专利名称：基于全球移动通讯系统的用户终端的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及通信领域中一种基于GSM(全球移动通讯)系统的用户终端，具体地说，是一种基于GSM系统，并可进行短消息收发、语音传输，与PC机进行数据传输的用户终端。
背景技术：
随着通信事业的发展，移动通信应用领域的不断扩大，移动终端的设计也逐渐倍受关注。现有技术中基于GSM网络的用户终端，一般均可实现互联网用户终端和手机、或手机和手机之间的信息互动，但是其使用的电路部件较多，容易发生干扰而影响正常的通讯，维护成本很高。
发明内容
本实用新型的目的在于提供一种基于全球移动通讯系统(GSM)的用户终端，其不仅可方便地实现短消息的收发和语音传输，与PC机进行数据传输等功能，且其结构简单，不易受干扰，可广泛应用于基于GSM的短信息商务系统中。
为实现上述目的，本实用新型提供的基于GSM系统的用户终端，包含一带有若干信号输入端和信号输出端的GSM模块，一带有若干信号输入端和信号输出端的电平转换芯片，特点是，还包含和该电平转换芯片电路连接的一电源及启动、关机电路单元，和该GSM模块和电平转换芯片电路连接的数据通信电路单元，用户识别模块(SIM卡)电路单元，该数据通信电路单元包含语音通信电路单元。
该基于GSM网络系统的用户终端还包含一和GSM模块电路连接的指示电路单元。
所述的电源及启动、关机电路单元包含一电源电路单元和启动、关机电路单元。该电源电路单元包含一充电电池和一稳压电源模块，该充电电池连接所述电平转换芯片的电源输入端，该稳压电源模块和GSM模块的其中两个信号输入端电路连接；所述的启动、关机电路单元包含启动电路单元和关机电路单元，该启动电路单元包含一电路连接的开、漏极三极管和一上电复位电路。
所述的GSM模块为TC35集成电路，其包含以电路连接的供电单元，GSM基本处理器，无线处理器，闪存，ZIF(Zero Insertion Force零插力)连接器，电平转换芯片为MAX3238。所述的稳压模块为一三端电源模块UA7806。
所述的数据通信电路单元是指TC35的数据接口采用并行异步收发，符合国际标准ITU RS-232接口电路标准，并工作在CMOS电平；该数据接口配置为8位数据位，位停止位，无校验收；实现电平转化及串口通信的MAX3238和TC35电路连接，并有4个0.1uF的电容和该MAX3238电路连接。
所述的语音通信电路单元是指TC35的2个语音接口均设有模拟麦克输入和模拟耳机输出；所述的TC35设有6种语音模式，可分别通过指令AT～SNFS选择。其中一个语音接口的的默认配置为 型号为VotronicHH-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；而另一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(Ground地)耦合。
所述的SIM卡电路单元是指所述的TC35内的基带处理器集成一个与“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)。并在TC35的ZIF连接器上添加一可检测SIM卡支架中是否插有SIM卡“CCIN”的引脚。该CCIN引脚和SIM卡的CCVCC引脚相连。并考虑到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。
本实用新型提供的一种短消息收发平台，不仅可方便地实现短信息的收发，语音传输，与PC机进行数据数据传输等功能，且结构简单，在传输过程中，也可充分保持防止受高频干扰，保证语音清晰，有效降低了维护成本，可广泛应用于基于GSM的短信息商务系统中。
图1为本实用新型的电路原理图；图2为本实用新型中TC35模块的电路原理图；图3为本实用新型的启动电路中采集到的启动信号降沿示意图。
具体实施方式
以下根据图1～图3，说明本实用新型的一较佳实施方式，如图1所示，本实用新型提供的基于全球移动通讯系统的用户终端，包含一带有若干信号输入端和信号输出端的GSM模块，该模块为Siemens公司的GSM模块TC35，一带有若干信号输入端和信号输出端的电平转换芯片，该芯片为美信公司的MAX3238，还包含和该MAX3238电路连接的一电源及启动、关机电路单元，该电源及启动、关机电路单元包含电源启动、关机逻辑电路单元和电源电路单元，该电源电路单元包含型号为UA7806的芯片；该用户终端还包含和该GSM模块和电平转换芯片电路连接的数据通信电路单元，SIM卡电路单元。该数据通信电路单元包含一语音通信电路单元，该语音通信电路单元包含一型号为S4063的芯片，该SIM卡电路单元包含一型号为3788E的芯片。
如图2所示，为本实用新型GSM模块TC35的电路原理图，其主要包括电路连接的GSM基本处理器24、GSM无线处理器23、供电模块25、闪存22、ZIF连接器26，天线接口21。TC35是Siemens公司生产的无线通信GSM模块，其可以快速安全可靠地实现数据、语音传输、短消息服务(Short MessageService)和传真。该模块的工作电压为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)。该模块具有AT命令集接口，支持文本和PDU(协议数据单元)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(空闲)、TALK(对话)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、语言信号、及控制信号的双向传输。通过ZIF连接器及50Ω天线连接器，其可分别连接SIM卡支架和天线。
作为TC35的核心，基带处理器24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(全速率)、HR(半速率)和EFR(增强型)语音信道编码。
TC35芯片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连接器分别与外围电路连接。如图1所示。
本实用新型中，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；稳压电源模块可利用一三端电源模块，如TI公司的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ZIF连接器的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。如图3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。
本实用新型中，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，符合国际标准ITU-TRS-232的接口电路标准，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300bps～115kbps的波特率下运行，支持的自动波特率为4.8kbps～115kbps(14.4kbps和28.8kbps除外)。TC35模块还支持RTS0/CTS0(请求发送0/清除发送0)的硬件握手和XON/XOFF(流控制)的软件流控制。
实现电平转换及串口通信的MAX3238和TC35电路连接，并有4个0.1uF的电容和该MAX3238电路连接。MAX3238芯片供电电压为3～5.5V，符合TIA/EIA-232-F和ITUv.28的标准。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250kbps。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(增强自动断电)功能有效。在正常运行模式下，约30秒时间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(断电)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-PowerdownPlus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-0.3V～0.3V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-0.3V～0.3V的时间大于30uS，则/INVALID(15脚)引脚为低电平(数据失效)。
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受到Unsolicited Result Code(提供式结果代码，URC)。通过AT指令，可以设置TC35的不同运行模式。
由于TC35的GSM基带处理器24内集成了音频滤波、ADC(模拟/数字转换器)、DAC(数字/模拟转换器)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AT～SNFS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。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)。一般的GSM11.11模块为SIM卡预留5个引脚，而TC35在ZIF连接器上为SIM卡接口预留了6个引脚，其添加了一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提供的SIM卡均无CCIN引脚，所以在设计中将引脚CCIN与CCVCC相连。
在设计中为SIM卡布线时，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。
权利要求1.一种基于全球移动通讯系统的用户终端，包含一带有若干信号输入端和信号输出端的GSM模块，一带有若干信号输入端和信号输出端的电平转换芯片，其特征在于，还包含和该电平转换芯片电路连接的一电源及启动、关机电路单元，和该GSM模块和电平转换芯片电路连接的数据通信电路单元，用户识别模块电路单元，该数据通信电路单元包含一语音通信电路单元。
2.如权利要求1所述的基于全球移动通讯系统的用户终端，其特征在于，所述的GSM模块为TC35，其包含以电路连接的供电单元，GSM基本处理器，无线处理器，闪存，零插力连接器。
3.如权利要求2所述的基于全球移动通讯系统的用户终端，其特征在于，所述的电平转换芯片为MAX3238。
4.如权利要求3所述的基于全球移动通讯系统的用户终端，其特征在于，所述的电源及启动、关机电路单元包含一电源电路单元和启动、关机电路单元；该电源电路单元包含一充电电池和一稳压电源模块，该充电电池连接MAX3238芯片的电源输入端，该稳压电源模块和TC35模块的其中两个信号输入端电路连接。
5.如权利要求1或4所述的基于全球移动通讯系统的用户终端，其特征在于，所述的启动、关机电路单元包含启动电路单元和关机电路单元，该启动电路单元包含一电路连接的开、漏极三极管和一上电复位电路。
6.如权利要求4所述的基于全球移动通讯系统的用户终端，其特征在于，所述的稳压电源模块为一三端电源模块UA7806。
7.如权利要求3所述的基于全球移动通讯系统的用户终端，其特征在于，所述的数据通信电路单元是指TC35的数据接口采用并行导步收发，符合ITURS-232接口电路标准，并工作在CMOS电平；该数据接口配置为8位数据位，位停止位，无校验收；实现电平转换及串口通信的MAX3238和TC35电路连接，并有4个0.1uF的电容和该MAX3238电路连接。
8.如权利要求3所述的基于全球移动通讯系统的用户终端，其特征在于，所述的语音通信电路单元是指TC35的2个语音接口均设有模拟麦克输入和模拟耳机输出；所述的TC35设有6种语音模式，可分别通过指令AT~SNFS选择。
9.如权利要求8所述的基于全球移动通讯系统的用户终端，其特征在于，其中一个语音接口的的默认配置为型号为Votronic HH-SI-30.3/V1.1/0手持话筒，语音模式为默认的1、4、5，其中模式1参数固定；而另一个语音接口为头戴式耳机和麦克设置，语音模式为2、3、6。
10.如权利要求8所述的基于全球移动通讯系统的用户终端，其特征在于，所述的语音通信电路单元中，在麦克风、耳机、以及手持听筒的插孔处都接有电感；所有语音信号输入端都通过电容与地极耦合。
11.如权利要求3所述的基于全球移动通讯系统的用户终端，其特征在于，所述的用户识别模块电路单元是指所述的TC35内的基带处理器集成一个与国际标准ISO 7816-3 IC卡标准兼容的用户识别模块的接口，该接口连接到零插力连接器。
12.如权利要求11所述的基于全球移动通讯系统的用户终端，其特征在于，所述的用户识别模块电路单元中，在TC35的零插力连接器上还添加一可检测用户识别模块支架中是否插有用户识别模块“CCIN”的引脚；该CCIN引脚和用户识别模块的CCVCC引脚相连。
13.如权利要求11或12所述的基于全球移动通讯系统的用户终端，其特征在于，所述的用户识别模块电路单元中，用户识别模块支架下，印刷电路板的顶层敷设一层铜隔离网，该层敷铜与用户识别模块的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。
14.如权利要求1所述的基于全球移动通讯系统的用户终端，其特征在于，还包含一和GSM模块电路连接的指示电路单元。
专利摘要一种基于全球移动通讯系统的用户终端，包含一带有若干信号输入端和信号输出端的GSM模块，一带有若干信号输入端和信号输出端的电平转换芯片，还包含和该电平转换芯片电路连接的一电源及启动、关机电路单元，和该GSM模块和电平转换芯片电路连接的数据通信电路单元，用户识别模块电路单元。该数据通信电路单元包含语音通信电路单元，GSM模块为TC35，其包含以电路连接的供电单元，GSM基本处理器，无线处理器，闪存，零插力连接器；电平转换芯片为MAX3288。其不仅可方便地实现短信息的收发和语音传输，与PC机进行数据传输等功能，且结构简单，不易受干扰，可广泛应用于基于GSM的短信息商务系统中。
文档编号H04W4/14GK2726250SQ20042002103
公开日2005年9月14日 申请日期2004年3月18日 优先权日2003年3月24日
发明者王肇荣, 史荣华 申请人:上海五通智能系统有限公司