基于SIM868的SCR系统远程测控单元设计外文翻译资料
2022-11-04 04:11
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SIM868硬件手册 V1.0
通常认为SIMCom为他们的顾客提供数据服务，努力支持使用SIMCom自行设计的产品的应用程序和工程。被提供的信息是基于顾客提供给SIMCom的特殊要求。SIMCom不承担任何对额外的相关信息的独立研究，包括可能关于顾客的个人财产的任何信息。此外，SIMCom设计的这款产品的系统验证由客户或客户系统的工程师负责。此中所有的说明书可能会改变。
- 介绍
这篇文档详细地描述SIM868硬件的接口。文档可以帮助用户快速了解sim868接口规格，电气和机械的细节。随着这一文件和其他sim868笔记应用，帮助客户导向，客户可以使用sim868迅速设计各种应用。
- SIM868 概述
面向全球市场，sim868集成了一个高性能的GSM / GPRS引擎和导航引擎。sim868是一款四频GSM/GPRS模块，工作在频率GSM 850MHz，EGSM 900MHz，DCS 1800MHz 和PCS 1900MHz。SIM868特点GPRS多时隙等级 12/10 (可选)，并且支持编码方案CS-1, CS-2, CS-3 和 CS-4。
GNSS（全球导航卫星系统）解决方案提供了最好的捕获和跟踪灵敏度，首次定位时间（TTFF）和精度。
在一个17.6*15.7*2.3mm小的装置里，SIM868可以满足客户几乎所有的关于空间的要求，例如智能手机，掌上电脑，和其他移动设备。
sim868是一个有77贴片的SMT（表面组装技术）加LGA（栅格阵列封装）的盒子，并提供所有的模块和客户的板之间的硬件接口。
●一个3线串行口和一个全调制解调器串口；
●可用于调试和升级固件的USB接口；
●包括麦克风输入和两个扬声器输出的音频信道；
●可编程的通用输入输出；
●两个SIM卡接口；
●支持GNSS功能；
●SD卡接口；
●12C接口；
●ADC接口。
SIM868拥有节电技术，所以电流消耗低至0.65 mA在睡眠模式下（GNSS发动机动力下降）。SIM868集成TCP/IP控制和扩展TCP/IP AT命令，这些对于数据传输应用非常有用。
4应用接口
4.1. 电源
对sim868供电范围为3.4V至4.4V。推荐电压4.0V。传输突发会造成电压降低，电源要求能提供充足的电流高达2A。在VBAT /GPS_VBAT输入，强烈推荐使用一个旁通电容（低等效串联电阻）例如 100micro;F。
对于VBAT/GPS_VBAT输入，强烈推荐推荐使用一个100uF钽电容（低等效串联电阻）和一个1uF~10uF陶瓷电容 CB。增加33pf和10pf电容器能有效地消除高频干扰。一个5.1v/500mw 齐纳二极管强烈推荐，二极管可以防止浪涌电压损坏芯片。这些电容器和齐纳二极管应该尽可能放在sim868 VBAT引脚。
4.1.1. 电源引脚
引脚34和引脚35是GPS_VBAT和VBAT的输入；引脚36和引脚37接地电源。当模块正常运行时VDD_EXT输出为2.8V。在用户应用中设计电源时，要特别注意功率损耗。即便当发射脉冲时电流消耗上升至2A时，确保输入电压不低于3.0v。如果电源电压低于3.0V，该模块会自动关闭。印制电路板从VBAT引脚到电源的走线必须足够宽（至少60mil），用于当发射脉冲时减少电压降低。电源IC和旁路电容应放在尽可能接近的模块。
4.2 SIM868电源开关
4.2.1. SIM868电源开
下拉PWRKEY引脚一秒然后释放来接通电源。在模块内部该引脚电压已拉到3V，所以在外部上拉是不必要的。
当通电程序完成，sim868将发送以下URC表明模块准备以固定波特率操作。
RDY
这个URC在自动调整波特功能开启时不会出现。
提示：客户可以使用AT命令“AT IPR=x”去设定固定波特率和将配置保存到非易失性闪存。当配置保存为固定波特率后，当每一次SIM868通电时，代码“RDY”会被释放到每一个串口。
4.2.2 SIM868失电
SIM868会在以下几种情况下断电：
●正常关机步骤：通过PWRKEY关闭SIM868。
●正常关机步骤：关机sim868 AT命令“在 cpowd = 1”。
●异常断电：过压或欠压自动断电。
●异常断电：过热或低温自动断电。
注意：硬件失电电压是3伏。
4.2.2.1.通过PWRKEY关闭SIM868
客户可以通过下拉PWRKEY引脚一秒然后释放来关闭SIM868.请参阅电源电路.断电时间由下图解释
注意
- 在下拉PWERKEY33秒后 模块将会重启。
- 在STATUS改至低位并且PWRKEY释放55ms之后VDD_EXT将会断电。
当T1大于1秒小于2秒时，T2大于2S；
当T1大于等于两秒小于33秒时，T2大于T1 55ms
在断电工作完成之前，模块将会发送URC指令：正常断电，
在这一刻AT指令不能再被执行。断电模式也可通过STASUS引脚表示，在STATUS引脚在低位的时候。
4.2.2.2. 由AT指令使SIM868断电
SIM868可以通过AT指令 “AT CPOWD=1”断电。这个过程使模块在网络注销并且允许软件进入安全状态，在完全关闭之前保存数据。在断电工作完成之前，模块将会发送URC指令：
正常断电，
在这一刻AT指令不能再被执行。断电模式也可通过STASUS引脚表示，在STATUS引脚在低位的时候。
4.2.2.3. 过热或低温断电
模块会持续监测模块的温度。
如果温度大于等于八十摄氏度，将会报告URC指令 CMTE: 1
如果温度小于等于零下三十摄氏度，将会报告URC指令 CMTE: 1
如果温度高于八十五摄氏度，将会报告URC指令 CMTE: 2并且自动断电
如果温度低于零下四十摄氏度，将会报告URC指令 CMTE:-2并且自动断电
在这时，AT命令不在被执行。断电模式也可由STATUS引脚指示，STATUS在低位时。
注意 ：默认温度检测被禁用，AT指令“AT CMTE”可被用于读取温度当模块运行时
4.2.2.4. 通过PWRKEY引脚重启SIM868
当模块正常工作，如果客户行重启模块，按照以下步骤1）模块断电。2）在STATUS 引脚降至低位后至少等待800ms。3）启动模块。
4.3节电模式
这里有三种可以被AT指令“AT CFUN=lt;fungt;”设定的功能模式。指令提供可以选择的功能模式lt;fungt;=0, 1, 4.
● AT CFUN=0：最小功能
● AT CFUN=1：全功能
●AT CFUN=4：飞行模式（禁用RF功能）
最小功能模式将电流消耗降至最低水平。如果SIM868由指令“AT CFUN=0”设置成最低功能，RF功能和SIM卡功能将被禁用。在这种情况下串口依然能够使用，但是部分AT指令和相关的RF功能和SIM卡功能将不能使用。
4.3.2 睡眠模式(AT CSCLK=1)
客户可用DTR信号器控制SIM868进入或退出睡眠模式。当DTR是高水平和不中断（在空气和硬件，如GPIO中断或数据在串口）SIM868将自动进入睡眠模式。在这种模式下，sim868仍然可以接收寻呼或短信网络但串行端口无法访问。
4.3.3 将SIM868从睡眠模式唤醒
当SIM868在睡眠模式1 (AT CSCLK=1)，下列方法可以唤醒模块
●下拉 DTR引脚，串口将被激活在DTR引脚被拉至低位50ms左右。
●从网络接收声音或数据呼叫
●从网络接收短讯服务
●收到外部中断
注意：模块收到来电或新短信后，串口会报告URC，但是串口不会被输入AT指令。仅在DTR引脚被拉至低位50ms后，串口才能被输入AT指令。
4.3.4.睡眠模式2 (AT CSCLK=2)
在这种模式下，SIM868将持续监测串口数据信号。当RXD信号超过5秒没有数据传输和没有空气和硬件中断（例如GPIO中断）SIM868将自动进入睡眠模式2.在这种模式下，SIM868仍然能接收来自网络的呼叫和短讯。
4.3.5 将SIM868从睡眠模式2唤醒
当SIM868进入睡眠模式2 (AT CSCLK=2)，以下几种方法能将其唤醒
●通过主串口向SIM868发送数据（第一个字符将丢失）
●从网络接收声音或者数据呼叫
●从网络接到短讯
注意：默认自动调整波特率。模块电源上没有同步串口波特率，不能进入休眠模式。
4.5串口和USB接口
SIM868默认提供一个不平衡的异步波串口。模块被设计成一个DCE(数据交流设备)。
4.5.1 串口的功能
串口
●全模式装置
●包含数据线UART1_TXD/UART1_RXD，硬件流控制线UART1_RTS/UART1_CTS，状态线 UART1_DTR、UART1_DCD和UART1_RI。
●串口也被用于GPRS服务和AT沟通。也可被用作复用功能。
●自动调整波特率支持以下几种波特率：1200, 2400, 4800, 9600, 19200, 38400, 57600 and 115200bps
自动调整波特率允许sim868自动检测主机设备的波特率。更加注意以下要求：
●DTE和DCE之间的同步：
当DCE通电并且建立自动调整波特率，建议发送 'AT' 或 'at' 或 'aT' 或'At' 去同步波特率，直到DTE收到“OK”反馈，这意味着DTE和DCE都是正确同步。想了解更多信息请输入AT指令'AT IPR'。
●自动调整波特率操作的限制：
DTE串口必须设置8位数据，无奇偶校验和1位停止位，URC指令例如 'RDY', ' CFUN: 1' 和' CPIN: READY”将不会被报告。
注意：客户可以用AT指令“AT IPR=x”去设置固定波特率并且设置会被自动保存到非易失性存储器。在装置被设定成固定波特了后，当SIM868通电时URC指令例如'RDY', ' CFUN: 1' 和 ' CPIN: READY将被报告。
4.5.3 调试接口
sim868可以通过USB接口实现软件的调试功能。在模块供电时，连接USB_VBUS, USB_DP, USB_DM,和 GND 到 电脑上。然后按照提示安装驱动程序，一个UART端口能够被电脑识别，客户可以实现软件的调试从这个UART端口。公司推荐下面的连接图：
TVS和USB数据线将少于 5pF，并且被不同格式追踪。
注意：请预留USB接口或测试点的进一步调试。
4.5.4 软件升级
客户可以通过USB或UART接口升级模块的固件。
如果通过USB接口升级，首先确保SIM868通电是必须的，并且然后连接 USB_VBUS, USB_DP, USB_DM, 和GND 到电脑上。没有必要在整个程序运行PWRKEY pin，当sim868检测USB_VBUS能正常和USB_DP 和USB_DM沟通，它会自动进入USB下载模式。
如果客户通过UART接口升级软件，强烈要求使UART1_TXD, UART1_RXD, GND和PWRKEY pin与IO连接器相连用于升级，并且 在升级时PWRKEY pin应与GND相连。
4.7.4TDD
音频信号会被射频信号干扰。耦合噪声可以通过添加33pf和10pF电容音频线过滤33pf电容可以消除GSM850 / egsm900mhz噪声，与此同时10pF电容可以消除高频噪声标准pcs1900mhz。客户应根据现场测试结果开发过滤方案。TDD噪声的键耦合干扰源是GSM天线。因此注意音频线应远离射频电缆布局、天线和VBAT pin。过滤用的旁路电容器应置于模块附近，另一组需靠近连接器。
传导噪声主要是由VBAT的下降造成的。如果音频功放是由VBAT直接加强，然后这里会容易从扬声器发出一些吱吱的杂音。所以最好把大电容和铁氧体磁珠靠近音频功放输入。
TDD噪声有接地信号。如果接地平面不好，许多高频噪声会干扰旁路电容麦克风和扬声器。所以在PCB布局良好的接地可以避免T
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