gprs无线数据传输终端研究与设计

硬件电路设计 系统的总体设计

在硬件设计中，没有包含对于电机的数据采集部分，只设计了数据传输终端部分。系统的整体设计如图3一1所示

参考了Rabbit20OO和SIM100的使用手册等资料，设计了GPRS终端的硬件电路，终端主要由以下几个部分组成:

1.中央控制部分采用Rabbit半导体公司的工业级芯片RabbitZO00作为微处理器。该处理器具有丰富的接口资源，配合其软件开发平台DynamicC可实现在想的编程、调试和仿真。保证了终端的良好性能，也方便软件的升级。2.GPRS模块选用的是SIMCOM推出的 GSM/GPRS双频模块SIM100，SIM是当前性价比较高的一款GPRS模块，它集成了完整的射频电路和GSM基带处理器，适合于开发一些GPRS无线应用产品。同时它提供了功能完备的系统接口，用户只需投入少量的研发费用，在较短的时间内，就可·以集成自己的应用系统。SIM100可以与RabbitZ000以标准的串口方式相连。3.存储扩展区。包括FLASH存储扩展和SRAM存储扩展， FlashMemory拟采用Atmel的AT29C020(5V，256K)存储器，该存储器除作为程序存储区外，Dynamicc支持Rabbit2000在其内部开辟出4k作为用户数据存储区，用于存储非易失的设置参数。终端掉电后数据不会丢失。SRAM数据存储区选用CY的CY62128B(SV，128K)芯片，主要用于动态数据的交换、缓存等功能，用于提高Rabbit2000的运行速度。4.程序下载接口，提供DynamicC环境下程序的下载，调试及仿真接口。参考Rabbit公司提供的下载电路设计而成。

3.1.1RabbitZ000微处理器

Rabbit2000(如图3一2)是Rabbit半导体公司专门为应用于中小型控制器而设计的8位微处理器。RabbitZO00使用简便，其硬件及软件界面都最大程度的实现了方便和简洁，运算速度在8位总线微处理器中处于领先地位。它和280系列微处理器有相似的结构和高度的兼容性，但性能有很大的提高。具有多达40个通用FO引脚。内建日历、时钟、看门狗、定时器、多级中断、双DMA通道。对于8位总线的微处理器，Rabbit具有很高的计算速度。这对于实时操作系统是极为重要的。对于RabbitZO00，传统的微处理器硬件和软件的开发己被简化，不再需要在线仿真。用一根接口电缆把PC串行口和基于R边bbitZO00的目标系统连接起来就即可实现软件的开发。Rabbit20OO具有4个串行端口，具有很强的组网通信能力。它能精确地产生脉冲和边沿，可实现多优先级中断。处理器速度和功耗在程序控制之下，在处理器持续执行指令的时候，能使用超低功耗模式实现计算和执行逻辑检测，为实现低功耗设计提供了方便。Rabbit200O微处理器需要一种创新的C语言(D”amicC)系统的支持，z一worid公司给Rabbit2000提供软件开发工具，缩短了使用者的开发周期。它很容易使硬件和软件接口尽可能的简洁和智能。Rabbit2000是一个8位总线的微处

理器，同时它的指令集紧凑放置和内存接口的设计，允许内存的最大利用，因此RabhitZO00具有突出的计算速度和优秀的浮点运算能力。为了方便RabbitZ000的使用者，简化了微处理器硬件和软件的开发。不需要在线仿真程序，软件开发是通过连接个人计算机串口和Rabbit目标系统的简单接口电缆完成的，减小了软件设计的难度[l0]。 3.1.2Rabb1t2000微处理器主要性能 Rabbit20OO微处理器主要性能如下[11]:

1.100引脚pQFp封装。工作电压范围2.7V-5v。时钟频率可达30MHz;2.工用级适用的电压波动为10%，温度范围为一40℃到+85℃。商用级适用的电压波动为5%，温度范围为0℃到70℃;3.为C程序留有IM字节的空间，最多可写5万多行程序代码;4.具有四个级别的中断优先级，使得在实际工作中对关键应用能够做到快速响应。一个完整的中断程序可在小于4ps的时间内执行完成;5.访问UO设备可通过使用带有FO前缀的存储器存取指令来完成。因而，与专用刀0指令集的处理器相比，访问刀O设备更加快捷、简便;6.系统硬件设计简单。总共可有6个静态存储器芯片(比如RAM和FLAsHEPROM)直接与微处理器连接而不需要额外的译码逻辑。通过使用并行FO口线作为高位地址线，还可处理更多的存储器。每一次存储器访问需要两个时钟周期。在24MHz，RabbitZ000微处理器无等待状态下，存储器存取时间为7Ons。多数FO设备也可实现无译码逻辑的直接连接;7.存储器读取周期为两个时钟周期长度。清晰的存储器和FO读写逻辑能够完全避免相互冲突的可能。外围FO设备通常使用可编程接口作为FO芯片、FO读选通信号或FO写选通信号等来实现无译码逻辑接口。内置时钟倍频分频器允许使用降频方式工作以减少高频辐射;8.通过一个串口或一个并口对从端口进行访问，RabbitZ000可以被冷启动。这意味着闪存里可以没有任何内容，也可以在没有任何现存的程序和BIOS的情况下随时重写程序;9.共有40条并行UO口线。其中一些FO口线是与定时器同步的，这就允许在硬件和软件联合控制之下产生精确地时钟沿和脉冲;10.共有4个串行口，A、B、C和D。这4个串行端口都可以工作在异步模式下，其中A和B两个串行口还可以工作在同步模式下。通信波特率可以很高，在异步操作时为时钟速度的l/犯，同步操作时，使用1/6的外部时钟速度或l/4的内部时钟速度。在异步工作方式时，Rabbit200O支持发送标志字节来标记一个消息帧的开始。标志字节有9比特而不是8比特:额外的一位比特在前8位比特之后，用以标记一个消息帧

的开始。通过串行口A可以对Rabbit2000进行冷启动，32.768KHz晶振在冷启动时为串口A提供时钟频率;11.从端口方式允许RabbitZ000作为智能外设从属于一个主处理器。8位从端口有6个8位寄存器，分两对进行双向通信，独立的选通脉冲和中断信号用来控制从端口上下行通信。如果时钟信号和复位信号都与主处理器共用，那么只需要一个Rabhit2000微处理器和一个RAM芯片就可以构成一个完整的从系统;12.内置电池供电的时间旧期时钟部件，使用一个外置犯.768KHz晶振。时间旧期时钟也可用于提供每488ps一次的周期性中断;13.很多定时器和计数器(共6个)可用于产生中断、波特率发生和计数器工作。内置主时钟振荡器使用的是一个外部晶体，也可以使用陶制谐振器。典型的晶体振荡器频率范围在1.SMHz到

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