SIM2000C_硬件文档_V1.00

发布时间：2024-08-27

SIM2000C_硬件设计手册_V1.00

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SIM2000C 硬件设计手册 1.00 2014-03-07 初稿

SIM2000C_硬件设计手册_V1.00

前言

感谢使用SIMCom提供的SIM2000C系列模块。本产品具有标准AT命令接口，可以提供WCDMA语音、短消息等业务。使用前请仔细阅读用户手册，您将领略其完善的功能和简洁的操作方法。

此模块主要用于语音或者数据通讯，本公司不承担由于用户不正常操作造成的财产损失或者人身伤害责任。请用户按照手册中的技术规格和参考设计开发相应的产品。同时注意使用移动产品特别是CDMA产品应该关注的一般安全事项。

在未声明之前，本公司有权根据技术发展的需要对本手册内容进行修改。

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版本历史.......................................................................................................................8 1. 绪论.......................................................................................................................9 2. 模块综述...............................................................................................................9

2.1. 模块主要特征.......................................................................................................................9 2.2. 工作模式.............................................................................................................................10 2.3. 模块功能框图.....................................................................................................................11

3. 模块封装.............................................................................................................12

3.1. 引脚分布.............................................................................................................................12 3.2. 模块引脚描述.....................................................................................................................12 3.3. 机械尺寸.............................................................................................................................15

4. 接口应用.............................................................................................................17

4.1. 供电.....................................................................................................................................17

4.1.1. 电源引脚.............................................................................................................................................18 4.1.2. 电源监测.............................................................................................................................................18

4.2. 开机关机.............................................................................................................................18

4.2.1. 4.2.2. 4.2.3. 4.3.1. 4.3.2. 4.3.3. 4.4.1 4.4.2 4.4.3 4.4.4 4.4.5

模块开机.........................................................................................................................................18 模块关机.........................................................................................................................................19 模块复位.........................................................................................................................................21 最小功能模式.................................................................................................................................22 休眠模式.........................................................................................................................................23 休眠模式到唤醒模式(AT+CSCLK=1)..............................................................................................23 串口功能.........................................................................................................................................24 串口连接方式.................................................................................................................................24 USB接口...........................................................................................................................................26 软件升级和调试.............................................................................................................................26 串口和SD接口的复用功能.............................................................................................................27

4.3. 省电模式.............................................................................................................................22

4.4. 串口和调试接口.................................................................................................................23

4.5. RI电平状态.........................................................................................................................27 4.6. 音频接口.............................................................................................................................28

4.6.1. 4.6.2. 4.6.3. 4.7.1. 4.7.2. 4.7.3.

受话器接口电路.............................................................................................................................29 麦克风接口电路.............................................................................................................................29 音频相关电气参数.........................................................................................................................30 RUIM卡接口.....................................................................................................................................30 RUIM卡设计注意事项.....................................................................................................................31 RUIM卡座的选择.............................................................................................................................31

4.7. RUIM卡接口.........................................................................................................................30

4.8. PCM接口...............................................................................................................................33

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4.8.1. 4.8.2. 4.8.3. 4.8.4. 4.9.1 4.10.1

PCM复用功能...................................................................................................................................34 PCM接口电路...................................................................................................................................34 辅助PCM(128KHz PCM时钟)...........................................................................................................34 主PCM(2048KHz PCM时钟).............................................................................................................36 键盘复用功能.................................................................................................................................38 I2C复用功能...................................................................................................................................39

4.9. 键盘接口.............................................................................................................................37 4.10. I2C总线...............................................................................................................................38 4.11. 通用输入输出接口 (GPIO)...............................................................................................39 4.12. 模数转换器（ADC）...........................................................................................................39 4.13. PWM接口...............................................................................................................................39 4.14. 网络状态指示灯.................................................................................................................40 4.15. 复用功能.............................................................................................................................41 4.16. 状态指示灯.........................................................................................................................41

4.16.1

状态指示灯复用功能.....................................................................................................................41

4.17. 天线接口.............................................................................................................................42

5. PCB 布局原则.....................................................................................................43

5.1 5.2

模块引脚分布.....................................................................................................................43 PCB布线原则.......................................................................................................................44

天线.................................................................................................................................................44 电源.................................................................................................................................................44 RUIM卡.............................................................................................................................................44 音频.................................................................................................................................................44 其它.................................................................................................................................................44

5.2.1 5.2.2 5.2.3 5.2.4 5.2.5

6. 电气、可靠性和射频特性.................................................................................45

6.1 6.2 6.3 6.4 6.5 6.6 6.7

绝对最大值.........................................................................................................................45 推荐工作条件.....................................................................................................................45 数字接口特性.....................................................................................................................45 RUIM_VDD特性.....................................................................................................................46 VDD_EXT特征.......................................................................................................................46 静电防护.............................................................................................................................46 射频特性.............................................................................................................................46

7. 生产.....................................................................................................................48

7.1. 7.2. 7.3. 7.4.

模块的顶视图和底视图.....................................................................................................48 推荐焊接炉温曲线图.........................................................................................................48 湿敏特性.............................................................................................................................49 烘烤要求.............................................................................................................................49

8. 附录.....................................................................................................................50

I. 相关文档.............................................................................................................................50 II. 术语和解释.........................................................................................................................51 III. 安全警告.............................................................................................................................52

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表格索引

表 1：模块主要特征........................................................................................................................................................9 表 2：工作模式..............................................................................................................................................................11 表 3：引脚描述..............................................................................................................................................................12 表 4：推荐齐纳二极管型号..........................................................................................................................................17 表 5：RESET硬件参数....................................................................................................................................................21 表 6：最小功能模式下的耗流......................................................................................................................................22 表 7：串口与调试接口引脚定义..................................................................................................................................23 表 8：串口逻辑电平......................................................................................................................................................24 表 9：USB接口电压........................................................................................................................................................26 表 10：串口复用功能....................................................................................................................................................27 表 11：SD接口复用功能................................................................................................................................................27 表 12：RI 信号线电平状态..........................................................................................................................................27 表 13：音频接口定义....................................................................................................................................................29 表 14：音频输入参数....................................................................................................................................................30 表 15：音频输出参数....................................................................................................................................................30 表 16：RUIM卡接口定义................................................................................................................................................30 表 17：引脚描述 (AMPHENOL RUIM卡座).....................................................................................................................32 表 18：引脚描述(AMPHENOL RUIM卡座).......................................................................................................................33 表 19：PCM接口定义......................................................................................................................................................33 表 20：PCM接口复用功能..............................................................................................................................................34 表 21：PCM参数表..........................................................................................................................................................34 表 22：时序参数............................................................................................................................................................35 表 23：时序参数............................................................................................................................................................37 表 24：键盘接口引脚信号定义....................................................................................................................................38 表 25：键盘接口复用功能............................................................................................................................................38 表 26：I2C总线接口引脚定义.......................................................................................................................................38 表 27：I2C复用功能......................................................................................................................................................39 表 28：GPIO接口引脚定义............................................................................................................................................39 表 29：ADC接口引脚定义..............................................................................................................................................39 表 30：ADC参数..............................................................................................................................................................39 表 31：PWM引脚定义......................................................................................................................................................39 表 32：BUZZER输出特性................................................................................................................................................40 表 33：NETLIGHT引脚定义............................................................................................................................................40 表 34：NETLIGHT工作状态............................................................................................................................................40 表 35：NETLIGHT复用功能............................................................................................................................................41 表 36：STATUS引脚定义................................................................................................................................................41 表 37：STATUS复用功能..............................................................................................................................................41 表 38：绝对最大值........................................................................................................................................................45 表 39：推荐工作条件....................................................................................................................................................45 表 40：数字接口特性(1.8V)........................................................................................................................................45 表 41：数字接口特性(2.85V)......................................................................................................................................45 表 42：RUIM_VDD特性....................................................................................................................................................46 表 43：VDD_EXT特征......................................................................................................................................................46 表 44：ESD性能参数 (温度：25℃，湿度：45 %).....................................................................................................46 表 45：模块传导射频输出功率....................................................................................................................................46

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表 46：模块工作频段....................................................................................................................................................46 表 47：传导接收灵敏度................................................................................................................................................47 表 48：模块湿敏特性....................................................................................................................................................49 表 49：模块烘烤要求....................................................................................................................................................49 表 50：相关文档............................................................................................................................................................50 表 51：术语和解释........................................................................................................................................................51 表 52：安全警告............................................................................................................................................................52

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图片索引

图 1：模块功能框图......................................................................................................................................................11 图 2：模块引脚图 (顶视图)........................................................................................................................................12 图 3：三维尺寸（单位：毫米)....................................................................................................................................15 图 4：推荐PCB封装尺寸（单位：毫米）.....................................................................................................................16 图 5：VBAT输入参考电路..............................................................................................................................................17 图 6：LDO供电参考电路................................................................................................................................................17 图 7：DC-DC参考电路....................................................................................................................................................18 图 8：使用PWRKEY驱动电路开机..................................................................................................................................18 图 9：使用PWRKEY按键开机..........................................................................................................................................19 图 10：使用PWRKEY开机时序图....................................................................................................................................19 图 11：使用PWRKEY关机时序图....................................................................................................................................20 图 12：复位电路............................................................................................................................................................21 图 13：复位时序图........................................................................................................................................................22 图 14：串口连接图........................................................................................................................................................25 图 15：模块内部连接....................................................................................................................................................25 图 16：电平匹配电路....................................................................................................................................................26 图 17：USB接口连接......................................................................................................................................................26 图 18：模块作为被叫当接收到语音呼叫时RI上电平的变化.....................................................................................28 图 19：模块作为被叫当接收到数据呼叫时RI上的电平变化.....................................................................................28 图 20：模块接收到短信息（SMS）或者串口主动上报（URC）RI上的电平变化.................................................28 图 21：模块作为主叫时RI上的电平变化.....................................................................................................................28 图 22：受话器接口电路................................................................................................................................................29 图 23：麦克风接口电路................................................................................................................................................29 图 24：8引脚RUIM卡座的接口推荐电路......................................................................................................................31 图 25：6引脚RUIM卡座的接口推荐.............................................................................................................................31 图 26：MOLEX 91228 RUIM 卡座..................................................................................................................................32 图 27：AMPHENOL C707 10M006 5122 RUIM卡座尺寸图.............................................................................................33 图 28：PCM连接图..........................................................................................................................................................34 图 29：同步时序............................................................................................................................................................35 图 30：辅助PCM输入时序..............................................................................................................................................35 图 31：辅助PCM输出时序..............................................................................................................................................35 图 32：同步时序............................................................................................................................................................36 图 33：PCM输入时序......................................................................................................................................................36 图 34：PCM输出时序......................................................................................................................................................36 图 35：键盘接口参考电路............................................................................................................................................37 图 36：PWM参考电路......................................................................................................................................................40 图 37：NETLIGHT参考设计电路....................................................................................................................................41 图 38：CDMA天线接口电路............................................................................................................................................42 图 39：引脚分布............................................................................................................................................................43 图 40：模块的顶视图和底视图....................................................................................................................................48 图 41：模块推荐焊接炉温曲线图................................................................................................................................48

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版本历史

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变更描述初稿

作者王燕舞叶海炳

2014-03-07 1.00

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1. 绪论

本文档描述了SIM2000C模块的硬件应用接口，包括相关应用场合的电路连接以及射频接口等。可以帮助用户快速的了解模块的接口定义、电气性能和结构尺寸等详细信息。结合本文档和其他的应用文档，用户可以快速的使用模块来设计移动通讯应用方案。

2. 模块综述

基于全球市场设计，SIM2000C是一个单频CDMA模块，工作在800MHz(BC0)。

模块的尺寸只有24*24*3毫米，几乎可以满足所有用户应用中的对空间尺寸的要求。

模块和用户移动应用的物理接口为68个贴片焊盘引脚，提供了应用模块的所有硬件接口。在后面的章节中会有对下面的接口进行描述： z 全功能串口

z USB接口，可用来调试与软件下载 z Debug调试接口 z ADC数据采样接口 z 音频接口

z 可编程的通用输入输出（GPIO） z RUIM卡接口 z PWM功能引脚 z I2C接口 z 键盘接口 z PCM接口

SIM2000C模块采用省电技术设计，在休眠模式下耗电流低至2.0毫安。模块符合RoHS标准。

2.1. 模块主要特征

表 1：模块主要特征特征供电省电频段数据传输

说明 3.4V ~4.4V

休眠模式下的耗电流低至2.0毫安单频段：800MHz (BC0)

CDMA 1X

z 数据下行传输：最大153.6kbps z 数据上行传输：最大153.6kbps z 正常工作温度：-40°C ~ +85°C z 储存温度：-45°C ~ +90°C 天线引脚

语音编码模式： z EVRC

z EVRC-B(or 4GV)

z 麦克风：8kHz 采样率，16bit

温度范围外部接口

音频特征

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z z z z z z z z z

串口与调试接口

音频 AGC

PCM 后加工处理回音消除

8kHz，16kHz 或者32kHz发送链路采样率

串口：

支持标准的全功能串口固定传输速率115200bps

可通过串口发送AT命令和数据

支持RTS/CTS硬件流控，并且可以通过软件打开或者关闭流控功能可编程参数 1. 数据量 2. 结束位 3. 奇偶性 4. 比特率 5. 时钟脉冲源

可以通过串口发送数据调试口：用于调试

z z

USB接口

z USB电源 z USB数据线（负） z USB数据线（正） z z z z z z z

IS95-A/B：MS&BTS协议 IS-96A：语音信号编码 IS-98A：基地移动台功能 IS-126：语音回环 IS-637：短消息服务 IS-707：数据服务 IS-657：分组数据

CDMA协议

电话薄管理 RUIM卡接口

支持电话薄类型：SM，DC，FD，LD，MC，ME，RC，EN。支持的RUIM卡：1.8V，3V z z z z

RUIM卡应用程序共享界面，从而进一步支持CDMA网络可选择的时钟源

RUIM接口可配置成通用输入输出（GPIO）接口 RUIM卡电源支持1.8V、3V

RUIM卡应用工具包

短信定时功能物理尺寸软件升级

z 点对点MO和MT，文本和PDU模式 z 支持ASCII和UNICODE z 短信存储：RUIM卡或模块通过AT命令设置尺寸：24*24*3mm 重量：3.4g 通过USB口升级软件

2.2. 工作模式

表2简要介绍了后续章节将要提到的多种工作模式。

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表 2：工作模式模式

功能 CDMA休眠 CDMA空闲

正常模式

CDMA通话 CDMA 1X

关机模式

在这种状态下，模块的电流消耗会降到最低，模块仍能接受寻呼信息和SMS。

软件正常运行，模块已经注册到CDMA网络上，并可以随时发送和接收数据。

两个用户处于连接中，在这种情况下模块的功耗和网络及模块的配置有关。

数据正在传输中，在这种情况下，功耗取决于网络状况，上下行数据链路的数据速率以及CDMA 1X的配置。

通过“AT+CPOWD=1”命令或者使用PWRKEY引脚关机。此时，模块内部的各部分电源会被关闭，软件也停止运行，串口不可以使用，VBAT上的电源要继续存在。

在不断电源的情况下，可以使用“AT+CFUN”命令把模块配置成最小功能模式。在这种情况下，模块的RF部分或者RUIM卡部分不工作，或者RF部分和RUIM卡部分都不工作，但串口仍可以使用，此时功耗非常低。

最小功能模式

2.3. 模块功能框图

图1列出了模块的主要功能部分： CDMA基带 CDMA射频存储器天线接口 USB接口调试接口其它接口

z z z z

z z z

图 1：模块功能框图

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3. 模块封装

3.1.

引脚分布

图 2：模块引脚图 (顶视图)

3.2. 模块引脚描述

表 3：引脚描述引脚名称供电

引脚序号 I/O 电压域描述备注

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VBAT VDD_EXT

55，56，57 15

I O

3.4~4.4 2.85

供电引脚 2.85V电源输出

如果不用，保持悬空

GND 开/关机

2,17,18,29,39,45,46,53,54, 58,59,61,62， 63,64,65

接地

通过拉低PWRKEY并保持至

少1秒然后释放，可以开启模块。同样，用户可以通过将PWRKEY拉低1.5秒到3秒关闭模块。

PWRKEY 1 I 1.8

模块内部已经上拉到1.8V

音频接口 MICP MICN SPKP SPKN 状态指示 STATUS NETLIGHT PCM接口 PCMCLK PCMIN PCMOUT PCMSYNC USB接口 VBUS USB_DP USB_DM IC接口 SDA SCL 调试接口 DEBUG_TXD DEBUG_RXD 键盘接口 KBR0 KBR1 KBR2 KBR3 KBR4 KBC0

44 43 42 41 40 51

键盘列接口键盘行接口

I/O

1.8

如果不用，保持悬空

27 28

O I

2.85

调试接口

如果不用，保持悬空

37 38

I/O O