SIM900A模块引脚功能_工作原理_使用示例
SIM900A GSM模块是最小、最便宜的GPRS/GSM通信模块。在大多数嵌入式应用中,它与Arduino和微控制器很常见。该模块提供GPRS/GSM技术,可使用移动SIM卡进行通信。
SIM900A模块使用900和1800MHz频段,允许用户接收/发送移动电话和短信。键盘和显示界面允许开发人员使用它来制作定制应用程序。此外,它还有模式、命令模式和数据模式。
另外,在每个国家GPRS/GSM和不同的协议/频率都可以运行。命令模式可以帮助开发人员根据自己的需求更改默认设置。
引脚配置
SIM900A模块看起来像一个单芯片,但它具有许多功能,可以帮助构建几乎许多商业应用。此外,SIM900A上总共有68个引脚,使用这些引脚有助于构建应用程序。但如果我们使用该模块与Arduino连接,们将需要其中一些引脚。其引脚配置信息如下图所示:
管脚配置说明
1、GPIO引脚
GPIO引脚有助于执行简单且高级的I/O功能,所有引脚提供的最大输出等于电源,可用于控制大多数设备,如传感器和其它模块。SIM900A中的所有GPIO引脚为:
- GPIO1 – 引脚40
- GPIO2 – 引脚41
- GPIO3 – 引脚42
- GPIO4 – 引脚43
- GPIO5 – 引脚44
- GPIO6 – 引脚47
- GPIO7 – 引脚48
- GPIO8 – 引脚49
- GPIO9 – 引脚50
- GPIO10 – 引脚51
- GPIO11 – 引脚67
- GPIO12 – 引脚68
2、状态引脚
SIM900A模块有两个状态引脚,有助于指示两种不同的状态。第一个是模块的工作状态,第二个是通信状态。通信状态表示模块正在连接网络或其它网络功能等。这两个引脚不能直接操作LED,它们总是与晶体管组合起作用。
- STATUS – Pin52
- NIGHTLIGHT – Pin66
3、接口引脚
该设备本身提供4针显示接口。显示不是必需的,仅在需要时才显示。接口的使用有助于模块的可视化并使其成为一个应用程序。所有显示引脚均为:
- DISP_DATA(Pin12) –用于显示数据
- DISP_CLK(Pin11) –用于时钟输入
- DISP_CS(Pin14) –启用显示
- DISP_D/C( Pin13) –在数据和命令之间选择
SIM900A有多种通信方式,I2C因其流行而成为其中之一。该模块具有单个I2C协议引脚,有助于使用具有该通信功能的任何模块构建应用程序。
- SCL–Pin38
- SDA–Pin37
SDA用于数据、SCL用于时钟脉冲。
5、模块键盘接口引脚
两针键盘可与模块连接,该模块将从KCB引脚获取每个值的键盘数据作为2D矩阵值。模块中键盘接口引脚为:
- KBR0~KBR4(行)–Pin40~Pin44
- KBC0~KBC4(列)–Pin47~Pin51
6、串行端口
UART串行接口使用两个引脚进行正确的数据通信,即RX和TX。两个引脚不独立于任何其他引脚或模块。在SIM900A中,这些引脚可用,但它还有一些其它引脚用于数据状态/指示。通过组合这些引脚,串行端口也有助于生成RS-232连接器。所有串行引脚为:
- RXD–Pin10–接收数据
- TXD–Pin 9–发送数据
- RTS–Pin8–发送数据传输请求
- CTS–Pin –清除发送请求
- RI –Pin4 – 环形指示灯
- DSR –Pin6–指示数据集准备就绪
- DCD–Pin5–指示数据进位检测
- DTR–Pin3–指示数据终端准备就绪
7、调试接口
调试帮助开发人员调试模块并更新其固件。在该模块中,有单独的串行接口引脚用于调试。两个引脚都是:
- DBG_TXD–Pin27–用于数据传输
- DBG_RXD–Pin28–用于数据接收
8、SIM接口
众所周知,SIM900A模块是一个GPRS/GSM模块。该模块的某些功能依赖于某些设备。最重要的是SIM卡。SIM需要与模块连接才能实现GPRS/GSM功能的全面运行。模块所有SIM接口为:
- SIM_VDD–Pin30–SIM电源
- SIM_DATA–Pin3 –用于数据输出
- SIM_CLK–Pin32–用于时钟脉冲
- SIM_RST–Pin33–用于复位
- SIM_PRESENCE–Pin34–检测SIM卡
9、模数转换器引脚
该模块只有一个引脚来检测SIM900A的模拟信号并将其转换为数字信号。ADC引脚上的电压范围仅为0到3V。
- ADC–Pin25
10、脉宽调制引脚
PWM主要用于工业应用的微控制器中,但由于物联网,该模块提供了两个PWM引脚,这有助于制作基于物联网和PWM的设备,而无需使用任何第三个接口。
- PWM1–Pin35
- PWM2–Pin36
11、音频接口
音频接口有助于将麦克风和扬声器与SIM900A连接。线路、音频和扬声器的连接将有助于通过模块拨打电话,主要引脚包括:
- MIC_P – Pin19
- MIC_N – Pin20
- SPK_P – Pin21
- SPK_N – Pin22
- LINEIN_R – Pin23
- LINE_L – Pin24
12、控制引脚
设备上的引脚上有电源,这有助于使用外部信号将其打开。引脚上有两个电源。第一个是PWRKEY,它需要一个低电平信号来打开/关闭系统电源。为此,引脚需要输入信号持续一段时间。第二个引脚是PWRKEY_OUT,它与PWRKEY 引脚短路并打开/关闭设备。
- PWRKEY – Pin1
- PWRKEY_OUT – Pin2
13、复位引脚
该器件具有外部低电平输入信号复位引脚,可使用外部信号复位器件:
- NRESET – Pin16
14、模块射频天线
为了扩展SIM900A的范围,天线引脚需要与外部电线连接。该模块还提供官方天线:
- RF_ANT – Pin60
15、电源引脚
SIM900A模块有多种电源引脚。有些作为输入,有些作为输出。最需要了解的是VRTC,它充当设备内部RTC的备份。模块的所有电源和接地引脚为:
- VBAT(输入) – Pin55、Pin56、Pin57
- VRTC(输入/输出) – Pin26
- VDD_EXT(输出) – Pin15
- GND – Pin17、Pin18、Pin29、Pin39、Pin45、Pin46、Pin53、Pin54、Pin58、Pin59、Pin61、Pin62、Pin63、Pin64、Pin65
功能框图
下图描述了SIM900A模块的内部结构,如下图所示:
参数特征
特征 | 值 |
---|---|
电源输入 | 3.4V至4.5V |
工作频率 | EGSM900和DCS1800 |
发射功率范围 | EGSM900为2W,DCS1800为1W |
数据传输链接 | 下载:85.6kbps,上传:42.8kbps |
短信 | MT、MO、CB、文本和PDU模式。 |
天线支持 | 可用 |
音频输入/输出 | 可用 |
串行端口 | I2C和UART |
串行调试端口 | 可用 |
EGSM900(Extended GSM 900)频段覆盖了900 MHz的频率范围,通常在以下子频段中运行:
- 上行频率范围:880 MHz至915 MHz
- 下行频率范围:925 MHz至960 MHz
DCS1800(Digital Cellular System 1800)频段覆盖了1800MHz的频率范围,通常在以下子频段中运行:
- 上行频率范围:1710 MHz至1785 MHz
- 下行频率范围:1805 MHz至1880 MHz
SIM900A可以在这两个频段的2G网络上工作,从而实现与支持相应频率的基站通信。这使得SIM900A在许多地区都可以使用,包括欧洲、亚洲、非洲和大部分的澳大利亚。
需要注意的是,2G网络在某些地区可能已经停用或即将停用,因为运营商正在逐步转向3G和4G网络。在选择使用SIM900A之前,最好先了解目标地区的网络情况,并确保运营商仍提供相应的2G网络覆盖。
工作原理
SIM900A模块是一种基于GSM/GPRS技术的通信模块,用于在移动通信网络上进行数据和语音通信,其工作原理可以可以简单解释如下:
-
电源供应:需要连接到电源供应以获得运行所需的电力。通常使用3.3V或5V的直流电源供应。
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SIM卡插槽:SIM900A模块上有一个插槽,用于插入SIM卡。SIM卡存储了与移动通信网络相关的信息,包括IMSI号码、运营商鉴权密钥等。
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通信接口:提供多种通信接口,最常见的是串口(RS232或TTL级别),以便与主控制器(如微控制器、单片机或计算机)进行通信。
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AT命令控制:通过AT(ATtention)命令进行控制和配置。主控制器通过与SIM900A模块的通信接口发送AT命令来控制模块的操作,例如建立通信连接、发送短信、接收数据等。
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无线通信:使用GSM(Global System for Mobile Communications)和GPRS(General Packet Radio Service)技术与运营商的基站进行通信。它使用SIM卡中的鉴权信息与基站进行身份验证,并使用GSM协议在基站之间进行数据和语音传输。
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GSM通信:SIM900A可以建立与基站的GSM通信连接,用于语音通话和短信传输。它使用GSM协议在GSM网络上与基站进行通信。
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GPRS通信:SIM900A可以使用GPRS技术建立数据连接,用于通过Internet进行数据传输。它支持TCP/IP协议栈,可以连接到远程服务器并进行数据交换。
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数据处理:可以接收和发送数据,包括短信、传感器数据、网络请求等。它可以将接收到的数据传输给主控制器进行处理,或者将主控制器发送的数据发送到目标设备或服务器。
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附加功能:能够提供一些附加功能,例如RTC(Real-Time Clock,实时时钟)功能,用于时间戳和定时任务;GPIO(General Purpose Input/Output,通用输入输出)引脚,用于连接外部设备;ADC(Analog-to-Digital Converter,模数转换器),用于模拟信号测量。
主要应用
- 该模块是为语音通话和短信应用程序设计图形的最佳应用程序。
- 一些物联网应用程序(主要是在紧急情况下)具有该模块。
- 定位追踪系统也使用SIM900A。
- SIM900A可用于移动通信。
使用示例
SIM900A模块有多个引脚,但所有引脚都有一些硬件要求,可在数据表中找到。有一堆预先设计的板可以解决硬件的要求。要使用该模块,请像给定像下面电路一样将其与Arduino连接。
连接设备后,通过Arduino COM口使用AT命令或者通过Arduino编程来操作模块的各项功能。如果通过串口程序发送数据,以下是简单AT命令的示例代码。
void setup() { Serial.begin(9600); Serial.println("AT"); Serial.println("AT+CMGF=1/&W"); Serial.println("AT+CMGS=\"+XXXXXXXXXXXX\""); //将其更改为sim电话号码 Serial.println("Hello World"); Serial.write(26); } void loop() { }
上面的命令是一个简单的例子,使Arduino程序从Arduino发送消息到模块进行操作。实际上,每个功能都有一堆命令,具体可以参考SIM900A PDF数据表。
封装设计参数
总结
简单来说,SIM900A模块是一种基于GSM/GPRS技术的通信模块,用于在移动通信网络上进行数据和语音通信。
此外,SIM900A模块通过GSM/GPRS网络实现与移动通信网络的连接,并通过AT命令控制与主控制器进行通信和数据传输。它可以作为嵌入式系统或物联网设备的通信模块,用于远程数据采集、远程控制和远程通信等应用。