32位单片机在无线终端产品上的应用

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摘  要: 本文介绍32位微处理器在无线公话上的应用,并配合具体电路加以说明。
关键词: 无线公话;单片机;PWM

引言

  随着SIEMENS,WAVECOM,ANYDATA等外国公司在中国市场上推出了大量的GSM(含GPRS)和CDMA模块以后,无线终端产品(除手机外)应用领域一片繁荣。尤其是在车载控制,无线公话,无线远程抄表,短信无人售货等领域,这两年市场普遍看好。利用GSM或CDMA网络的SMS服务和WAP服务正在成为无线终端产品应用特色。无线模块和外部CPU的选择是该类产品成功的关键。这里,我想给大家介绍一下本人利用EPSON 32位单片机开发无线公话和无线远程抄表的体会。

EPSON 32位单片机E1C33209特点
●  高速,低功耗,低电压。
●  内核是32位RISC CPU;外部加总线控制单元,4个高速DMA,128个智能DMA,中断控制器,定时器(六个8位定时器和六个16位定时器,其中包含一个16位Watchdog定时器),一个实时时钟,四路串口,八个A/D转换器(8x10bit),8K内部RAM,高速震荡电路和PLL,低速时钟输入电路(典型为32.768KHz)等。
●  有13个可共享的输入端口,39个可共享的I/O端口。
●  24根地址总线,16位外部数据总线(8位或16位可选),提供多个片选信号。
●  电源电压:内核为1.8V~3.6V,外部I/O为1.8V~5.5V。
●  功耗:SLEEP模式下为4mW,HALT模式下为100mW,正常运行模式下为230mW。
●  QFP5-128或QFP15-128塑封。
●  价格便宜。
●  完全支持C语言编程;提供灵活的在线调试环境;可支持iTRON操作系统;有丰富的可选软件和例程,易学易用。

无线公话介绍
  无线公话是利用联通(移动)现有GSM网络、IP网关、193长途网的基础上,通过无线公话设备作为接入媒介,以固定的场所和有人职守或无人值守的方式为公众提供以长途和IP电话服务的一种电信经营模式。

有人值守型主要有:
(1) 一体式接入终端主机(包含接入、通话和双面实时显示计费功能)、稳压电源、GSM900/1800MHz天线(可内置)。
(2) 单路(或多路)无线接入终端设备。其中包括:单路(或多路)无线接入固定台(主机)、GSM900/1800MHz 天线(可内置)、稳压电源、能够采用集中费率管理的标准双面计费器、标准电话机。
无人值守型主要有: 

一体式接入终端主机(包含接入、通话功能)、GSM900/1800MHz天线(可内置)。

无线公话由于不受线路的限制,故可以放到任意想要放置的地方。比如在远郊的**,学校等。而采用走长途IP线路,就是想在价格上和有线公话能够有竞争优势。如此看来,无线公话在手机终端价格越来越下跌的今天,具有非常广阔的应用前景。

应用实例分析
  本人设计的无人值守无线话机主要由控制板、电源板(包括AC/DC转换和蓄电池)、键盘(4X4矩阵)、液晶显示器(128X64点阵)、GSM天线、通话手柄和机壳组成。控制板采用EPSON的32位微处理器E1C33209作CPU,GSM无线模块采用SIEMENS的TC35,软件编程采用标准C语言。
本设备需要完成汉字显示、终端监控、终端拨号通话、终端参数设置、终端网络管理,掉电数据保护等软件功能,程序代码应在64K以上。采用一片4Mb FLASH程序存储器HY29F400(如图1 D9),不仅能够实现在线编程、在线调试,而且还有足够的空间用于程序和数据,也留有足够的空间准备以后的软件升级。

  本设备还用一片32K外部SRAM(如图1 D8),再加8K CPU内部RAM作为随机存储器。由于CPU内核电源必须要用3.3V或以下电源,而通用低价的液晶显示器常用5V电源工作,故此电路设计采用3.3V(VDD)和5V(VCC)混合供电。标准公用电话使用的4X4矩阵键盘具有防腐防潮特性,可以作为外购件处理,本电路提供一个键盘接口,图1中 JP3即是键盘接口;JP1为IC卡读卡接口,用户在拨打IP电话时,如果使用指点的IC卡,可以免拨IP卡的IP号以及帐号和密码,只需拨被叫号码;S4为LCD显示接口,显示数据通过数据总线(D0~D7)及D15(74ALS373)缓存后接入LCD;T4用来控制LCD背光;JP12是CPU的ICD在线仿真器接口。

  在监控方面,电池电压的采样从CPU 引脚输入,然后通过内部的A/D转换器,CPU能够及时发现电池异常情况,从而向网管报警。同样,机门的异常打开和手柄的异常断裂均可通过J5、J9输入,由CPU采样引脚进行实时监控和报警。按键K1用于进入系统参数设置;CPU采用11.0592MHz晶体振荡,这有利于串口波特率误差*小,CPU内部二倍频到22.1184MHz;CPU和GSM模块采用串口通信,通信格式是标准的扩展AT命令集。

  在设备设计调试过程中,值得一提的是:程序存储器不能使用仅有八位数据总线的芯片,而仅有八位总线的SRAM是可以使用的;当CPU电源采用5V和3.3V混用时,CPU的RESET脚应该是5V拉高的,用3.3V拉高可能引起程序不能在线写入或程序不能正常运行。

  同样的电路,如果稍作修改,也可用做无线远程抄表终端上。对于抄表终端而言,需要使用四个串口,分别和GSM模块,RS485电表,红外掌机,RS232计算机通信,E1C33209  CPU内部正好具有四个串口,因而很容易满足要求。这里就不再赘述无线抄表终端电路了。

结 语
  32位RISC单片机越来越被人们广泛认识和使用,它增强了我们开发通信产品的能力,更好地帮助我们缩短开发周期,能使我们轻而易举地开发出功能丰富,性能优异的产品。