Air780E是合宙低功耗4G-Cat.1模組經典型號之一，上期我們解答了大家關心的系列問題，並講解了。
有朋友問：能不能講些硬體設計相關的內容？
模組的上電開機，是硬體設計除錯的第一步。
本期特別分享——Air780E開機啟動及外圍電路設計。
Air780E開機啟動及外圍電路設計
合宙Air780E模組採用LGA封裝，尺寸僅16*18*2.3mm，共有109個管腳。
Air780E開機正常啟動所涉及到的管腳，如下圖表所示：
接下來，我們詳細講解模組開機的必要條件。
在實際應用開發中，Air780E模組要正常執行開機，需要如下幾個必要條件：
一、VBAT供電管腳電壓符合工作電壓範圍
1. 供電電壓3.3V~4.3V
實際Air780E正常開機的電壓範圍，要大於規格書所給的工作範圍，為3.1V~4.5V；但是實際使用中不建議超過3.3V~4.3V，避免射頻指標惡化。
部分高壓鋰電池充滿狀態下，電壓能達到4.35V~4.4V，雖然超過4.3V的建議電壓最大值，但是請放心使用——因為滿電工作時間較短，而且考慮電池內阻因素，到達模組晶片端的電壓會低於4.3V。
2. 持續供電電流大於1A，瞬間供電電流大於2A
由於4G-Cat.1射頻工作特性，在射頻發射瞬間會產生脈衝電流，脈衝電流最大會高達1.5~2A，持續時間百uS級別。
若供電能力不夠或者電源走線通路阻抗過高會引起VBAT供電電源跌落，嚴重時會造成周期性的反覆重啟。
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電源的跌落，可以用示波器進行測量。切記不能用萬用表。
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可以從開機日誌判斷，比如用LuaTool透過連結Air780E的USB介面進行日誌抓取，如果週期反覆出現開機日誌的列印，就可以考慮電源跌落原因。
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透過串列埠列印判斷（MAIN_TXD/MAIN_RXD)，開機後周期性反覆列印“RDY"字樣。在使用AT版本情況下透過此判斷。
3. VBAT供電紋波小於400mV(經驗值）
由於4G-Cat.1射頻工作特性，在射頻工作時，很難保證VBAT供電的穩定不跌落。且在外部電源電路設計不合理的情況下（尤其是DCDCBUCK電源），都會在VBAT電源上存在抖動和紋波。
從經驗來看，若跌落和紋波小於400mv的情況下不會對模組工作產生影響；但如果高於此範圍，會有射頻惡化的風險，以及低電壓掉電重啟的風險。
如果最佳化，除了最佳化供電設計外，可以在VBAT管腳附近加大電容來減小紋波。官方參考設計推薦1000uf，比較保守，實際產品由於小型化或其他空間原因可以按照實際情況減小此電容的容值，以減小空間。那如果空間允許，建議無腦加上，增加系統健壯性。
二、開機管腳PWRKEY（7pin）觸發開機動作
Air780E模組不同於通常的MCU的上電開機，Air780E模組開機需要觸發開機事件，也就是PWRKEY管腳拉低（拉低時間>1秒)，觸發開機。
PWRKEY管腳只要VBAT管腳電壓大於3.1V時就會為高，而且是內部拉高。
注意：PWRKEY外部不能有任何上拉電路，否則會出現系統啟動的不穩定風險。
推薦如下幾種開機方式：
1. 開集驅動開機電路
適合由主控MCUio口控制模組開機的方式：
特別注意：
三極體靠近模組放置，而且三極體集電極和PWRKEY之間無需串聯電阻（模組內部已經串聯5.6K電阻）。
2. 按鍵開機方式
適合於Air780E做主控的方式，比如open二次開發方式：
特別注意：
由於按鍵機械接觸的方式，容易產生尖峰電壓，還是建議做TVS防護，比如加TVS管。
TVS管的選型上並沒有太嚴格的要求，以通用和成本做考慮，可以選擇工作電壓5V的TVS。
比如：
PESDNC2FD5VU(芯導）
ESD5311N2/TR（韋爾）
PESD5V0S1BLN（伯恩半導體）
3. PWRKEY接地方式
雖然Air780E不支援上電啟動開機的方式，但是可以將PWRKEY直接接地的方式來變相實現上電開機的目的。
但是這種方式有個缺點：
畢竟是硬體實現的上電開機，會導致模組VBAT電壓在關機電壓臨界點時（比如用電池供電，低電量情況下），會出現反覆上電開關機的情況，進一步將電池放電。
特別注意：
上圖PWRKEY串聯0歐姆只是為了除錯方便進行預留，直接PWRKEY接也不會有問題。
三、復位管腳RESET_N處於釋放狀態（沒有被外部拉低）
復位管腳RESET_N為硬體關機功能，（並不能直接讓模組重啟）在復位管腳拉低（拉低時間建議大於500ms）關機後，還需要PWERKEY觸發開機動作。當然如果採用的是PWRKEY接地方式，操作RESET_N也能變相實現模組復位重啟的效果。
RESET_N管腳與PWRKEY管腳類似，由模組內部拉高，禁止任何形式的外部拉高。
如若RESET_N管腳一直被外部拉低且不被釋放，模組則一直處於復位狀態，不能正常啟動，因此復位管腳也要作為模組不啟動的排查物件。
RESET_N也有如下幾種操作方式：
特別注意：
如果PCB上RESET_N走線臺詞，建議在靠近模組端預留對地的100pf濾波電容。
四、USB_BOOT管腳處於懸空或拉低狀態
USB_BOOT是模組進入下載模式的控制管腳，必須在模組開機啟動時USB_BOOT管腳處於高狀態（通常會用VDD_EXT管腳來拉高），才會讓系統進入下載模式。
進入下載模式後，不會響應外部AT指令。誤入下載模式後，會容易誤認為不開機。
今天的分享就到這裡了~
大家在實際應用中如果遇到模組開機問題，可以參考以上開機條件進行逐一排查。在前期設計接地，也要根據這些要求來最佳化外部電路設計（尤其是電源部分）。