Sơ đồ nguyên lý giao tiếp giữa Vi Điều
Khiển với Module Sim548:
Giới thiệu Module SIM548
1. Module SIM548
và các thiết bị đi kèm.
Đây là module GSM/GPRS và GPS của hãng SIMCOM
Module
SIM548
Module SIM548 có thể hoạt động với các tần số
sau GSM 850MHz, 900 MHz, DCS 1800MHz và PCS 1900MHz và cũng hỗ trợ kỹ
thuật GPS định vị vị trí bằng vệ tinh.
Với kích thước nhỏ 55mm x 34mm x 3.0 mm,module này có thể sử dụng
cho các ứng dụng như Smart phone,PDA phone,thiết bị định vị GPS cầm tay hay
điện thoại.
Chúng ta có thể giao tiếp với module thông qua chuẩn đế 60 chân
dành riêng cho module SIM548. Thông qua đế chuẩn 60 chân này,chúng ta có thể sử
dụng module với các mục đích :
Bàn
phím,bảng nút nhấn hay SPI LCD.
Một port
giao tiếp nối tiếp dành cho GSM và hai port nối tiếp dành cho GPS giúp cho việc
thiết kế và phát triển ứng dụng một cách dễ dàng hơn thông qua việc giao tiếp
bằng tập lệnh AT.
Bộ
sạc cho pin.
Các ngõ vào
ra dành cho chức năng nghe,gọi và xử lý âm thanh.
Các ngõ vào
của bộ chuyển đổi AD.
Để sử dụng được module SIM548,cần phải có các thiết bị đi kèm:
Các
thiết bị đi kèm module SIM548
A: Nguồn cung cấp.
B: Anten GSM.
C: Anten GPS.
D: Cáp kết nối anten với module.
E: Tai nghe.
F:
Cáp giao tiếp nối tiếp.
2. Phần cứng
module SIM548
2.1. Phần
cứng ứng dụng GSM của SIM548:
Để sử dụng và giao tiếp với module SIM548 phải thông qua một
chuẩn đế cắm 60 chân. Bao gồm các ứng dụng dành cho GSM :
Nguồn cung
cấp và nguồn sạc pin.
Hai ngõ vào
giao tiếp theo chuẩn nối tiếp.
Hai ngõ vào
analog
Ngõ vào ra
dành cho Simcard.
2.1.1
Bảng mô tả các chân của module:
Tên
|
I/O
|
Mô tả
|
Đặc tính điện
|
VBAT
|
Có năm chân VBAT dùng
để cung cấp nguồn hoạt động cho module
|
Vmax=
4.5V
Vmin=3.4V
Vnorm=4.0V
|
|
BACKUP
|
I/O
|
Ngõ
vào nguồn cho bộ thời gian thực của module khi không có nguồn chính. Và cung
cấp một dòng ra dành cho nguồn dự trữ khi có nguồn chính,để tiết kiểm năng
lượng của nguồn dự trữ.
|
Vmax=2.0V
Vmin=1.2V
Vnorm=1.8V
Inorm=
20uA
|
CHG_IN
|
I
|
Nguồn
cung cấp cho bộ sạc pin của module. Đồng thời giúp cho module nhận ra bộ sạc.
|
Vmax=5.25V
Vmin=1.1
*VBAT
Vnorm=5.1V
|
GND
|
Chân nối đất dành cho
các ứng dụng số.
|
||
PWRKEY
|
I
|
Ngõ vào dùng để mở và
tắt nguồn chính của module. Chân này được nối với một nút nhấn. Để mở và tắt
nguồn của module,phải nhấn nút nhấn để giữ chân này ở mức thấp trong một
khoảng thời gian ngắn.
|
VILmax=0.3*VBAT
VIHmin=0.7*VBAT
VImax=VBAT
|
MIC1P
MIC1N
|
I
|
Ngõ vào của microphone
1.
|
|
MIC2P
MIC2N
|
I
|
Ngõ vào của microphone
2.
|
|
SPK1P
SPK1N
|
O
|
Ngõ ra của loa 1.
|
|
SPK2P
SPK2N
|
O
|
Ngõ ra của loa 2.
|
|
BUZZER
|
O
|
Ngõ ra dành cho còi
báo.
|
|
AGND
|
Chân nối đất dành cho
các ứng dụng tương tự.
|
||
DISP_D0
|
I/O
|
Ngõ vào ra để kiểm tra
đường truyền dữ liệu.
|
VILmin=0V
VILmax=0.9
VIHmin=2.0
VIHmax=
3.2
VOLmin=GND
VOLmax=0.2V
VOHmin=2.7
VOHmax=2.9
|
DISP_CLK
|
O
|
Ngõ ra kiểm tra xung
Clock.
|
|
DISP_A0
|
O
|
Ngõ ra kiểm tra dữ
liệu và địa chỉ (có thể được lựa chọn bằng phần mềm).
|
|
DISP_EN
|
O
|
Ngõ ra cho phép hiện
thị.
|
|
KCOL0~KCOL4
KROW0~KROW4
|
I/O
|
Các ngõ vào ra dành
cho phím bấm,bảng nút nhấn.
|
VILmin=0V
VILmax=0.9
VIHmin=2.0
VIHmax=
3.2
VOLmin=GND
VOLmax=0.2V
VOHmin=2.7
VOHmax=2.9
|
Các
ngõ vào ra với mục đích chung.
|
|||
NETLIGHT
|
O
|
Ngõ ra cho biết trạng
thái hoạt động của module GSM.
|
VILmin=0V
VILmax=0.9
VIHmin=2.0
VIHmax=
3.2
VOLmin=GND
VOLmax=0.2V
VOHmin=2.7
VOHmax=2.9
|
STATUS
|
O
|
Ngõ ra cho biết các trạng
thái hoạt động của các ứng dụng khác có trong module.
|
|
GPIO5
GPIO32
|
I/O
|
Ngõ vào ra dùng chung
cho các mục đích khác.
|
|
Port nối tiếp 1
|
|||
DTR
|
I
|
Ngõ vào cho biết giao
tiếp đã sẵn sàng.
|
VILmin=0V
VILmax=0.9
VIHmin=2.0
VIHmax=
3.2
VOLmin=GND
VOLmax=0.2V
VOHmin=2.7
VOHmax=2.9
|
RXD
|
I
|
Ngõ vào nhận dữ liệu,
|
|
TXD
|
O
|
Ngõ ra truyền dữ liệu.
|
|
RTS
|
I
|
Ngõ vào yêu cầu gửi dữ
liệu.
|
|
CTS
|
O
|
Sẵn sàng để gửi dữ
liệu.
|
|
RI
|
O
|
Ngõ ra cho biết trạng
thái hoạt động.
|
|
DCD
|
O
|
Ngõ ra cho biết dữ
liệu đã được gửi đi.
|
|
Port nối tiếp 2
|
|||
DEBUG_TX
|
O
|
Port dùng để sửa lỗi
và giao tiếp bằng tập lệnh AT.
|
|
DEBUG_RX
|
I
|
||
Các chân dành cho Sim
card
|
|||
VSIM
|
O
|
Nguồn cung cấp cho Sim
card
|
Có 2 loại nguồn cung
cấp 1.8V và 2.85V.Được lựa chọn bởi phần mềm.
|
SIM_DATA
|
I/O
|
Chân truyền nhận dữ
liệu với SIM.
|
VILmin=0V
VILmax=0.3*
VSIM
VIHmin=0.7*
VSIM
VIHmax= VSIM +0.3
VOLmin=GND
VOLmax=0.2V
VOHmin= VSIM -0.2
VOHmax= VSIM
|
SIM_CLOCK
|
O
|
Xung nhịp cho SIM.
|
|
SIM_PRESENCE
|
I
|
Chân để nhận biết có
Sim card.
|
|
SIM_RESET
|
O
|
Chân để reset SIM.
|
|
Ứng dụng ADC
|
|||
AUXADC1
|
I
|
Ngõ và dành cho mục
đích chuyển đổi từ dạng tương tự sang dạng số.
|
Điện áp ngõ vào từ
0-24V.
|
TEMP_BAT
|
I
|
Ngõ vào cho biết nhiệt
độ của pin.
|
|
Chi
tiết các chân của module SIM548
2.1.2. Bật
ứng GSM của module SIM548:
Có ba cách để cho phép ứng
dụng GSM hoạt động.
Sử
dụng chân PWMRKEY.
Sử
dụng chân CHG_IN.
Sử
dụng ngắt của một thời gian thực.
Sử
dụng chân PWMRKEY để bật ứng dụng GSM:
Để cho phép ứng GSM hoạt
động,yêu cầu phải giữ chân PWMRKEY ở mức thấp trong một khoảng thời gian ngắn
Dùng
chân PWMRKEY để bật ứng dụng GSM
Khi việc bật ứng dụng GSM hoàn tất. Module sẽ gửi trả lại thông
báo ứng dụng đã sẵn sàng hoạt động “RDY”. Và chân STATUS sẽ được kéo lên mức
cao và giữ ở mức này khi ứng dụng GSM hoạt động.
Sử dụng chân CHG_IN để bật
ứng dụng GSM.
Đây là chân dành cho bộ sạc pin của module SIM548.Nếu bộ sạc được
nối với chân CHG_IN của module khi đang trong chế độ POWER DOWM,thì nó sẽ
chuyển sang chế độ GHOST (chỉ sạc pin). Trong chế độ này module không kết nối
mạng và chỉ cho phép một vài lệnh AT làm việc. Khi sử dụng chân CHG_IN để bật
ứng dụng GSM,module sẽ gửi thông báo:
RDY
GHOST MODE
+CFUN: 0
Trong chế độ GHOST, việc kéo chân PWRKEY xuống mức thấp trong một
khoảng thời gian ngắn ứng dụng GSM sẽ được mở và chuyển sang chế độ sạc
điện,tất cả chức năng của ứng dụng GSM được mở và cho phép thực hiện được tất
cả các lệnh AT. Lúc này module sẽ gửi trả thông báo:
From GHOST MODE to NORMAL MODE
Sử dụng bộ thời gian thực RTC
để bật ứng dụng GSM (chế độ báo động).
Ở chế độ báo động, cho phép ứng dụng GSM hoạt động bằng việc sử
dụng bộ thời gian thực RTC. Bộ thời gian thực sẽ đánh thức GSM của module
SIM548 khi ứng dụng này ngừng hoạt động. Trong chế độ này module sẽ không kết
nối mạng GSM và các tập lệnh dành cho SIM card sẽ không thực hiện được.
Có thể sử dụng lệnh AT+CALARM để cài đặt thời gian báo động. Bộ
thời gian thực sẽ giữ module trong thời gian báo động nếu ứng dụng GSM được tắt
bằng lệnh ““AT+CPOWD=1” hay chân PWRKEY. Module sẽ chuyển sang chế độ báo động.
Lúc này module sẽ gừi thông báo:
RDY
ALARM MODE
Chế độ báo động sẽ hoạt động trong một thời gian tối đa 90s,lúc
này module sẽ tự đông ngưng hoạt động. Tuy nhiên,trong suốt thời gian báo động,nếu
lệnh AT+CFUN=1 được gửi đến,việc module tự động tắt sẽ không xảy ra. Cũng trong
chế độ này,việc kéo chân PWRKEY xuống mức thấp trong một khoảng thời gian ngắn
sẽ làm ứng dụng GSM ngưng hoạt động ngay lập tức.
2.1.3. Tắt
ứng dụng GSM của module SIM548
Các cách được sử dụng để tắt ứng dụng GSM của module SIM548:
Sử dụng
chân PWRKEY.
Sử dụng
lệnh AT.
Module phát
hiện nguồn cung cấp yếu.
Quá nhiệt.
Sử dụng chân PWRKEY để tắt
ứng dụng GSM.
Có thể tắt ứng dụng GSM bằng việc kéo chân PWRKEY xuống mức thấp
trong một khoảng thời gian ngắn. Module sẽ gửi thông báo:
NORMAL POWER DOWN
Lúc này,tất cả lệnh AT sẽ không có hiệu lực. Module chuyển sang
chế đô POWER DOWN, và chỉ còn bộ thời gian thực RTC hoạt động. Quá trình này
cũng có thể được nhận biết thông qua chân STATUS,chân này sẽ bị tự động xuống
mức thấp trong chế độ này.
Dùng
chân PWRKEY để tắt ứng dụng GSM
Sử dụng lệnh AT để tắt ứng
dụng GSM.
Có thể sử dụng lệnh “AT+CPOWD=1” để tắt ứng dụng GSM. Module gửi
trả thông báo:
NORMAL POWER DOWN
Lúc này,tất cả lệnh AT sẽ không có hiệu lực. Module chuyển sang
chế đô POWER DOWN, và chỉ còn bộ thời gian thực RTC hoạt động. Quá trình này
cũng có thể được nhận biết thông qua chân STATUS,chân này sẽ bị tự động xuống
mức thấp trong chế độ này.
Ứng dụng sẽ tự động tắt khi
nguồn cung cấp yếu.
Phần mềm sẽ thường xuyên kiểm tra điện áp nguồn cung cấp trên chân
VBAT,nếu mức điện áp nhỏ hơn 3.5V,module sẽ gửi thông báo:
POWER LOW WARNNING
Nếu mức điện xuống dưới 3.4V,module sẽ gửi thông báo:
POWER LOW DOWN
Lúc này module sẽ tự động về chế độ POWER DOWN,chỉ còn bộ thời
gian thực hoạt động. Chân STATUS cũng sẽ về mức thấp.
Ứng
dụng GSM sẽ tự động tắt nếu quá nhiệt.
Phần mềm sẽ luôn kiểm tra
nhiệt độ của module. Nếu nhiệt độ hiện tại của module lớn bằng hoặc lớn hớn 80℃,module sẽ gửi thông báo:
+CMTE:1
Nếu nhiệt độ thấp hơn -30℃,module sẽ gửi thông báo:
+CMTE:-1
Nếu nhiệt độ trên 85℃,module sẽ gửi thông báo:
+CMTE:2
Nếu dưới -35℃:
+CMTE:-2
Nếu nhiệt độ
nằm ngoài khoảng -35℃ đến
85℃,module
sẽ tự động tắt.
Lúc này module sẽ tự động
về chế độ POWER DOWN,chỉ còn bộ thời gian thực hoạt động. Chân STATUS cũng sẽ
về mức thấp.
Có thể kiểm tra nhiệt độ
hiện tại của module bằng cách sử dụng lệnh “AT+CMTE” khi module đang hoạt động.
2.1.4. Truyền
thông nối tiếp.
Để giao tiếp và sử dụng ứng dụng GSM,module SIM548 cung cấp chuẩn
giao tiếp nối tiếp.
- Bảy đường liên kết trên
một port giao tiếp.
- Bao gồm đường truyền dữ
liệu /RXD và /TXD,đường truyền trạng thái /RTS và /CTS,đường truyền điều khiển
/DTR,/DCD và /RING.
- Với chuẩn giao tiếp này
có thể sử dụng cho CSD FAX,dịch vụ GPRS và gửi lệnh AT.
Chuẩn
giao tiếp nối tiếp của SIM548
- Tốc độ baud của giao
tiếp nối tiếp: 300,1200, 2400, 4800, 9600, 19200, 38400, 57600, 115200.
- Module có thể tự động
lựa chọn tốc độ baud để giao tiếp: 300,1200, 2400, 4800, 9600, 19200, 38400,
57600, 115200.
- Thuộc tính chân /RING
của module:
Trạng thái module
SIM548
|
Trạng thái của chân RI
|
Bình thường
|
Mức cao
|
Đang
thực hiện cuộc gọi
|
Mức thấp,sau đó:
(1) Chuyển
về mức cao khi
(1) cuộc
gọi được thiết lập.
(2) Vẫn
giữ ở mức thấp khi sử dụng lênh ATH.
(3) vlka
|
SMS
|
Chuyển xuống và giữ ở
mức thấp khoảng 100mS khi nhận được tin nhắn,sau đó chuyển về lại mức cao.
|
Trạng thái chân RI
2.1.5. Kết
nối với SIM card.
Có thể sử dụng lệnh AT để
lấy thông tin từ SIM card.
Module hỗ trở cả 2 loại SIM
card 1.8V và 3.0V.
Kết
nối SIM card 6 chân
- Cấu tạo đế SIM card:
Cấu
tạo đế SIM card 6 chân
Cấu
tạo đế SIM card 6 chân
Chân
|
Tên
|
Mô tả
|
C1
|
VSIM
|
Nguồn do module cung
cấp. Module SIM548 sẽ tự động xác định loại SIM để cung cấp nguồn 33.0V±10%
hay 1.8V±10%. Dòng cung cấp là 10mA.
|
C2
|
SIM_RESET
|
Chân reset SIM card.
|
C3
|
SIM_CLOCK
|
Chân xung clock SIM
card.
|
C5
|
GND
|
Chân nối đất.
|
C6
|
VPP
|
Không cần kết nối.
|
C7
|
SIM_DATA
|
Chân truyền nhận dữ
liệu.
|
Thứ tự chân SIM card
2.1.6. Trạng
thái của chân STATUS.
Ta có thể biết được tình trạng của mạng GSM thông qua chân STATUS.
Tráng thái
|
Mạng GSM
|
Off
|
Ứng dụng GSM của
SIM548 không hoạt động.
|
64ms On/ 800ms Off
|
Ứng dụng GSM không tìm
thấy mạng.
|
64ms On/ 3000ms
Off
|
Ứng dụng GSM đang kết
nối mạng.
|
64ms On/ 300ms
|
Đang giao tiếp GPRS.
|
Trạng thái chân STATUS
Ta sử dụng đèn led để kết
nối với chân STATUS.
Kết
nối với chân NETLIGHT
3. Phần
cứng ứng dụng GPS của module SIM548
Giao tiếp với ứng dụng GPS
thông qua chuẩn giao tiếp nối tiếp RS-232.
3.1. Chi
tiết các chân dùng cho ứng dụng GPS.
Tên
|
I/O
|
Mô tả
|
Đặc tính điện
|
GPS_VCC
|
I
|
Có chân dùng để cung
cấp nguồn cho ứng dụng GPS.
|
Vmax=
5.0V
Vmin=3V
Vnorm=3.3V
|
GPS_VRTC
|
I
|
Nguỗn
dự trữ cho bộ thời gian thực và SRAM. Không kết nối nếu không sử dụng.
|
Vmax=
3.3V
Vmin=2.7V
Vnorm=3.0V
|
GPS_VANT
|
I
|
Nguồn ngoài dùng cho
anten GPS. Ngõ vào này dùng đê lựa chọn nguồn hoạt động cho anten GPS loại 5V
hay 3V. Chân này có thể kết nối trực tiếp với GPS_VCC_RF.
|
Imax=25mA
Vmax=5V
Vmin=2.85V
|
GPS_VCC_RF
|
O
|
Nguồn cung cấp cho
anten GPS loại 3V.
|
Vmax=2.9V
Vmin=2.8V
Vnorm=2.85V
Imax=25mA
|
Giao tiếp nối tiếp
|
|||
GPS_TXA
|
O
|
Chân truyền dữ liệu
của portA.
|
|
GPS_RXA
|
I
|
Chân nhận dữ liệu của
portA.
|
|
GPS_TXB
|
O
|
Chân truyền dữ liệu
của portB.
|
|
GPS_RXB
|
I
|
Chân nhận dữ liệu của portB.
|
|
GPS_M-RST
|
I
|
Chân reset ứng dụng
GPS.
|
|
Các chân dành cho ứng dụng GPS
3.2. Bật
ứng dụng GPS
Để cho ứng dụng GPS hoạt
động,nguồn cung cấp tại chân GPS_VCC phải lớn hơn 2.3V,và giữ ở mức này trong
khoảng ít nhất 220ms.
Bật
ứng dụng GPS
3.3. Mạch
kết nối cho chân VRTC
Bộ thời gian thực RTC là
rất quan trọng cho ứng dụng GPS và nguồn SRAM cũng lấy từ chân VRTC.
Kết
nối với chân VRTC
3.4. Mạch
kết nối cho chân RESET
Có
một IC trong module SIM548 dùng cho việc reset ứng dụng GPS. Nếu điện áp ngõ
vào của IC nhỏ hớn 2.3V,thì chân reset sẽ giữ ở mức thấp,sau đó nếu ngõ vào ở
mức lớn hơn 2.3V thì IC sẽ tạo ra một tín hiệu reset trong khoảng 220ms. Sau đó
chân reset sẽ lên mức cao. Muốn reset ứng dụng GPS,thì chân GPS_M-RST nên giữ ở
mức thấp ít nhất 10ms.
Kết
nối với chân RESET
3.5. Chuẩn
giao tiếp nối tiếp của ứng dụng GPS.
Module SIM548 hỗ trợ hai
port giao tiếp cho ứng dụng GPS (portA và portB).
PortA:
- Hai
chân để truyền nhận dữ liệu : GPS_RXA và GPS_TXA.
- Hỗ
trợ tốc độ baud từ 1200 đến 115200 bps.
- Giao
thức giao tiếp: Mặc định là SiRF,57600 bps.
PortB:
- Hai
chân truyền nhận dữ liệu : GPS_RXB và GPS_TXB.
- Hỗ
trợ tốc độ baud từ 1200-15200 bps.
- Chuẩn
giao thức truyền dữ liệu : NMEA,4800 bps.
- Định
dạng dữ liệu đầu ra: GGA,GSA,GSV,RMC,VTG.
Tần
số cập nhật ; 1Hz
Facebook: Rid HaUI
