SIM300硬件说明书.docx

1、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

2、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2005-04-13 01.00 原始 安东尼2005-06-29 01.01 修改复位引脚，DC特性等 安东尼2005-08-02 01.02 修改ESD特性等 安东尼2005-08-23 01.03 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。2005-11-02 01.04 加入SIM300电流消耗，修改蜂鸣器。 安东尼2005-11-22 01.05 加入重启时间算法。 安东尼2005-12-27 01.06 加

3、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1SIM300_ATC_V01.00SIM300_ATC_V01.002ITU-T新推荐草稿V.25ter串行异步自动拨号和控制3GSM07.07数字移动通信；针对GSM移动设

4、备的AT指令集4GSM07.05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）5GSM11.14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6GSM11.11数字移动通信系统；用户身份组件-移动设备（SIM-ME）接口说明7GSM03.38数字移动通信系统；字母和语言具体说明8GSM11.10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-Digital Converter ARP A

5、ntenna Reference Point ASIC Application Specific Integrated Circuit BER Bit Error Rate BTS Base Transceiver Station CHAP Challenge Handshake Authentication Protocol CS Coding Scheme CSD Circuit Switched Data CTS Clear to Send DAC Digital-to-Analog Converter DRX Discontinuous Reception DSP Digital Si

6、gnal Processor DTE Data Terminal Equipment (typically computer, terminal, printer) DTR Data Terminal Ready DTX Discontinuous Transmission EFR Enhanced Full Rate EGSM Enhanced GSM EMC Electromagnetic Compatibility ESD Electrostatic Discharge ETS European Telecommunication Standard FCC Federal Communi

7、cations Commission (U.S.) FDMA Frequency Division Multiple Access FR Full Rate GMSK Gaussian Minimum Shift Keying GPRS General Packet Radio Service GSM Global Standard for Mobile Communications HR Half Rate I/O Input/Output IC Integrated Circuit IMEI International Mobile Equipment Identity Inorm Nor

8、mal Current Imax Maximum Load Current kbps Kilo bits per second LED Light Emitting Diode Li-Ion Lithium-Ion MO Mobile Originated MS Mobile Station (GSM engine), also referred to as TE MT Mobile Terminated PAP Password Authentication Protocol PBCCH Packet Switched Broadcast Control Channel PCB Printe

9、d Circuit Board PCS Personal Communication System, also referred to as GSM 1900 PDU Protocol Data Unit PPP Point-to-point protocol RF Radio Frequency RMS Root Mean Square (value) RTC Real Time Clock Rx Receive Direction SIM Subscriber Identification Module SMS Short Message Service TDMA Time Divisio

10、n Multiple Access TE Terminal Equipment, also referred to as DTE TX Transmit Direction UART Universal Asynchronous Receiver & Transmitter URC Unsolicited Result Code USSD Unstructured Supplementary Service Data VSWR Voltage Standing Wave Ratio Vmax Maximum Voltage Value Vnorm Normal Voltage Value Vm

11、in Minimum Voltage Value VIHmax Maximum Input High Level Voltage Value VIHmin Minimum Input High Level Voltage Value VILmax Maximum Input Low Level Voltage Value VILmin Minimum Input Low Level Voltage Value VImax Absolute Maximum Input Voltage Value VImin Absolute Minimum Input Voltage Value VOHmax

12、Maximum Output High Level Voltage Value VOHmin Minimum Output High Level Voltage Value VOLmax Maximum Output Low Level Voltage Value VOLmin Minimum Output Low Level Voltage Value FD SIM fix dialing phonebook LD SIM last dialing phonebook (list of numbers most recently dialed) MC Mobile Equipment lis

13、t of unanswered MT calls (missed calls) ON SIM (or ME) own numbers (MSISDNs) list RC Mobile Equipment list of received calls SM SIM phonebook 2. 产品概念SIM300是一款三频段GSM/GPRS模块，可在全球范围内的EGSM 900MHz、DCS 1800MHz、PCS 1900MHz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*33m

14、m*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MURATA MM9329-2700，或者用户也可以通过天线焊点自己焊接天线。S

15、IM300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/IP AT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。2.1 SIM300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，3.44.5V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GSM Phase 2/2+兼容。GSM类型小型移动基站（MS）发射功耗 在频率EGSM900 CLAS

16、S 4下2W 在频率DCS1800和PCS1900 CLASS 1下1WGPRS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+80GPRS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：2.4，4.8，9.6，14.4kb

17、ps，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Group 3 Class 1SIM接口支持1.8V和3V两种类型的SIM卡外接天线通过50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（ETS 06.02） 全速率（ETS 06.10） 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

18、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：1200bps115200bps 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、MCSIM应用工具箱支持SAT class 3、GSM 11.14 Release 98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：400.15330.153.30.3mm（包括连接器） 400.15330.152.850.3mm（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

19、空中接口最大净数据传输率编码方案时隙1时隙2时隙3CS-19.05kbps18.1kbps36.2kbpsCS-213.4kbps26.8kbps53.6kbpsCS-315.6kbps31.2kbps62.4kbpsCS-421.4kbps42.8kbps85.6kbps3. 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

20、叙述。我们也接受预定接合型连接器的资料。3.1 SIM300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=3.4V4.5V，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=4.5VVmin=3.4VVnorm=4.0VVRTCI/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=2.0VVmin=1.2VVnorm=1.8VInorm=20uAVDD_EXTO给外部电路供电3.

21、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=3.15VVmin=2.85VVnorm=3.0VInorm=60mAGND数字接地电源开关引脚名称I/O说明直流特性PWRKEYI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*VBATVIHmin=0.7*VBATVImax=VBAT音频接口引脚名称I/O说明直流特性MIC1PMIC1NI正负音频输入音频直流特性见章节3.9.4MIC2PMIC2NI附加正负音频输入SPK1PSP

22、K1NO正负音频输出SPK2PSPK2NO附加正负音频输出BuzzerO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KBC0KBC4O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=0VVILmax=0.3*VDD_EXTVIHmin=0.7*VDD_EXTVIHmax=VDD_EXT+0.3VOLmin=GNDVOLmax=0.2VVOHmin=VDD_EXT-0.2VOHmax=VDD_EXTKBR0KBR4ISPI_DATAI/OSPI_CLKOSPI_CSOSPI_D/COSPI_RSTON

23、etwork LEDOGPIO8I/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DTRIData Terminal Ready数据终端就绪VILmin=0VVILmax=0.3*VDD_EXTVIHmin=0.7*VDD_EXTVIHmax=VDD_EXT+0.3VOLmin=GNDVOLmax=0.2VVOHmin=VDD_EXT-0.2VOHmax=VDD_EXTRXDIReceive Data 接收数据TXDOTransmit Data 发送数据RTSIRequest to Send 请求发送CTSOClear to Send 清除发送RIORing Indicator 响铃侦

24、测DCDOData Carrier detection 数据载体检测串口2接口DBGTXO用于调试和通信的串口DBGRXISIM卡接口引脚名称I/O说明直流特性SIM_VDDOSIM卡的电源引脚1.8V / 2.8V 可由软件选择SIM_I/OI/OSIM卡数据输出VILmin=0VVILmax=0.3*SIM_VDDVILmin=0.7*SIM_VDDVIHmax=SIM_VDD+0.3VOLmin=GNDVOLmax=0.2VVOHmin=SIM_VDD-0.2VOHmax=SIM_VDDSIM_CLKOSIM卡时钟SIM_PRESENCEISIM卡检测SIM_RSTOSIM卡复位音频模数

25、转换引脚名称I/O说明直流特性ADC0I一般用途模数转换输入电压值范围：02.4V3.2 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。GSM IDLE（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。GSM TALK（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

26、络设置，比如DTX的开关，FR/EFR/HR，跳频序列，天线。GPRS IDLE（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）GPRS DATA（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

27、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3.4V4.5V。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

28、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=0.7），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

29、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SIM300SIM300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