SIM300硬件说明书.docx
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SIM300硬件说明书
SIM300硬件说明书
SIM300硬件接口描述
文件名：
SIM300硬件接口描述
版本：
01.06
日期：
2005.12.27
文档编码：
SIM300_HD_V1.06
状态：
发行
一般说明
Simcom为客户提供此信息服务，以协助使用Simcom产品的应用及工程项目。
此资料仅基于客户对产品具体说明的要求，Simcom不承担产品之外的附加相关信息的独立研究，包括客户可能拥有的信息。
此外，包含此产品的电子系统的系统确认仍然是客户或客户系统供应商的责任。
此处提供的所有技术参数可根据需要更改。
版权说明
此文档提供的技术参数为SIMCOM有限公司专利版权所有，未经许可，不得复制，转送，转载或交流期中内容。
违者承担相应损失。
专利授权或注册实用新型或设计，SIMCOM将保留所有权利。
此处所有说明可能随时无通告修改。
历史版本
日期版本修改描述作者
2005-04-1301.00原始安东尼
2005-06-2901.01修改复位引脚，DC特性等安东尼
2005-08-0201.02修改ESD特性等安东尼
2005-08-2301.03删除复位部分，更新机械尺寸规格，睡眠模式，安东尼
板板连接头特性。
2005-11-0201.04加入SIM300电流消耗，修改蜂鸣器。
安东尼
2005-11-2201.05加入重启时间算法。
安东尼
2005-12-2701.06加入软件升级，自动波特率，过温自动关机，安东尼
修正睡眠模式和SIM卡检测功能。
1.简介
此文档详述了SIM300模块与外部应用和空中接口连接的硬件接口。
由于SIM300应用范围广泛，其所有功能部件将会详细说明。
此文档将帮助您迅速了解SIM300的接口规范，电气特性。
在此文档及其他SIM300应用说明、用户指导手册等的帮助下，您可快速应用SIM300模块设计及建立移动应用。
1.1相关文件
表1.相关文件
序号
文件名称
备注
[1]
SIM300_ATC_V01.00
SIM300_ATC_V01.00
[2]
ITU-T新推荐草稿V.25ter
串行异步自动拨号和控制
[3]
GSM07.07
数字移动通信；针对GSM移动设备的AT指令集
[4]
GSM07.05
数字移动通信；数据终端设备—数据电路终接设备（DTE-DCE）接口的使用，用于短信息服务（SMS）手机广播服务（CBS）
[5]
GSM11.14
数字移动通信系统；用于用户身份组件的SIM应用工具包-移动设备（SIM-ME）接口说明
[6]
GSM11.11
数字移动通信系统；用户身份组件-移动设备（SIM-ME）接口说明
[7]
GSM03.38
数字移动通信系统；字母和语言具体说明
[8]
GSM11.10
数字移动通信系统；移动电台（MS）一致性规范，第一部分：
一致性规范。
1.2术语和缩写
表2.术语和缩写
缩写描述
ADC
Analog-to-DigitalConverter
ARP
AntennaReferencePoint
ASIC
ApplicationSpecificIntegratedCircuit
BER
BitErrorRate
BTS
BaseTransceiverStation
CHAP
ChallengeHandshakeAuthenticationProtocol
CS
CodingScheme
CSD
CircuitSwitchedData
CTS
CleartoSend
DAC
Digital-to-AnalogConverter
DRX
DiscontinuousReception
DSP
DigitalSignalProcessor
DTE
DataTerminalEquipment（typicallycomputer,terminal,printer）
DTR
DataTerminalReady
DTX
DiscontinuousTransmission
EFR
EnhancedFullRate
EGSM
EnhancedGSM
EMC
ElectromagneticCompatibility
ESD
ElectrostaticDischarge
ETS
EuropeanTelecommunicationStandard
FCC
FederalCommunicationsCommission（U.S.）
FDMA
FrequencyDivisionMultipleAccess
FR
FullRate
GMSK
GaussianMinimumShiftKeying
GPRS
GeneralPacketRadioService
GSM
GlobalStandardforMobileCommunications
HR
HalfRate
I/O
Input/Output
IC
IntegratedCircuit
IMEI
InternationalMobileEquipmentIdentity
Inorm
NormalCurrent
Imax
MaximumLoadCurrent
kbps
Kilobitspersecond
LED
LightEmittingDiode
Li-Ion
Lithium-Ion
MO
MobileOriginated
MS
MobileStation（GSMengine）,alsoreferredtoasTE
MT
MobileTerminated
PAP
PasswordAuthenticationProtocol
PBCCH
PacketSwitchedBroadcastControlChannel
PCB
PrintedCircuitBoard
PCS
PersonalCommunicationSystem,alsoreferredtoasGSM1900
PDU
ProtocolDataUnit
PPP
Point-to-pointprotocol
RF
RadioFrequency
RMS
RootMeanSquare（value）
RTC
RealTimeClock
Rx
ReceiveDirection
SIM
SubscriberIdentificationModule
SMS
ShortMessageService
TDMA
TimeDivisionMultipleAccess
TE
TerminalEquipment,alsoreferredtoasDTE
TX
TransmitDirection
UART
UniversalAsynchronousReceiver&Transmitter
URC
UnsolicitedResultCode
USSD
UnstructuredSupplementaryServiceData
VSWR
VoltageStandingWaveRatio
Vmax
MaximumVoltageValue
Vnorm
NormalVoltageValue
Vmin
MinimumVoltageValue
VIHmax
MaximumInputHighLevelVoltageValue
VIHmin
MinimumInputHighLevelVoltageValue
VILmax
MaximumInputLowLevelVoltageValue
VILmin
MinimumInputLowLevelVoltageValue
VImax
AbsoluteMaximumInputVoltageValue
VImin
AbsoluteMinimumInputVoltageValue
VOHmax
MaximumOutputHighLevelVoltageValue
VOHmin
MinimumOutputHighLevelVoltageValue
VOLmax
MaximumOutputLowLevelVoltageValue
VOLmin
MinimumOutputLowLevelVoltageValue
FD
SIMfixdialingphonebook
LD
SIMlastdialingphonebook（listofnumbersmostrecentlydialed）
MC
MobileEquipmentlistofunansweredMTcalls（missedcalls）
ON
SIM（orME）ownnumbers（MSISDNs）list
RC
MobileEquipmentlistofreceivedcalls
SM
SIMphonebook
2.产品概念
SIM300是一款三频段GSM/GPRS模块，可在全球范围内的EGSM900MHz、DCS1800MHz、PCS1900MHz三种频率下工作，能够提供GPRS多信道类型多达10个，并且支持CS-1、CS-2、CS-3和CS-4四种GPRS编码方案。
SIM300结构小巧，外形尺寸仅40mm*33mm*2.85mm，几乎可满足所有对产品尺寸有要求的工业应用，比如智能电话，掌上电脑和其他移动设备。
模块与移动应用设备通过一个60引脚的板板连接器相连，它提供了除了RF天线接口的其他所有模块与开发板的硬件接口。
SIM300内部功能模块有：
●键盘和SPI类型的LCD接口，方便用户开发自己的应用设备。
●具有调试和数据输出两个串口，帮助开发人员更容易开发产品。
●双音频通道，包含两个麦克风输入和两个话筒输出，可方便的由AT指令配置其工作模式。
SIM300有两种RF天线接口：
一种是天线连接器、一种是天线焊点。
天线连接器型号为MURATAMM9329-2700，或者用户也可以通过天线焊点自己焊接天线。
SIM300具有低功耗设计，睡眠模式下的电流消耗仅为2.5mA。
SIM300内部集成了TCP/IP协议栈，并且扩展了TCP/IPAT指令，使用户利用该模块开发数据传输设备变得特别简单、方便。
2.1SIM300主要特性简述
表3.SIM300主要特性
特性
说明
工作电压
单电压供电，3.4—4.5V
低功耗模式
休眠模式下，工作电流典型值为2.5mA
工作频段
●SIM300具有三个频段：
EGSM900、DCS1800、PCS1900。
频段频率可由AT指令设置，默认频段是EGSM900和DCS1800。
●与GSMPhase2/2+兼容。
GSM类型
小型移动基站（MS）
发射功耗
●在频率EGSM900CLASS4下2W
●在频率DCS1800和PCS1900CLASS1下1W
GPRS连接
●GPRS多时隙10级
●GPRS移动电台B级
工作温度
●正常工作温度：
-22℃~+55℃
●极限工作温度：
-25℃~-20℃，+55℃~+70℃
●存储温度：
-40℃~+80℃
GPRS数据传输
●GPRS下行数据传输最大85.6kbps
●GPRS上行数据传输最大42.8kbps
●编码方案：
CS-1，CS-2，CS-3，CS-4
●SIM300支持PAP（密码验证）协议，此协议通常用于PPP连接
●SIM300集成了TCP/IP协议
电路交换数据（CSD）
●支持分组广播控制信道（PBCCH）
●电路交换数据传输速率：
2.4，4.8，9.6，14.4kbps，非透明传输
●支持非结构化补充数据业务（USSD）
短消息
●支持点到点短消息移动发送和接受、文本、PDU模式
●短消息存储于SIM卡中
●支持CSD和GPRS模式的短消息发送，用户可以根据自己的需要来选择传输模式
传真
Group3Class1
SIM接口
支持1.8V和3V两种类型的SIM卡
外接天线
通过50Ω的天线连接器或天线连接板连接
音频特性
语音编码模式
●半速率（ETS06.02）
●全速率（ETS06.10）
●增强型全速率（ETS06.50/06.60/06.80）
●回波抑制
双串行通信接口
●串口1的借口具有7根数据、状态线
●串口1可以被用作CSD传真、GPRS服务和发送控制模块AT命令
●串口1可以使用多路复用功能，但是此时不能和串口2同时使用
●可支持的自动波特率为：
1200bps~115200bps
●串口2的接口只有/TXD和/RXD两根数据线，没有状态和控制线
●串口2只能用来传输AT命令
电话簿管理
支持的电话簿类型：
SM、FD、LD、RC、ON、MC
SIM应用工具箱
支持SATclass3、GSM11.14Release98
实时时钟
内部具有实时时钟，并有后备电池接口
定时功能
可以通过AT命令编程
物理特征
尺寸：
40±0.15×33±0.15×3.3±0.3mm（包括连接器）
40±0.15×33±0.15×2.85±0.3mm（不包括连接器）
重量：
8g
固件升级
内部固件通过串口升级
表4.编码方案和空中接口最大净数据传输率
编码方案
时隙1
时隙2
时隙3
CS-1
9.05kbps
18.1kbps
36.2kbps
CS-2
13.4kbps
26.8kbps
53.6kbps
CS-3
15.6kbps
31.2kbps
62.4kbps
CS-4
21.4kbps
42.8kbps
85.6kbps
3.应用程序接口
SIM300除了RF接口，其他所有硬件接口都通过一个60引脚、引脚间距为0.5mm的板板连接器与用户移动应用平台连接，板板连接器的子接口有如下特征：
●电源供电（见章节3.3）
●双串行接口（见章节3.8）
●两个模拟音频接口（见章节3.9）
●SIM卡接口（见章节3.10）
板板连接器的电气及机械特性将在第6章具体叙述。
我们也接受预定接合型连接器的资料。
3.1SIM300引脚说明
表5.板板连接器引脚说明
电源
引脚名称
I/O
说明
直流特性
VBAT
板板连接器有八个电池引脚以连接供电电压。
SIM300的工作电压VBAT=3.4V—4.5V，单电压供电。
供电电压必须能在典型值上升到2A的传输脉冲中提供足够的电流。
此八个引脚一般为电压引脚。
Vmax=4.5V
Vmin=3.4V
Vnorm=4.0V
VRTC
I/O
当电源不给系统供电时给实时时钟的电流输入。
当主电源供电且备用电源为低电平状态时给备用电源的电流输出。
Vmax=2.0V
Vmin=1.2V
Vnorm=1.8V
Inorm=20uA
VDD_EXT
O
给外部电路供电3.0V。
用户通过测试此引脚，可以判断系统的运行和关闭，为低电平时，系统关闭，相反，系统运行。
Vmax=3.15V
Vmin=2.85V
Vnorm=3.0V
Inorm=60mA
GND
数字接地
电源开关
引脚名称
I/O
说明
直流特性
PWRKEY
I
系统启动按键的电压输入。
用户启动和关闭系统时PWRKEY为低电平。
由于系统响应软件需要一定的反应时间，用户启动或关闭系统时需要按住按键几秒。
VILmax=0.3*VBAT
VIHmin=0.7*VBAT
VImax=VBAT
音频接口
引脚名称
I/O
说明
直流特性
MIC1P
MIC1N
I
正负音频输入
音频直流特性见章节3.9.4
MIC2P
MIC2N
I
附加正负音频输入
SPK1P
SPK1N
O
正负音频输出
SPK2P
SPK2N
O
附加正负音频输出
Buzzer
O
蜂鸣器输出
AGND
模拟接地
一般用途输入输出
引脚名称
I/O
说明
直流特性
KBC0~KBC4
O
一般用途输出引脚（GPO）可由AT指令配置其输出电压的高低。
所有GPO未由AT指令配置时初始化默认低电平。
VILmin=0V
VILmax=0.3*VDD_EXT
VIHmin=0.7*VDD_EXT
VIHmax=VDD_EXT+0.3
VOLmin=GND
VOLmax=0.2V
VOHmin=VDD_EXT-0.2
VOHmax=VDD_EXT
KBR0~KBR4
I
SPI_DATA
I/O
SPI_CLK
O
SPI_CS
O
SPI_D/C
O
SPI_RST
O
NetworkLED
O
GPIO8
I/O
一般输入输出端口
串口1接口
引脚名称
I/O
说明
直流特性
DTR
I
DataTerminalReady数据终端就绪
VILmin=0V
VILmax=0.3*VDD_EXT
VIHmin=0.7*VDD_EXT
VIHmax=VDD_EXT+0.3
VOLmin=GND
VOLmax=0.2V
VOHmin=VDD_EXT-0.2
VOHmax=VDD_EXT
RXD
I
ReceiveData接收数据
TXD
O
TransmitData发送数据
RTS
I
RequesttoSend请求发送
CTS
O
CleartoSend清除发送
RI
O
RingIndicator响铃侦测
DCD
O
DataCarrierdetection数据载体检测
串口2接口
DBGTX
O
用于调试和通信的串口
DBGRX
I
SIM卡接口
引脚名称
I/O
说明
直流特性
SIM_VDD
O
SIM卡的电源引脚
1.8V/2.8V可由软件选择
SIM_I/O
I/O
SIM卡数据输出
VILmin=0V
VILmax=0.3*SIM_VDD
VILmin=0.7*SIM_VDD
VIHmax=SIM_VDD+0.3
VOLmin=GND
VOLmax=0.2V
VOHmin=SIM_VDD-0.2
VOHmax=SIM_VDD
SIM_CLK
O
SIM卡时钟
SIM_PRESENCE
I
SIM卡检测
SIM_RST
O
SIM卡复位
音频模数转换
引脚名称
I/O
说明
直流特性
ADC0
I
一般用途模数转换
输入电压值范围：
0~2.4V
3.2操作模式
以下表格简要说明了各操作模式，每个操作模式将在以后的章节详细叙述。
表6.操作模式概述
模式
功能
正常操作模式
GSM/GPRS休眠
如果DTR设为高电平且没有空中或音频活动请求，没有硬件中断（比如GPIO中断或串口数据）模块会自动进入休眠模式。
此时，模块的电流消耗将减到最小。
休眠模式时，模块仍然可以从系统接收寻呼信息和短消息。
GSMIDLE（GSM空闲）
软件在运行。
模块已接入GSM网络且准备好发送和接收。
GSMTALK（GSM对话）
两个客户端之间的CSD（电路交换数据业务）已连接，此时的功耗取决于网络设置，比如DTX的开关，FR/EFR/HR，跳频序列，天线。
GPRSIDLE（GPRS空闲）
模块准备好GPRS的数据传送，但还没有数据发送或接收，此时的功耗取决于网络设置和GPRS的配置（比如多时隙的设置）
GPRSDATA（GPRS数据）
有GPRS数据在传输（PPP或TCP或UDP），此时的功耗与网络设置有关（比如功率控制电平），上/下行数据传输速率和GPRS的配置（比如多时隙的设置）
断电模式
发送指令AT+CPOWD=1或者按关机键正常关机。
电源管理集成电路与模块的基频部分断开切断供电，只有实时时钟的供电还在。
软件不工作。
串口不连接。
仍然提供与VBAT连接的工作电压。
最小系统模式（不用切断电源）
不用切断电源，用指令AT+CFUN可设置此模式，此时，模块的射频部分不工作或者SIM卡不连接，或两者都关闭，但串口仍然连接。
此模式下的功耗非常小。
警报模式
当模块在断电模式时，实时时钟的报警功能激活此受限模式。
SIM300不接入GSM网络，仅部分AT指令可以使用。
3.3电源供电
SIM300从VBAT采用单电压供电，电压为3.4V—4.5V。
某些情况下，当电流消耗升至典型峰值2A时，其传输脉冲的波动可能导致电压下降，所以电源供电必须能够提供足够到2A的电流。
推荐在VBAT输入引脚使用旁路电容（推荐值：
100uF，低阻抗）。
低阻抗，小尺寸的瓷介电容（MLCC）性能上是首选，但成本较高。
降低成本可以选用100uF的钽电容（低阻抗）并联一个小的瓷介电容（1uF到10uF），如下图。
电容放置尽可能靠近SIM300的VBAT引脚。
下图为推荐电路。
图1.VBAT引脚
下图是VBAT引脚在最大功率传输相位时的电压波形图，最佳情况是VBAT=4.0V，VBAT最大输出电流是2A，钽电容CA=100uF（ESR=0.7Ω），CB=4.7uF。
图2.VBAT在最大功率传输相位时的波形图
3.3.2最小功率损耗
当您运用模块进行设计时请特别注意电源供给功率，输入电压不能低于3.4V，即使在传输突发脉冲串中电流消耗可能上升到2A时，也要确保电压不低于3.4V。
如果电压低于3.4V，模块可能自动关闭。
所以我们使用板板连接器以最好的减少电压降。
您还需要注意母板上供电线或者电池组的阻抗。
3.3.3电源监测
您可以用命令AT+CBC来监测供电电压。
此命令监测三个参数：
电压百分比和电压值（mV）。
它返回电池电压容量的百分比，VBAT和GND的电压值。
根据操作模式，以一定的间隔时间连续测量电压，其显示值（mV）为命令AT+CBC执行前最后一段测量时间内测到值得平均值。
细节请参照文件[1]。
3.4上电和断电案例
3.4.1启动SIM300
SIM300有多种启动方式，将在以下章节详细叙述：
●通过按键引脚：
启动普通操作模式（见章节3.4.1.1）
●通过RTC中断：
启动警报模式（见章节3.2.1.2）
注意：
SIM300启动且从串口接收到非请求响应代码“RDY”后才能通过串口输入AT指令。
3.4.1.1通过按键引脚启动SIM300（普通模式）
通过将按键引
升级会员 