，达到系统的准确性、功能性、可靠性设计。 电路设计方法(有效步骤) 电路原理图设计不仅是整个电路设计的第一步，也是电路设计的基础。由于以后的设计工作都是以此为基础，因此电路原理图的好坏直接影响到以后的设计工作。电路原理图的具体设计步骤，如图所示。
图1-2原理图设计流程图 （1）建立元件库中没有的库元件 元件库中保存的元件只有常用元件。设计者在设计时首先碰到的问题往往就是库中没有原理图中的部分元件。这时设计者只有利用设计软件提供的元件编辑功能建立新的库元件，然后才能进行原理图设计。 当采用片上系统的设计方法时，系统电路是针对封装的引脚关系图，与传统的设计方法中采用逻辑关系的库元件不同。 （2）设置图纸属性 设计者根据实际电路的复杂程度设置图纸大小和类型。图纸属性的设置过程实际上是建立设计平台的过程。设计者只有设置好这个工作平台，才能够在上面设计符合要求的电路图。 （3）放置元件 在这个阶段，设计者根据原理图的需要，将元件从元件库中取出放置到图纸上，并根据原理图的需要进行调整，修改位置，对元件的编号、封装进行设置等，为下一步的工作打下基础。 （4）原理图布线 在这个阶段，设计者根据原理图的需要，利用设计软件提供的各种工具和指令进行布线，将工作平面上的元件用具有电气意义的导线、符号连接起来，构成一个完整的原理图。 （5）检查与校对 在该阶段，设计者利用设计软件提供的各种检测功能对所绘制的原理图进行检查与校对，以保证原理图符合电气规则，同时还应力求做到布局美观。这个过程包括校对元件、导线位置调整以及更改元件的属性等。 （6）电路分析与仿真 这一步，设计者利用原理图仿真软件或设计软件提供的强大的电路仿真功能，对原理图的性能指标进行仿真，使设计者在原理图中就能对自己设计的电路性能指标进行观察、测试，从而避免前期问题后移，造成不必要的返工。
STM32的基本系统主要涉及下面几个部分： 1、电源 1)、无论是否使用模拟部分和AD部分，MCU外围出去VCC和GND，VDDA、VSSA、Vref(如果封装有该引脚)都必需要连接，不可悬空； 2)、对于每组对应的VDD和GND都应至少放置一个104的陶瓷电容用于滤波，并接该电容应放置尽量靠近MCU； 2、复位、启动选择 1)、Boot引脚与JTAG无关。其仅是用于MCU启动后，判断执行代码的起始地址； 2)、在电路设计上可能Boot引脚不会使用，但要求一定要外部连接电阻到地或电源，切不可悬空； 3、调试接口 4、ADC 1)、ADC是有工作电压的，且与MCU的工作电压不完全相同。MCU工作电压可以到2.0V～3.6V，但ADC模块工作的电压在2.4V～3.6V。设计电路时需要注意。 5、时钟 1)、STM32上电默认是使用内部高速RC时钟(HSI)启动运行，如果做外部时钟(HSE)切换，外部时钟是不会运行的。因此，判断最小系统是否工作用示波器检查OSC是否有时钟信号，是错误的方法； 2)、RTC时钟要求使用的32.768振荡器的寄生电容是6pF，这个电容区别于振荡器外部接的负载电容； 5、GPIO 1)、IO推动LED时，建议尽量考虑使用灌电流的方式。 2)、在Stop等低功耗模式下，为了更省电，通常情况下建议GPIO配置为带上拉的输出模式，输出电平由外部电路决定； 6、FSMC 1)、对应100pin或144pin,FSMC的功能与I2C是存在冲突的，如果FSMC时钟打开，I2C 1的硬件模式无法工作。这在STM32F10xxx的勘误表中是有描述的。 ST官方推荐的几大主流开发板的原理图，在画电路的时候可以做为参考依据： 1、IAR https://www.doczj.com/doc/8c1960547.html, 1)、STM32F103RBT6 点击此处下载ourdev_606049.pdf(文件大小:208K)(原文件名:IAR_STM32_SK_revB.pdf)
计算机科学与技术学院 课程设计报告（2014—2015学年第2 学期） 课程名称：基于WIFI 模块的无线测温传输系统 班级：电子1204班 学号： P1402120404，P1402120430 姓名：陈磊周艳奎 指导教师: 武晓光胡方强包亚萍袁建华毛钱萍 2015年07月
1.系统总体设计 本章主要内容是论述基于51单片机的温度采集系统的总体设计以及方案论证。本系统由单片机、温度信号采集与A/D转换、人机交互、电源系统单元、通信单元五部分组成，功能模块具体实现的器件的不同，将直接影响整个系统的性能及成本，为了达到高效、实用的目的，在系统设计之前的方案论证是十分重要的。 2.本系统工作流程 单片机：该部分的功能不仅包括向温度传感器写入各种控制命令、读取温度数据、数据处理。单片机是整个系统的控制核心及数据处理核心。
数字温度传感器DS18B20：本部分的主要作用是用传感器检测模拟环境中的温度信号， 温度传感器上电流将随环境温度值线性变化。再把电流信号转换成电压信号，使用A/D转换器将模拟电压信号转换成单片机能够进行数据处理的数字电压信号，本设计采用的是数字温度传感器，以上过程都在温度传感器内部完成。 电源系统单元：本单元的主要功能是为单片机提供适当的工作电源，同时也为其他模块提供电源。在本设计当中，电源系统输出+5 V 的电源。 3.单片机主控单元 本部分主要介绍单片机最小系统的设计。单片机系统的扩展，一般是以基本最小系统为基础的。所谓最小系统，是指一个真正可用的单片机最小配置系统，对于片内带有程序存储器的单片机，只要在芯片外接时钟电路和复位电路就是一个小系统了。小系统是嵌入式系统开发的基石。本电路的小系统主要由三部分组成，一块AT89S51芯片、复位电路及时钟电路。 AT89S51单片机：AT89S51是美国ATMEL公司生产的低功耗，高性能CMOS 8位单片机，器件采用ATMEL公司的高密度，非易失性存储技术生产，兼容标准8051指令系统及引脚。4K字节可系统编程的Flash程序存储器，128字节内部RAM，32个I/O口线，看门狗(WDT)，两个数据指针，两个16位定时/计数器，一个5向量两级中断结构，一个全双工串行通信口，片内振荡器及时钟电路。同时，AT89S51可降至0Hz的静态逻辑操作，并支持两种软件可选的节电工作模式，空闲方式停止CPU的工作，但允许RAM、定时/计数器、串行通信口及中断系统继续工作。掉电方式保存RAM中的内容，但振荡器停止工作，并禁止其它所有部件工作，直到下一个硬件复位。 P0是一个8 位双向I/O 端口，端口置1时作高阻抗输入端，作为输出口时能驱动8 个TTL电平。对内部Flash 程序存储器编程时，接收指令字节；校验程序时输出指令字节，需要接上拉电阻。在访问外部程序和外部数据存储器时，P0口是分时转换的地址(低8 位)/数据总线，访问期间内部的上拉电阻起作用。 P1是一个带有内部上拉电阻的8 位准双向I/0 端口。输出时可驱动4 个TTL电平。端口置1 时，内部上拉电阻将端口拉到高电平作输入用。对内部Flash 程序存储器编程时，接收低8 位地址信息。 P2是一个带有内部上拉电阻的8 位准双向I/0 端口。输出时可驱动4 个TTL电平。端口置1 时，内部上拉电阻将端口拉到高电平作输入用。对内部Flash 程序存储器编程时，接收高8 位地址和控制信息。在访问外部程序和16 位外部数据存储器时，P2口送出高8 位地址。而在访问8位地址的外部数据存储器时其引脚上的内容在此期间不会改变。 P3是一个带有内部上拉电阻的8 位准双向I/0 端口。输出时可驱动4 个TTL电平。端口置1 时，内部上拉电阻将端口拉到高电平作输入用。对内部Flash 程序存储器编程时，
MSC1210的GPRS无线通信系统设计 引言 近年来,通信技术和网络技术的迅速发展,特别是无线通信 技术的发展,使得电力系统的自动化程度进一步提高。GSM网络出现后，技术人员很快把GSM模块嵌入到各种仪表仪器中，如多功能电能表、故障测录仪、抄表系统和用电负荷监控等，从而使这些仪表仪器具有远程通信功能。 GPRS是在现有GSM系统上发展出来的一种新的数据承载业务,支持TCP/IP协议，可以与分组数据网（Internet等）直接互通。GPRS无线传输系统的应用围非常广泛，几乎可以涵盖所有的中低业务和低速率的数据传输，尤其适合突发的小流量数据传输业务。 本文设计的GPRS无线通信模块，嵌了TCP/IP协议，采用工业级的GPRS模块，适用于单片机数据采集传输系统没有TCP/IP协议栈，但使用串口通信的情况。 1 GPRS通信原理及应用特点 1.1 GPRS简介 GPRS是通用无线分组业务（General Packet Radio System）的缩写，是介于第二代和第三代之间的一种技术，通常称为2.5G。GPRS采用与GSM相同的频段、频带宽度、突发结构、无线调制标准、跳频规则以及相同的TDMA帧结构。因此，在GSM系统的基础上构建GPRS系统时，GSM系统中的绝大部
分部件都不需要作硬件改动，只需作软件升级。有了GPRS，用户的呼叫建立时间大大缩短，几乎可以做到“永远在线”。此外， GPRS是以营运商传输的数据量而不是连接时间为基准来计费，从而令每个用户的服务成本更低。 1.2 基本工作原理 GPRS是在原有的基于电路交换（CSD）方式的GSM网络上引入两个新的网络节点： GPRS服务支持节点(SGSN)和网关支持节点（GGSN）。SGSN和MSC在同一等级水平，并跟踪单个MS的存储单元实现安全功能和接入控制，并通过帧中继连接到基站系统。GGSN支持与外部分组交换网的互通，并经由基于IP的GPRS骨干网和SGSN连通。图1给出了GPRS与Internet连接原理框图。 GPRS终端通过接口从客户系统取得数据，处理后的GPRS分组数据发送到GSM基站。分组数据经SGSN封装后，SGSN通过GPRS骨干网与网关支持接点GGSN进行通信。GGSN对分组数据进行相应的处理，再发送到目的网络，如Internet或X.25网络。 若分组数据是发送到另一个GPRS终端，则数据由GPRS骨干网发送到SGSN，再经BSS发送到GPRS终端。 2 嵌入式GPRS通信系统的实现 2.1 GPRS模块的硬件设计
平台的选择很多时候和系统选择的算法是相关的，所以如果要提高架构，平台的设计能力，得不断提高自身的算法设计，复杂度评估能力，带宽分析能力。 常用的主处理器芯片有：单片机，ASIC，RISC(DEC Alpha、ARC、ARM、MIPS、PowerPC、SPARC和SuperH )，DSP和FPGA等，这些处理器的比较在网上有很多的文章，在这里不老生常谈了，这里只提1个典型的主处理器选型案例。 比如市场上现在有很多高清网络摄像机（HD-IPNC）的设计需求，而IPNC的解决方案也层出不穷，TI的解决方案有DM355、DM365、DM368等，海思提供的方案则有Hi3512、Hi3515、Hi3520等，NXP提供的方案有PNX1700、PNX1005等。 对于HD-IPNC的主处理芯片，有几个主要的技术指标：视频分辨率，视频编码器算法，最高支持的图像抓拍分辨率，CMOS的图像预处理能力，以及网络协议栈的开发平台。 Hi3512单芯片实现720P30 编解码能力，满足高清IP Camera应用, Hi3515可实现1080P30的编解码能力，持续提升高清IP Camera的性能。 DM355单芯片实现720P30 MPEG4编解码能力，DM365单芯片实现720P30 编解码能力, DM368单芯片实现1080P30 编解码能力。 DM355是2007 Q3推出的，DM365是2009 Q1推出的，DM368是2010 Q2推出的。海思的同档次解决方案也基本上与之同时出现。 海思和TI的解决方案都是基于linux，对于网络协议栈的开发而言，开源社区的资源是没有区别的，区别的只在于芯片供应商提供的SDK开发包，两家公司的SDK离产品都有一定的距离，但是linux的网络开发并不是一个技术难点，所以并不影响产品的推广。 作为IPNC的解决方案，在720P时代，海思的解决方案相对于TI的解决方案，其优势是支持了编解码算法，而TI只支持了MPEG4的编解码算法。虽然在2008年初，MPEG4的劣势在市场上已经开始体现出来，但在当时这似乎并不影响DM355的推广。 对于最高支持的图像抓拍分辨率，海思的解决方案可以支持支持JPEG抓拍3M Pixels@5fps，DM355最高可以支持5M Pixels，虽然当时没有成功的开发成5M Pixel的抓拍（内存分配得有点儿问题，后来就不折腾了），但是至少4M Pixel 的抓拍是实现了的，而且有几个朋友已经实现了2560x1920这个接近5M Pixel 的抓拍，所以在这一点上DM355稍微胜出。 因为在高清分辨率下，CCD传感器非常昂贵，而CMOS传感器像原尺寸又做不大，导致本身在低照度下就性能欠佳的CMOS传感器的成像质量在高分辨率时变差，
第三章硬件基础知识学习 通过上一课的学习，我们貌似成功的点亮了一个LED小灯，但是还有一些知识大家还没有 彻底明白。单片机是根据硬件电路图的设计来写代码的，所以我们不仅仅要学习编程知识，还有硬件知识，也要进一步的学习，这节课我们就要来穿插介绍电路硬件知识。 3.1 电磁干扰EMI 第一个知识点，去耦电容的应用，那首先要介绍一下去耦电容的应用背景，这个背景就是电磁干扰，也就是传说中的EMI。 1、冬天的时候，尤其是空气比较干燥的内陆城市，很多朋友都有这样的经历，手触碰到电脑外壳、铁柜子等物品的时候会被电击，实际上这就是“静电放电”现象，也称之为ESD。 2、不知道有没有同学有这样的经历，早期我们使用电钻这种电机设备，并且同时在听收音机或者看电视的时候，收音机或者电视会出现杂音，这就是“快速瞬间群脉冲”的效果，也称之为EFT。 3、以前的老电脑，有的性能不是很好，带电热插拔优盘、移动硬盘等外围设备的时候，内部会产生一个百万分之一秒的电源切换，直接导致电脑出现蓝屏或者重启现象，就是热插拔的“浪涌”效果，称之为Surge... ... 电磁干扰的内容有很多，我们这里不能一一列举，但是有些内容非常重要，后边我们要一点点的了解。这些问题大家不要认为是小问题，比如一个简单的静电放电，我们用手能感觉到的静电，可能已经达到3KV以上，如果用眼睛能看得到的，至少是5KV了，只是因为 这个电压虽然很高，电量却很小，因此不会对人体造成伤害。但是我们应用的这些半导体元器件就不一样了，一旦瞬间电压过高，就有可能造成器件的损坏。而且，即使不损坏，在2、3里边介绍的两种现象，也严重干扰到我们正常使用电子设备了。 基于以上的这些问题，就诞生了电磁兼容(EMC)这个名词。这节课我们仅仅讲一下去耦
硬件电路设计基础知识 Document serial number【LGGKGB-LGG98YT-LGGT8CB-LGUT-
硬件电子电路基础
第一章半导体器件 §1-1 半导体基础知识一、什么是半导体
半导体就是导电能力介于导体和绝缘体之间的物质。（导电能力即电导率）（如：硅Si 锗Ge等＋4价元素以及化合物） 二、半导体的导电特性 本征半导体――纯净、晶体结构完整的半导体称为本征半导体。 硅和锗的共价键结构。（略） 1、半导体的导电率会在外界因素作用下发生变化 掺杂──管子 温度──热敏元件 光照──光敏元件等 2、半导体中的两种载流子──自由电子和空穴 自由电子──受束缚的电子（－） 空穴──电子跳走以后留下的坑（＋） 三、杂质半导体──N型、P型 （前讲）掺杂可以显着地改变半导体的导电特性，从而制造出杂质半导体。 N型半导体（自由电子多） 掺杂为＋5价元素。如：磷；砷 P──＋5价使自由电子大大增加 原理： Si──＋4价 P与Si形成共价键后多余了一个电子。 载流子组成：
o本征激发的空穴和自由电子──数量少。 o掺杂后由P提供的自由电子──数量多。 o空穴──少子 o自由电子──多子 P型半导体（空穴多） 掺杂为＋3价元素。如：硼；铝使空穴大大增加 原理： Si──＋4价 B与Si形成共价键后多余了一个空穴。 B──＋3价 载流子组成： o本征激发的空穴和自由电子──数量少。 o掺杂后由B提供的空穴──数量多。 o空穴──多子 o自由电子──少子 结论：N型半导体中的多数载流子为自由电子； P型半导体中的多数载流子为空穴。 §1-2 PN结 一、PN结的基本原理 1、什么是PN结 将一块P型半导体和一块N型半导体紧密第结合在一起时，交界面两侧的那部分区域。
工业大学 计算机科学与技术学院 Project3课程设计 2014-2015学年第二学期 班级：浦电子1203 组员： 组员学号： 指导老师：武晓光，胡方强，包亚萍 袁建华，毛钱萍 2015年7月8日
目录 第一章阶段任务 第二章基于WIFI模块的无线数据传输的原理 1.1 时钟模块 1.2 最小单片机系统的原理 1.3 温度传感器DS18B20 1.4 串口 1.5 WIFI模块 第三章基于WIFI模块的无线数据传输的实现 2.1 WIFI模块设置 2.2 串口部分设置 2.3 调试与运行过程 第四章程序与框图 第五章小结
第一章阶段任务：
第四阶段：2天（2天）写报告 第二章基于WIFI模块的无线数据传输的原理 １．１时钟DS1302模块： 电路原理图：DS1302与单片机的连接也仅需要3条线：CE引脚、SCLK串行时钟引脚、I/O 串行数据引脚，Vcc2为备用电源，外接32.768kHz晶振，为芯片提供计时脉冲。 读写时序说明：DS1302是SPI总线驱动方式。它不仅要向寄存器写入控制字，还需要读取相应寄存器的数据。控制字总是从最低位开始输出。在控制字指令输入后的下一个SCLK时钟的上升沿时，数据被写入DS1302，数据输入从最低位（ 0位）开始。同样，在紧跟8位的控制字指令后的下一个SCLK脉冲的下降沿，读出DS1302的数据，读出的数据也是从最低位到最高位。数据读写时序如图
１．２单片机最小系统的原理： 说明 复位电路:由电容串联电阻构成,由图并结合"电容电压不能突变"的性质,可以知道,当系统一上电,RST脚将会出现高电平,并且,这个高电平持续的时间由电路的RC值来决定.典型的51单片机当RST脚的高电平持续两个机器周期以上就将复位,所以,适当组合RC的取值就可以保证可靠的复位. 晶振电路:典型的晶振取11.0592MHz(因为可以准确地得到9600波特率和19200波特率,用于有串口通讯的场合)/12MHz(产生精确的uS级时歇,方便定时操作) 单片机:一片AT89S51/52或其他51系列兼容单片机 特别注意:对于31脚(EA/Vpp),当接高电平时,单片机在复位后从部ROM的0000H开始执行;当接低电平时,复位后直接从外部ROM的0000H开始执行. １．３温度传感器DS18B20的原理（连接到单片机最小系统，并将温度发送给WIFI模块)：
GPRS无线通信系统 设计方案 1
MSC1210的GPRS无线通信系统设计 引言 近年来,通信技术和网络技术的迅速发展,特别是无线通信技术的发展,使得电力系统的自动化程度进一步提高。GSM网络出现后,技术人员很快把GSM模块嵌入到各种仪表仪器中,如多功能电能表、故障测录仪、抄表系统和用电负荷监控等,从而使这些仪表仪器具有远程通信功能。 GPRS是在现有GSM系统上发展出来的一种新的数据承载业务,支持TCP/IP协议,能够与分组数据网(Internet等)直接互通。GPRS无线传输系统的应用范围非常广泛,几乎能够涵盖所有的中低业务和低速率的数据传输,特别适合突发的小流量数据传输业务。 本文设计的GPRS无线通信模块,内嵌了TCP/IP协议,采用工业级的GPRS模块,适用于单片机数据采集传输系统没有TCP/IP协议栈,但使用串口通信的情况。
1 GPRS通信原理及应用特点 1.1 GPRS简介 GPRS是通用无线分组业务(General Packet Radio System)的缩写,是介于第二代和第三代之间的一种技术,一般称为2.5G。GPRS采用与GSM相同的频段、频带宽度、突发结构、无线调制标准、跳频规则以及相同的TDMA帧结构。因此,在GSM系统的基础上构建GPRS系统时,GSM系统中的绝大部分部件都不需要作硬件改动,只需作软件升级。有了GPRS,用户的呼叫建立时间大大缩短,几乎能够做到”永远在线”。另外, GPRS是以营运商传输的数据量而不是连接时间为基准来计费,从而令每个用户的服务成本更低。 1.2 基本工作原理 GPRS是在原有的基于电路交换(CSD)方式的GSM网络上引入两个新的网络节点: GPRS服务支持节点(SGSN)和网关支持节点(GGSN)。SGSN和MSC在同一等级水平,并跟踪单个MS的存储单元实现安全功能和接入控制,并经过帧中继连接到基站系统。GGSN支持与外部分组交换网的互通,并经由基于IP的GPRS骨干网和SGSN连通。图1给出了GPRS与Internet连接原理框图。 3
硬件电路原理图设计审核思路和方法 1、详细理解设计需求，从需求中整理出电路功能模块和性能指标要 求； 2、根据功能和性能需求制定总体设计方案，对CPU进行选型，CPU 选型有以下几点要求： a）性价比高； b）容易开发：体现在硬件调试工具种类多，参考设计多，软件资源丰富，成功案例多； c）可扩展性好； 3、针对已经选定的CPU芯片，选择一个与我们需求比较接近的成功 参考设计，一般CPU生产商或他们的合作方都会对每款CPU芯片做若干开发板进行验证，比如440EP就有yosemite开发板和 bamboo开发板，我们参考得是yosemite开发板，厂家最后公开给用户的参考设计图虽说不是产品级的东西，也应该是经过严格验证的，否则也会影响到他们的芯片推广应用，纵然参考设计的外围电路有可推敲的地方，CPU本身的管脚连接使用方法也绝对是值得我们信赖的，当然如果万一出现多个参考设计某些管脚连接方式不同，可以细读CPU芯片手册和勘误表，或者找厂商确认；另外在设计之前，最好我们能外借或者购买一块选定的参考板进行软件验证，如果没问题那么硬件参考设计也是可以信赖的；但要注意一点，现在很多CPU 都有若干种启动模式，我们要选一种最适合的启动模式，或者做成兼容设计；
4、根据需求对外设功能模块进行元器件选型，元器件选型应该遵守 以下原则： a）普遍性原则：所选的元器件要被广泛使用验证过的尽量少使用冷偏芯片，减少风险； b）高性价比原则：在功能、性能、使用率都相近的情况下，尽量选择价格比较好的元器件，减少成本； c）采购方便原则：尽量选择容易买到，供货周期短的元器件； d）持续发展原则：尽量选择在可预见的时间内不会停产的元器件；e）可替代原则：尽量选择pin to pin兼容种类比较多的元器件；f）向上兼容原则：尽量选择以前老产品用过的元器件； g）资源节约原则：尽量用上元器件的全部功能和管脚； 5、对选定的CPU参考设计原理图外围电路进行修改，修改时对于每 个功能模块都要找至少3个相同外围芯片的成功参考设计，如果找到的参考设计连接方法都是完全一样的，那么基本可以放心参照设计，但即使只有一个参考设计与其他的不一样，也不能简单地少数服从多数，而是要细读芯片数据手册，深入理解那些管脚含义，多方讨论，联系芯片厂技术支持，最终确定科学、正确的连接方式，如果仍有疑义，可以做兼容设计；这是整个原理图设计过程中最关键的部分，我们必须做到以下几点： a）对于每个功能模块要尽量找到更多的成功参考设计，越难的应该越多，成功参考设计是“前人”的经验和财富，我们理当借鉴吸收，站在“前人”的肩膀上，也就提高了自己的起点；
M无线模块数据传输集团标准化小组：[VVOPPT-JOPP28-JPPTL98-LOPPNN]
315M无线模块数据传输常用的近距离无线传输有很多种方式：1）CC1100/NRF905433MHz无线收发模块；2）NRF24012.4GHz无线收发模块；3）蓝牙模块；4）Zigbee系列无线模块；以上1/2/3模块，一个大概要几十块钱，一套加起来要一百多块，4就更贵了，单个就要上百块钱。 而常用的315M遥控模块就便宜很多了，收发一套淘宝上才卖8块钱。这种模块用途极其广泛，例如遥控开关/汽车/门禁/防盗等，大部分是配合2262/2272编解码芯片实现开关的功能。如果能够利用315M模块实现数据传输，透明传输串口数据，那将是无线数据传输最廉价的方式。 就是这种模块，不带编码解码芯片的，淘宝价一套8块钱： 发送电路图，使用声表，工作稳定： 接收电路图，超外差接收，用了一片LM358：试验一：单片机串口发送端TX直接接315M发送模块的TXD，另外一个串口的接收端RX直接接315M 接收模块的DATE输出端： 结果如上图所示，串口发送单字节0x50的时候，串口TX端的波形如上图上半部分所示，一个开始位，一个停止位，8个数据位（低位在前高位在后）。下半部分是通过315M模块无线传输之后，在串口接收端RX收到的波形。接收下来之后，发现数据传输错误，发送0x50，收到的是 0x05，发0x40收到0x01，发送0x41收到0x50，发送0x42收到0x28。传输错误的原因：在有数据时候，波形是正确的。但是串口TX端在空闲的时候，是高电平状态，而通过315M无线传输之后，空闲时候却是低电平状态！结果就是接收电路读出的数据错开了一位，数据传输错误。试
基于GPRS的无线通信模块的原理及设计 [摘要] 文章给出了一种利用GPRS技术进行无线通信的模块原理及设计。从而使传统的串口通讯扩展为GPRS无线网络通讯,实现串口设备的快速无线联网。 [关键词] 无线通信模块GPRSGSMRS232TCP/IP微控制器(MCU) 一、引言 如今通信技术、电子技术飞速进步,智能化建设不断发展,越来越多的设备都有了联网的需求。并且有大量的数据需要即时传输,很多场合有线连接的方式已经不能满足人们的需要,而无线接入方式具有方便、快捷和廉价的特点。弥补了有线方式的不足。GPRS网络以其覆盖面广泛,可持续利用和开发的优点,为无线接入产品提供了一个广阔的平台。 GPRS(GeneralPacketRadioService),也叫通用分组无线业务,是在现有的GSM 移动通信系统基础之上发展起来的一种移动分组数据业务。GPRS通过在GSM 数字移动通信网络中引入分组交换功能实体,以支持采用分组方式进行的数据传输。GPRS系统可以看作是对原有的GSM电路交换系统进行的业务扩充,以满足用户利用移动终端接入Internet或其它分组数据网络的需求。 如下内容给出了一种基GPRS的无线通信模块的设计方案,该模块变传统的串口通讯为GPRS无线接入。实现串口设备的快速无线上网,可以方便地使采集设备与控制设备或计算机连接,完成数据的GSM网络的无线接入和Internet传输。为需要无线接入网络的设备提供了一个解决方案。 二、模块工作原理 1.GPRS网络原理 GSM—GPRS通过在原GSM网络基础上增加一系列功能实体来实现对分组数据的传输。新增功能实体和软件升级后的原GSM功能实体组成GSM-GPRS 网络,作为独立的网络实体完成GPRS数据业务,原GSM网络则完成电路业务。GPRS网络与GSM原网络通过一系列的接口协议共同完成对移动台的移动性管理功能。 GPRS新增如下功能实体: 服务GPRS支持节点(SGSN.Serving GPRSSupportNode)其功能为处理话务、路由寻址、手机移动性管理、鉴权和加密、计费和统计。 网关GPRS支持节点(GGSN GatewayGPRSSupportNode ),其功能为GPRS话