穩(wěn)恒科技WH - GM35硬件設(shè)計全解析

一、緒論

在移動通訊領(lǐng)域，GM35模塊憑借其出色的性能和廣泛的應(yīng)用場景，成為眾多工程師的首選。本文檔詳細(xì)介紹了GM35的硬件應(yīng)用接口，包括電路連接和射頻接口等內(nèi)容，能幫助用戶快速了解其接口定義、電氣性能和結(jié)構(gòu)尺寸，結(jié)合其他應(yīng)用文檔，可助力用戶設(shè)計移動通訊應(yīng)用方案。

文件下載：WH-GM35-Q.pdf

相關(guān)文檔

文中列出了一系列相關(guān)文檔，如ITU - T Draft new recommendation V.25ter、GSM 07.07等，這些文檔為GM35的應(yīng)用提供了重要的參考依據(jù)。

術(shù)語和解釋

文檔對眾多專業(yè)術(shù)語進(jìn)行了解釋，像ADC（Analog - to - Digital Converter）、AMR（Adaptive Multi - Rate）等，這有助于工程師準(zhǔn)確理解和使用GM35模塊。

安全警告

使用或維修含GM35模塊的終端或手機(jī)時，要注意安全防范。如在醫(yī)院或醫(yī)療設(shè)備旁、飛機(jī)上、易燃?xì)怏w附近等場景，需遵守相應(yīng)規(guī)定，避免干擾其他設(shè)備或引發(fā)危險。同時，在駕駛時應(yīng)使用免提裝置，確保道路安全。

二、GM35綜述

GM35是一款4頻的GSM/GPRS模塊，工作頻段為EGSM 900MHz、GSM850MHz、DCS 1800和PCS1900，支持GPRS multi - slot class 10/ class 8（可選）和多種GPRS編碼格式。其尺寸小巧，僅23.6mm x 19.9mm x 2.2 mm，能滿足大多數(shù)應(yīng)用的空間需求。

主要特性

• 供電：單電壓3.5V – 4.2V。
• 省電：SLEEP模式下耗流低至0.9mA。
• 頻段：四頻可自動搜尋，符合GSM Phase 2 / 2+。
• 發(fā)射功率：EGSM 900 / GSM850為Class 4 (2W)，DCS 1800 / PCS1900為Class 1 (1W)。
• GPRS連接特性：支持GPRS multi - slot class 10（默認(rèn)）和class 8（可選）。
• 溫度范圍：正常工作溫度 - 30 °C ~ +80 °C ，受限工作溫度 - 40 °C ~ - 30 °C及 +80 °C ~ +85 °C ，存儲溫度 - 45 °C ~ +90 °C。
• GPRS數(shù)據(jù)特性：下行傳輸最大85.6 kbps，上行傳輸最大42.8 kbps。
• 短消息：支持MT、MO、CB、Text和PDU模式，存儲設(shè)備為SIM卡。
• 音頻特性：多種語音編碼模式，具備回音消除和噪聲抑制功能。
• 串口和調(diào)試口：支持4線串口，傳輸速率2400bps - 115200bps，支持硬件流控和串口復(fù)用功能，調(diào)試口用于調(diào)試和軟件升級。
• SIM應(yīng)用工具包：支持SAT class 3，GSM 11.14 Release 99。
• 實時時鐘和定時功能：支持實時時鐘，可通過AT命令設(shè)置定時功能。
• 機(jī)械尺寸：尺寸23.6mm x 19.9mm x 2.2 mm，重量7g。
• 軟件升級：可通過調(diào)試口升級軟件。

功能框圖

GM35的主要功能部分包括GSM基帶、GSM射頻、天線接口和其他接口。

三、應(yīng)用接口

GM35通過40個貼片引腳與移動應(yīng)用平臺連接，下面詳細(xì)介紹各個接口功能。

引腳描述

涵蓋電源、音頻接口、串口、SIM卡接口、指示燈接口、外部復(fù)位、天線接口、調(diào)試串口和預(yù)留引腳等。例如，VBAT引腳用于電源輸入，電壓范圍3.5V - 4.2V；PWRKEY引腳用于開機(jī)關(guān)機(jī)；MIC1P和MIC1N為麥克風(fēng)音頻輸入正負(fù)極等。

供電

采用單電源供電，VBAT電壓輸入范圍3.5V - 4.2V，推薦電壓4.0V，電源供流能力不小于2A。建議靠近VBAT使用旁路電容，如100μF低ESR電容或100 μF鉭電容與1μF - 10μF陶瓷電容并聯(lián)?？墒褂?a target="_blank">線性穩(wěn)壓器或開關(guān)穩(wěn)壓器，當(dāng)模塊突發(fā)電流大時，開關(guān)穩(wěn)壓器效率更高。

開機(jī)關(guān)機(jī)

• 開機(jī)：可通過拉低PWRKEY信號至少2秒然后釋放來開機(jī)，此引腳已在模塊內(nèi)部上拉到VBAT。
• 關(guān)機(jī)：可使用PWRKEY引腳拉低2S后釋放關(guān)機(jī)，也可通過AT指令“AT + CPOF”關(guān)機(jī)。

模塊休眠喚醒功能

• SLEEP模式：拉低DTR管腳使系統(tǒng)進(jìn)入SLEEP模式，拉高DTR管腳喚醒。
• SLEEP電流：無卡時最小電流0.9mA，移動卡0.98mA，聯(lián)通卡0.97mA；平均電流分別為3.1mA、3.3mA、3.4mA。
• 喚醒主控：模塊收到電話、短信時通過RI腳喚醒主控，短信喚醒RI腳拉3個100ms低脈沖，電話喚醒RI腳持續(xù)拉250ms低脈沖和3750ms高脈沖。

GPIO、INT、UART等交互設(shè)計要點

模塊采用3.0V的IO電源系統(tǒng)，IO口最高輸入限制電壓不超過3.3V，否則可能損壞模塊。當(dāng)3.3V電源系統(tǒng)的IO信號連接模塊3.0V系統(tǒng)IO時，可能因過沖現(xiàn)象損壞IO管腳，需增加串電阻和并電容等設(shè)計措施。同時，建議在AP有多余資源時，加上輔助增強(qiáng)控制信號，增強(qiáng)通信可靠性。

串口

• 引腳定義：包括AT_UART_RXD、AT_UART_TXD、AT_UART_RTS、AT_UART_CTS等。
• 邏輯電平：VIL為0 - 0.7V，VIH為2.1 - 3.3V，VOL為0 - 0.4V，VOH為2.4V及以上。
• 電平轉(zhuǎn)換：當(dāng)主機(jī)串口電平為5V時，需進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換，推薦使用FAIRCHILD公司的NC7WZ07芯片。
• 功能：支持Modem設(shè)備，可用于GPRS服務(wù)、接收AT命令控制模塊和串口復(fù)用功能。支持多種通訊波特率，默認(rèn)自動波特率檢測模式，支持115200bps。串口不支持RS232電平，只支持CMOS電平，連接計算機(jī)時需加電平轉(zhuǎn)換IC。

音頻接口

提供1路模擬音頻輸入通道，推薦使用駐極體麥克風(fēng)；音頻輸出用于連接受話器，最大驅(qū)動32歐姆受話器。模塊還提供耳機(jī)mic和聽筒音頻端口。音頻信號線為差分信號，PCB布板時需考慮?？蛇x用National公司的LM4890音頻放大電路。

SIM卡接口

• 應(yīng)用：支持GSM Phase 1和Phase 2+規(guī)范以及FAST 64 kbps SIM卡，支持1.8V和3.0V SIM卡，接口電源由模塊內(nèi)部電壓穩(wěn)壓器提供，正常電壓2.8V或1.8V。
• 卡座選擇：6引腳SIM卡座推薦Amphenol C707 10M006 5122，8引腳SIM卡座推薦Molex 91228。
• 接口電路：為保護(hù)SIM卡，建議使用ESDA6V1W5或SMF05C做靜電保護(hù)，串在IO口線中的22Ω電阻用于匹配阻抗，數(shù)據(jù)信號線SIM_DATA已在模塊內(nèi)部上拉，外圍電路器件應(yīng)靠近SIM卡座。

外部復(fù)位輸入

通過外部復(fù)位引腳NRESET使設(shè)備進(jìn)入復(fù)位狀態(tài)，此引腳已在模塊內(nèi)部上拉。應(yīng)在NRESET引腳上并接去耦電容防止干擾，復(fù)位后需重新按開機(jī)鍵使模塊開機(jī)。

四、天線接口

模塊提供一個天線接口引腳，主板天線應(yīng)使用微帶線或其他射頻走線（阻抗50歐姆）與模塊天線引腳連接。為方便調(diào)試和測試，應(yīng)增加射頻連接器和天線匹配網(wǎng)絡(luò)，建議預(yù)留PI型匹配電路。

模塊射頻輸出功率

模塊射頻接收靈敏度

模塊工作頻率

五、電氣、可靠性和射頻特性

絕對最大值

超過某些極限值可能導(dǎo)致模塊永久性損壞，如VBAT等參數(shù)有相應(yīng)限制。

工作溫度

• 工作溫度： - 30 °C ~ +80 °C 。
• 受限工作溫度： - 40 °C ~ - 30 °C及 +80 °C ~ +85 °C ，此時GM35雖可工作，但某些射頻性能可能超出GSM規(guī)范。
• 存儲溫度： - 45 °C ~ +90 °C 。

電源額定值

包括電源電壓、發(fā)射瞬間電壓跌落、電壓紋波和峰值電流等參數(shù)的規(guī)定。

耗流

文檔給出了GSM900和DCS1800不同ARFCN下的功耗、不同電壓開機(jī)電流、GSM實網(wǎng)Sleep耗流以及連接CMU狀態(tài)下不同模式GPRS耗流等數(shù)據(jù)。

靜電防護(hù)

模塊未專門針對靜電放電做保護(hù)，用戶在生產(chǎn)、裝配和操作時需采取適當(dāng)防護(hù)措施。

六、機(jī)械尺寸

GM35的機(jī)械尺寸

提供了GM35的機(jī)械尺寸圖，工程師可據(jù)此進(jìn)行相關(guān)設(shè)計。

GM35引腳分配

給出了引腳圖和引腳分配表，方便工程師了解引腳信息。

GM35推薦焊接爐溫曲線圖

為焊接GM35模塊提供了溫度曲線參考。

七、聯(lián)系方式

公司為上海穩(wěn)恒電子科技有限公司，地址在上海市閔行區(qū)秀文路898號西子國際五號樓611室，網(wǎng)址為www.mokuai.cn，郵箱為sales@mokuai.cn，電話021 - 52960996或021 - 52960879。其使命是做芯片到產(chǎn)品的橋梁，愿景是成為全球有影響力的模塊公司，價值觀為信任、專注、創(chuàng)新，產(chǎn)品觀是在穩(wěn)定的基礎(chǔ)上追求高性價比。

八、免責(zé)聲明

文檔未授予知識產(chǎn)權(quán)許可，除產(chǎn)品銷售條款和條件聲明的責(zé)任外，公司不承擔(dān)其他責(zé)任，且對產(chǎn)品銷售和使用不作明示或暗示擔(dān)保，可能隨時修改產(chǎn)品規(guī)格和描述。

九、更新歷史

首次版本V1.0于2017 - 09 - 05生成。

通過以上對WH - GM35硬件設(shè)計手冊的詳細(xì)解析，工程師們可以更好地了解和使用該模塊，在實際設(shè)計中充分發(fā)揮其性能優(yōu)勢。你在使用GM35模塊時遇到過哪些問題呢？歡迎在評論區(qū)分享交流。