剖析Air724UG的硬體設計,有大發現?02篇

电子老师傅發表於2024-10-22

3.8 I2C

管腳名

型別

序號

電壓域

描述

I2C2_SCL

IO

32

V_GLOBAL_1V8

I2C2 時鐘訊號,用作 I2C 時需外加 1.8V 上拉

I2C2_SDA

IO

31

V_GLOBAL_1V8

I2C2 資料訊號,用作 I2C 時需外加 1.8V 上拉

CAMI2C_SCL1

IO

51

V_GLOBAL_1V8

Camera I2C 時鐘訊號,也可用作通用 I2C 介面

CAMI2C_SDA1

IO

50

V_GLOBAL_1V8

Camera I2C 資料訊號,也可用作通用 I2C 介面

Air724UG 可支援兩路I2C 介面:

  1. 相容Philips I2C 標準協議
  2. 支援Fast mode (400Kbps)和 Slow mode(100Kbps)
  3. 只支援 master 模式,不支援 slaver 模式
  4. 可透過軟體來配置內部的上拉電阻,1.8K 或者 20K
  5. 理論上最多可支援 127 個從裝置

I2C 的參考電路如下:

Air724UG 的I2C 介面電壓是 1.8V,如果要接 3.3V/5V 的I2C 裝置,則需要加電平轉換電路,參考電路如下:

V_GLOBAL_1V8 是模組 I2C 的參考電壓。VDD_EXT 是 I2C 裝置的參考電壓。電平轉換用的 NMOS 管必須選用結電容小於 50pF 的型號,推薦型號如下:

物料名稱

型號

廠商

描述

NMOS

BSS138

江蘇長電

N 溝道,50V,0.22A,SOT-23,ROHS

BSS138

UMW(友臺半導體)

N 溝道,50V,0.3A,SOT-23,ROHS

3.9 標準SPI

管腳名

型別

序號

電壓域

描述

SPI1_CS

DO

54

V_GLOBAL_1V8

SPI1 片選訊號

SPI1_CLK

DO

52

V_GLOBAL_1V8

SPI1 時鐘訊號輸出

SPI1_DIN

DI

53

V_GLOBAL_1V8

SPI1 資料輸入

SPI1_DOUT

DO

55

V_GLOBAL_1V8

SPI1 資料輸出

SPI2_CS

DO

74

V_GLOBAL_1V8

SPI2 片選訊號

SPI2_CLK

DO

75

V_GLOBAL_1V8

SPI2 時鐘訊號輸出

SPI2_DIN

DI

76

V_GLOBAL_1V8

SPI2 資料輸入

SPI2_DOUT

DO

83

V_GLOBAL_1V8

SPI2 資料輸出

Air724UG 的SPI 只支援master 模式,參考電路如下:

Air724UG 的SPI 介面電壓是 1.8V,如果需要外接 3.3V/5V 的外設,需要加電平轉換晶片,推薦採用TI

的TXS0108E, 8 位雙向電壓電平轉換器,適用於漏極開路和推輓應用,最大支援速率: 推輓:110Mbps

開漏:1.2Mbps

SPI 電平轉換參考電路如下:

3.10 SPI LCD

管腳名

型別

序號

電壓域

描述

LCD_CS

DO

39

VCC_LCD

SPI LCD 片選

LCD_CLK

DO

40

VCC_LCD

SPI LCD 時鐘訊號

LCD_DATA

DO

41

VCC_LCD

SPI LCD 資料訊號

LCD_FMARK

DO

42

VCC_LCD

SPI LCD 幀同步訊號

LCD_RST

DO

56

VCC_LCD

SPI LCD 復位訊號

LCD_SEL

DO

57

VCC_LCD

SPI LCD 選擇,目前暫不支援

LCD_DC

DO

58

VCC_LCD

SPI LCD 資料命令選擇

VCC_LCD

DO

81

VCC_LCD

輸出 1.6-3.3V, 預設電壓是 1.8V, IOmax=200mA,可用於給 LCD

供電

RGB_IB0

OD

115

開漏管腳,最大輸入電流 100mA,恆流模式調節範圍:1.68mA - 54.6mA,一般用於控制 LCD 背光燈的電流大小

請注意 Air724UG-NA,Air724UG-NAT 不支援此管腳

Air724UG 支援一路LCD 專用SPI 介面,用於驅動 SPI LCD 螢幕:

  1. 最大支援 320*240 解析度,30 幀
  2. 內建影像處理單元 GOUDA
  3. 支援格式: YUV4 : 2 : 0,YUV4 : 2 : 2,RGB565,ARGB8888
  4. 目前只支援 4 線 8bit 一通道型別的LCD
  5. 支援 1.8V /2.8V LCD 螢幕

參考電路如下:

  1. LCD 訊號線上建議預留 RC 濾波電路,以降低對LTE 天線的干擾;
  2. RGB_IB0 管腳是開漏輸出管腳,恆流模式調節範圍:1.68mA - 54.6mA,最大輸入電流 100mA,串聯的限流電阻的阻值可以根據實際使用情況來調整。
  3. 根據實際選用的LCD 來配置VCC_LCD 的輸出電壓。

3.11 SPI CAMERA

管腳名

型別

序號

電壓域

描述

VCC_CAMA

PO

79

VCC_CAMA

輸出 1.6-3.2V, 給 Camera 提供模擬電壓, 預設是

1.8V, IOmax=100mA

VCC_CAMD

PO

80

VCC_CAMD

輸出 1.4-2.1V, 給 Camera 提供數字電壓, 預設是

1.8V, IOmax=100mA

CAM_PWDN

DO

78

V_GLOBAL_1V8

關閉 Camera

CAM_RST

DO

84

V_GLOBAL_1V8

重啟 Camera

CAM_REFCLK

DO

85

V_GLOBAL_1V8

Camera MCLK 時鐘輸出

CAM_SCK

DI

86

V_GLOBAL_1V8

SPI Camera 時鐘輸入

CAM_SI0

DI

87

V_GLOBAL_1V8

SPI Camera 資料輸入 0

CAM_SI1

DI

88

V_GLOBAL_1V8

SPI Camera 資料輸入 1

CAMI2C_SCL1

IO

51

V_GLOBAL_1V8

Camera I2C 時鐘訊號,內部可配置上拉電阻

CAMI2C_SDA1

IO

50

V_GLOBAL_1V8

Camera I2C 資料訊號,內部可配置上拉電阻

Air724UG 支援一路SPI camera 輸入介面,可用於掃碼、拍照等應用,不支援影片。

  1. 最高畫素 30W 畫素
  2. 支援資料格式YUV422, Y420, RAW8, RAW10
  3. 整合GC0310 驅動參考電路如下:

  1. Camera 訊號線上建議預留RC 濾波電路,以降低對 LTE 天線的干擾;RC 濾波電路需要靠近Camera放置;
  2. VCC_CAMA 和 VCC_CAMD 的濾波電容需要靠近 Camera 放置
  3. 模組內部可以配置I2C 上拉,故CAMI2C 介面的上拉電阻可以不貼;

3.12 KEYPAD

管腳名

型別

序號

電壓域

描述

USB_BOOT KEYIN0

DI

66

V_GLOBAL_1V8

在開機之前上拉到 V_GLOBAL_1V8,模組會強行進入 USB 下載模式 ,USB_BOOT 和 V_GLOBAL_1V8 須留測試點, 方便後續升級軟體

KEYIN1

DI

91

V_GLOBAL_1V8

掃描鍵盤輸入 1,上電的時候不要上拉到 1.8V,否則會進入除錯模式,無法正常開機

KEYIN2

DI

92

V_GLOBAL_1V8

掃描鍵盤輸入 2

KEYIN3

DI

93

V_GLOBAL_1V8

掃描鍵盤輸入 3

KEYIN4

DI

94

V_GLOBAL_1V8

掃描鍵盤輸入 4

KEYIN5

DI

95

V_GLOBAL_1V8

掃描鍵盤輸入 5

KEYOUT0

DO

96

V_GLOBAL_1V8

掃描鍵盤輸出 0

KEYOUT1

DO

97

V_GLOBAL_1V8

掃描鍵盤輸出 1

KEYOUT2

DO

98

V_GLOBAL_1V8

掃描鍵盤輸出 2

KEYOUT3

DO

99

V_GLOBAL_1V8

掃描鍵盤輸出 3

KEYOUT4

DO

89

V_GLOBAL_1V8

掃描鍵盤輸出 4

KEYOUT5

DO

90

V_GLOBAL_1V8

掃描鍵盤輸出 5

Air724UG 最多可支援 6 x 6 掃描鍵盤,參考電路如下:

注意:

  1. KEYIN0 複用為USB_BOOT ,開機前如果把KEYIN0 上拉到 1.8V 會進入USB 下載模式; 開機前把KEYIN0 和 KEYOUT0 短接也會進入下載模式;
  2. 開機前不要把KEYIN1 拉高,否則會進入除錯模式;
  3. KEYPAD 介面的所有管腳都不能複用為GPIO;
  4. 鍵盤走線請儘量遠離天線,以免對天線造成干擾;
  5. 鍵盤走線串聯 1K 電阻來做ESD 防護。
  6. TVS 預留用作ESD 防護,可以根據實際測試情況來決定是否要貼片

3.13 SDIO

管腳名

型別

序號

電壓域

描述

VMMC

PO

24

VMMC

LDO 輸出,1.6-3.2V 之間可調, 預設電壓是 3.1V,

IOmax=150mA ,

開機後預設是開啟狀態,通常用來給 MMC 供電

MMC1_DAT2

IO

25

VMMC

SDIO 資料線 2

MMC1_DAT3

IO

26

VMMC

SDIO 資料線 3

MMC1_CMD

IO

27

VMMC

SDIO 命令訊號

MMC1_CLK

IO

28

VMMC

SDIO 時鐘訊號

MMC1_DAT0

IO

29

VMMC

SDIO 資料線 0

MMC1_DAT1

IO

30

VMMC

SDIO 資料線 1

Air724UG 支援一路SDIO 介面,可以用來外接 T-Flash 卡; 參考電路如下:

  1. 建議預留濾波電容,以減少對LTE 天線的干擾,根據實際除錯情況來決定是否要貼片;
  2. MMC1_CLK 建議單獨立體包地,其他訊號線整組一起同層包地;
  3. V_MMC 電源走線寬度建議 0.25mm
  4. 支援的SD 卡最大容量為 32GB
  5. 支援的檔案系統格式為FAT32,非FAT32 格式的SD 卡無法正常識別;

3.14 SIM 卡介面

SIM 卡介面支援 ETSI 和 IMT-2000 卡規範,支援 1.8V 和 3.0V USIM 卡。支援雙卡單待。

3.14.1 SIM 介面

下表介紹了 SIM 介面的管腳定義。

表格 9:SIM 卡介面管腳定義

介面

SIM0

管腳名

序號

描述

USIM_VDD

12

SIM0 供電電源,最大供電電流 10mA。

模組可以自動識別 1.8V 或者 3V(U)SIM 卡。

USIM_RST_N

11

SIM0 復位訊號

USIM_DATA

10

SIM0 資料訊號

USIM_CLK

9

SIM0 時鐘訊號

USIM_CD

8

SIM0 插拔檢測

SIM1

VSIM1

72

SIM1 供電電源,最大供電電流 10mA。模組可以自動識別 1.8V 或者 3V(U)SIM 卡

SIM1_RST

71

SIM1 復位訊號

SIM1_DATA

70

SIM1 資料訊號

SIM1_CLK

69

SIM1 時鐘訊號·

3.14.2 SIM0 和 內建貼片 SIM 卡 切換邏輯

Air724UG-NFM 和 Air724UG-NFC 支援 SIM0 和 SIM1 雙卡單待;

Air724UG-MFM 和 Air724UG-MFC 由於模組內部已經在 SIM1 介面上內建了貼片 SIM 卡,故 SIM1 介面不可再外接 SIM 卡,也不可用作 GPIO;

模組開機後首先會去查詢 SIM0 介面上是否有插入 SIM 卡,如果檢測到 SIM0 介面上的 SIM 卡,就會讀取 SIM0 介面的卡資訊去連線網路;如果 SIM0 介面上沒有檢測到 SIM 卡,則會再去檢測 SIM1 介面上是否有 SIM 卡(或者是內建貼片 SIM 卡),如果檢測到 SIM1 介面上的 SIM 卡(或者是內建貼片 SIM 卡),就會讀取 SIM1 介面的卡資訊去連線網路;如果 SIM1 介面上也沒有檢測到 SIM 卡,則會報錯,未插入 SIM 卡;

SIM0 介面和 SIM1 介面如果同時插入了 SIM 卡,預設會使用 SIM0 介面上的 SIM 卡,同時也可以透過

AT+SIMCROSS 這個指令來切換;

SIM0

SIM1

預設使用

Air724UG-NFM

插入 SIM 卡 0

沒有內建貼片 SIM 卡

SIM0

未插入 SIM 卡

報錯,未插入 SIM 卡

Air724UG-NFC

Air724UG-MFM

插入 SIM 卡 0

有內建貼片 SIM 卡

SIM0

未插入 SIM 卡

內部貼片 SIM 卡

Air724UG-MFC

注意:在 SIM0,SIM1 都沒有插卡的情況下,不要在開機後馬上把 SIM1 訊號線複用的 GPIO29,GPIO30, GPIO31 配置成 GPIO 來使用,因為在模組開機後會自動去查詢 SIM 卡是否插入,即使 Luat 指令碼把這 3 個管腳配置成了 GPIO,也會因為模組底層軟體在查詢 SIM 卡的時候又配置成了 SIM 卡訊號功能,導致在操作這 3 個 GPIO 時操作失敗。如果在這種情況下要使用這 3 個 GPIO,請在開機後延遲 10 秒鐘再去配置這 3 個 GPIO;如果 SIM0 插入了 SIM 卡則不存在這個問題,因為模組查詢到 SIM0 介面的 SIM 卡已插入的情況下,會優先使用這個 SIM 卡,不再會去查詢 SIM1 介面的 SIM 卡是否已插入。

3.14.3 SIM 介面參考電路

下圖是 SIM 介面的參考電路,使用 6pin 的 SIM 卡座。

在SIM卡介面的電路設計中,為了確保SIM卡的良好的功能效能和不被損壞,在電路設計中建議遵循以下設計原 則:

  1. SIM卡座與模組距離擺件不能太遠,越近越好,儘量保證SIM卡訊號線佈線不超過20cm。
  2. SIM卡訊號線佈線遠離RF線和VBAT電源線。
  3. 為了防止可能存在的USIM_CLK訊號對USIM_DATA訊號的串擾,兩者佈線不要太靠近,在兩條走線之間增加 地遮蔽。且對USIM_RST_N訊號也需要地保護。
  4. 為了保證良好的ESD保護,建議加TVS管,並靠近SIM卡座擺放。選擇的ESD器件寄生電容不大於50pF。在模 塊和SIM卡之間也可以串聯22歐姆的電阻用以抑制雜散EMI,增強ESD防護。SIM卡的外圍電路必須儘量靠近 SIM卡座。

3.15 音訊介面

模組提供了兩路模擬音訊輸入通道和三路模擬輸出通道,支援通話、錄音和播放等功能。

3.15.1 防止 TDD 噪聲和其它噪聲

手持話柄及擴音的麥克風建議採用內建射頻濾波雙電容(如10pF和33pF)的駐極體麥克風,從干擾源頭濾除射頻干擾,會很大程度改善耦合TDD噪音。33pF電容用於濾除模組工作在900MHz頻率時的高頻干擾。如果不加該電容,在通話時候有可能會聽到TDD噪聲。同時10pF的電容是用以濾除工作在1800MHz頻率時的高頻干擾。 需要注意的是,由於電容的諧振點很大程度上取決於電容的材料以及製造工藝,因此選擇電容時,需要諮詢電容的供應商,選擇最合適的容值來濾除高頻噪聲。

PCB 板上的射頻濾波電容擺放位置要儘量靠近音訊器件或音訊介面,走線儘量短,要先經過濾波電容再到其他點。

天線的位置離音訊元件和音訊走線儘量遠,減少輻射干擾,電源走線和音訊走線不能平行,電源線儘量遠 離音訊線。

差分音訊走線必須遵循差分訊號的Layout規則。

3.15.2 麥克風介面

管腳名

型別

序號

描述

MIC+

AI

22

麥克差分輸入通道 1,模組已內建麥克偏置電路

MIC-

AI

21

AIN1通道已內建駐極體麥克風偏置電壓。 參考電路下圖所示:

3.15.3 耳機介面

管腳名

型別

序號

描述

HEADMIC_P

AI

113

耳機麥克差分輸入通道,需要外加麥克偏置電路

HEADMIC_N

AI

104

HP_R

AO

103

耳機右聲道輸出,可驅動 32 歐姆的單端耳機

HP_L

AO

112

耳機左聲道輸出,可驅動 32 歐姆的單端耳機

HEADMIC_BIAS

PO

114

給耳機麥克提供偏置電壓

HP_DET

AI

106

耳機插入檢測

HEADMIC_IN_DET

AI

105

耳機按鍵檢測

上圖是目前Air724UG 的開發板上採用的耳機介面電路:

HEADMIC_BIAS 給耳機麥克提供偏置電壓;

HEADMIC_IN_DET 用來檢測耳機按鍵,HEADMIC_IN_DET 內部是一個ADC,故 HEADMIC_IN_DET 還可以支援多功能按鍵;

HP_DET 用來檢測耳機插入,當耳機插入時為低,當耳機拔出時為高;

這個耳機電路存在一個弊端,由於耳機拔出後需要給 22uF 電容充電後HP_DET 才能為高,導致耳機拔出檢測會延遲 6-10 秒左右的時間,故推薦將耳機電路修改成下面的參考電路二

更換了耳機插座的型號,換成檢測管腳是常開型別的耳機插座;

  • 未插入耳機時,耳機插座的 Pin3 和 Pin4 之間處於斷開狀態,HP_DET 由內部拉高,為高電平;
  • 插入耳機後,耳機插座的 Pin3 和 Pin4 之間導通,並連線到左聲道的耳機喇叭,左聲道的耳機喇叭等效於 32 歐姆的接地電阻,故 HP_DET 被拉低變成低電平;
  • 拔出耳機後,耳機插座的 Pin3 和 Pin4 之間斷開,因為不需要給 22uF 的電容充電,HP_DET 馬上變成了高電平,不會出現耳機拔出檢測過慢的問題。

耳機根據第 3 段和第 4 段的接線定義不同可以分為 國標OMTP 和 美標CTIA 兩種,在設計耳機插座的電路後需要選擇相應的耳機。

上面的兩個耳機參考電路是按照國標OMTP 設計的,故只能使用 OMTP 標準的耳機。如果要使用美標 CTIA

的耳機,則需要把第 3 段、第 4 段的接線對換一下。

表格 10:耳機輸出效能引數,測試條件:25°C,VBAT=4.2V

引數

條件

最小值

典型值

最大值

單位

Full-scale output voltage Full-scale output power

SNR

0 dB gain, 32Ω load

2.4

2.8

Vpp

0 dB gain, 32Ω load

20

25

mW

0 dB gain

96

dB

THD

0 dB gain @ 50mW

-70

-60

dB

PSRR

20Hz~2kHz

60

dB

Idle noise

0 dB gain

15

30

uV

3.15.4 聽筒輸出介面

管腳名

型別

序號

描述

EAR_P

AO

101

聽筒差分輸出,可驅動 32 歐姆的差分聽筒

EAR_N

AO

102

聽筒輸出可以驅動 32 歐姆的差分聽筒,參考電路如下:

表格 11:聽筒輸出效能引數,測試條件:25°C,VBAT=4.2V

引數

條件

最小值

典型值

最大值

單位

Full-scale output voltage Full-scale output power

SNR

0 dB gain, 32Ω load

4

5.6

Vpp

0 dB gain, 32Ω load

80

100

mW

0 dB gain

100

dB

THD

0 dB gain @ 50mW

-70

-60

dB

PSRR

20Hz~2kHz

80

dB

Idle noise

0 dB gain

20

uV

3.15.5 喇叭輸出介面

管腳名

型別

序號

描述

SPK+

AO

19

喇叭差分輸出,可驅動 8 歐姆的喇叭,

內建音訊 PA 可配置為 Class-AB 模式或 Class-D 模式

SPK-

AO

18

喇叭輸出通道可以直接驅動8歐姆喇叭,參考電路如下:

  1. Speaker 的走線需要走成差分形式,平行並等長;
  2. Speaker 走線寬度建議在 0.5mm 以上;
  3. 模組內建音訊PA 可配置為Class-AB 模式或 Class-D 模式,工作在 Class-D 模式下時,Speaker 走線對外的干擾特別大,Layout 時要注意遠離敏感訊號線;
  4. 10pF 和 33pF 的濾波電容需要靠近 speaker 放置;
  5. 建議預留TVS 保護管,靠近speaker 放置;
  6. 如果因為內建PA 的輸出功率不夠大,可以再外加一個音訊功放,注意一定要選支援差分輸入的音訊功放,並把模組內建 PA 的工作模式配置成Class-AB

表格 12:喇叭輸出效能引數(Class-AB 模式),測試條件:25°C,VBAT=4.2V

引數

條件

最小值

典型值

最大值

單位

Full-scale output voltage

0 dB gain, 8Ω load

5

6

Vpp

Output power

0 dB gain, 8Ω load THD+N=0.1%

300

500

mW

0 dB gain, 8Ω load THD+N=1%

400

600

mW

0 dB gain, 8Ω load THD+N=10%

600

900

mW

SNR

0 dB gain, 8Ω load, Po=200mW

90

100

dB

THD

0 dB gain, 8Ω load, Po=200mW

0.01%

0.02%

dB

Idle noise

0 dB gain, 8Ω load

17

20

uV

表格 13:喇叭輸出效能引數(Class-D 模式),測試條件:25°C,VBAT=4.2V

引數

條件

最小值

典型值

最大值

單位

Full-scale output voltage Output power

0 dB gain, 8Ω load

7

8

Vpp

0 dB gain, 8Ω load THD+N=0.1%

350

500

mW

0 dB gain, 8Ω load

600

800

mW

SNR

THD

THD+N=1%

0 dB gain, 8Ω load THD+N=10%

700

900

mW

0 dB gain, 8Ω load, Po=300mW

90

98

dB

0 dB gain, 8Ω load, Po=300mW

0.02%

0.1%

dB

Idle noise

0 dB gain, 8Ω load

25

30

uV

3.16 LDO 輸出

管腳名

型別

序號

描述

V_GLOBAL_1V8

PO

65

LDO 輸出,固定輸出 1.8V,IOmax=50mA

開機後預設開啟,不能關閉

VMMC

PO

24

LDO 輸出,1.6-3.2V 之間可調, 預設電壓是 3.1V, IOmax=150mA ,

開機後預設是開啟狀態,通常用來給 MMC 供電

VCC_LCD

PO

81

LDO 輸出,1.6-3.3V 之間可調, 預設電壓是 1.8V, IOmax=200mA

開機後預設是關閉狀態,通常用來給 LCD 供電

VCC_CAMA

PO

79

LDO 輸出,1.6-3.2V 之間可調, 預設電壓是 1.8V, IOmax=100mA

開機後預設是關閉狀態,通常用來給 Camera 提供模擬電壓

VCC_CAMD

PO

80

LDO 輸出,1.4-2.1V 之間可調, 預設電壓是 1.8V, IOmax=100mA

開機後預設是關閉狀態,通常用來給 Camera 提供數字電壓

VSIM1

PO

72

LDO 輸出,1.6-3.2V 之間可調, 預設電壓是 1.8V, IOmax=50mA

開機後預設是關閉狀態,通常用來給 SIM 卡供電

  1. Air724UG 模組最多可支援 6 路LDO 輸出;
  2. V_GLOBAL_1V8 同時也給模組內部供電,因此推薦只用來給外部上下拉用,不要給大功率器件供電,以免影響系統穩定;
  3. VMMC 通常給MMC 卡供電,VCC_LCD 通常給LCD 供電,VCC_CAMA 和 VCC_CAMD 通常給Camera供電,VSIM1 通常用來給SIM 卡供電,在沒有上述外設時,這些LDO 也可以靈活的用來給其他裝置供電,請注意在給外部器件供電時不要超過 LDO 的最大電流。
  4. 注意在調整VMMC 的輸出電壓時,也會同時影響到 VMMC 電壓域的GPIO: GPIO24,GPIO25,GPIO26,GPIO27,GPIO28
  5. 注意在調整VCC_LCD 的輸出電壓時,也會同時影響到VCC_LCD 電壓域的GPIO: GPIO0,GPIO1,GPIO2,GPIO3,GPIO4
  6. 注意在調整VSIM1 的輸出電壓時,也會同時影響到 VSIM1 電壓域的GPIO:GPIO29,GPIO30,GPIO31

3.17 PWM

管腳名

型別

序號

電壓域

描述

PWM_PWT_OUT

DO

49

V_GLOBAL_1V8

輸出高速的 PWM,頻率和佔空比可調

PWM_LPG_OUT

DO

43

V_GLOBAL_1V8

輸出低速的 PWM,頻率和佔空比是固定的引數

PWM_PWT_OUT 的時鐘基於 APB 時鐘,主時鐘是 200Mhz,透過配置 pwt 暫存器的 PWT_Period 和

PWT_Duty 來控制 pwm 的輸出

PWM_LPG_OUT(Light Pulse Generation)用於低頻率的應用如驅動 LED 閃爍。下面是頻率和佔空比可以選擇的取值範圍:

週期範圍:125ms,250ms,500ms,1000ms,1500ms,2000ms,2500ms, 3000ms

選擇對應的時間,輸出的波形週期也與之對應。

高電平時間: 15.6ms, 31.2ms, 46.8ms, 62ms, 78ms, 94ms, 110ms, 125ms, 140ms, 156ms, 172ms, 188ms, 200ms, 218ms, 243ms

選擇對應高電平時間,輸出在當前週期內的高電平。

3.18 ADC

Air724UG 支援兩路ADC 輸入

管腳名

型別

序號

描述

ADC2

AI

63

模數轉換器, 輸入範圍 0~VBAT

ADC3

AI

64

模數轉換器, 輸入範圍 0~VBAT

表格 14:ADC 效能

引數

條件

最小值

典型值

最大值

單位

解析度

11

bits

輸入電壓範圍

Input scale ratio=1:1

0

1.25

V

Input scale ratio=1.92:1

0

2.4

V

Input scale ratio=2.56:1

0

3.2

V

Input scale ratio=4:1

0

VBAT

5

V

精度

轉換時間

Input scale ratio=1:1

10

mV

Input scale ratio=4:1 input 3.6~4.2V

20

mV

50

us

注意:

  1. 在 VBAT 沒有供電的情況下,ADC 介面不要接任何輸入電壓。
  2. ADC 的極限輸入電壓是 5V;
  3. 軟體預設設定的量程是 0-VBAT,如果輸入電壓超過 VBAT,會導致ADC 獲取的值誤差很大;
  4. 可以透過軟體設定不同的量程來調整ADC 的精度;

3.19 AT 韌體功能管腳

3.19.1 WAKEUP_OUT

管腳名

型別

序號

電壓域

作用

WAKEUP_OUT

DO

39

V_GLOBAL_1V8

AT韌體功能管腳,喚醒輸出管腳,用於喚醒AP

表格 15:WAKEUP_OUT 訊號動作

狀態

WAKEUP_OUT 應答

待機

高電平

語音呼叫

變為低電平,之後:

  1. 通話建立時變為高電平
  2. 使用AT命令 ATH結束通話語音,WAKEUP_OUT變為高電平
  3. 呼叫方結束通話,WAKEUP_OUT首先變為高電平,然後拉為低電平持續 120ms,收到自動回覆 URC

資訊 “NO CARRIER”,之後再變為高電平

  1. 收到簡訊時變為高電平

資料傳輸

變為低電平,之後:

  1. 資料連線建立時變為高電平
  2. 使用AT命令 ATH結束通話資料連線,WAKEUP_OUT變為高電平
  3. 呼叫方結束通話,WAKEUP_OUT首先變為高電平,然後拉為低電平持續 120ms,收到自動回覆 URC

資訊 “NO CARRIER”,之後再變為高電平

  1. 收到簡訊時變為高電平

簡訊

當收到新的簡訊,WAKEUP_OUT變為低電平,持續 120ms,再變為高電平

URC

某些 URC資訊可以觸發WAKEUP_OUT拉低 120ms

如果模組用作主叫方,WAKEUP_OUT 會保持高電平,收到 URC 資訊或者簡訊時除外。而模組用作被叫方時,

WAKEUP_OUT 的時序如下所示:

3.19.2 AP_WAKEUP_MODULE

管腳名

型別

序號

電壓域

作用

AP_WAKEUP_ MODULE

DI

40

V_GLOBAL_1V8

AT韌體功能管腳,拉高允許模組進入休眠模式;在休眠模式下,拉低可喚醒模組

模組支援兩種睡眠模式:

睡眠模式 1:傳送 AT+CSCLK=1,透過 AP_WAKEUP_MODULE 管腳電平控制模組是否進入睡眠睡眠模式 2:傳送 AT+CSCLK=2,模組在串列埠空閒一段時間後自動進入睡眠

3.19.3 狀態指示燈

Air724UG 用一個管腳來指示開機狀態,用兩個管腳訊號來指示網路的狀態。如下兩表分別描述了管腳定義和不同網路狀態下的邏輯電平變化:

表格 16:網路指示管腳定義

管腳名

型別

序號

電壓域

作用

MODULE_STATUS

DO

49

V_GLOBAL_1V8

模組執行狀態指示,AT 韌體版本在開機 400ms 後輸出高電平;Luat 韌體版本在開機後保持低電平;

NET_MODE

DO

57

VCC_LCD

指示模組的4G網路狀態

NET_STATUS

DO

58

VCC_LCD

指示模組的網路執行狀態

表格 17:指示網路管腳的工作狀態

狀態

管腳工作狀態

網路狀態

NET_MODE

註冊到 LTE 網路

其他

NET_STATUS

亮 0.2 秒,滅 1.8 秒

搜網狀態

亮 1.8 秒,滅 0.2 秒

待機

亮 0.125 秒,滅 0.125

資料傳輸狀態

注意:該狀態提示僅限於PPP 撥號成功或者AT 指令主動啟用PDP 成功,

RNDIS 聯網成功

指示燈參考電路如下圖所示:

圖表 19:指示燈參考電路

3.20 省電功能

根據系統需求,有兩種方式可以使模組進入到低功耗的狀態。對於AT版本使用“AT+CFUN”命令可以使模組 進入最少功能狀態。

具體的功耗資料請查詢 5.4 功耗 章節。

3.20.1 最少功能模式/飛航模式

最少功能模式可以將模組功能減少到最小程度,此模式可以透過傳送“AT+CFUN=<fun>”命令來設定。<fun> 引數可以選擇 0,1,4。

  • 0:最少功能(關閉RF和SIM卡);
  • 1:全功能(預設);
  • 4:關閉RF傳送和接收功能;

如果使用“AT+CFUN=0”將模組設定為最少功能模式,射頻部分和 SIM 卡部分的功能將會關閉。而串列埠依然有效,但是與射頻部分以及 SIM 卡部分相關的 AT 命令則不可用。

如果使用“AT+CFUN=4”設定模組,RF部分功能將會關閉,而串列埠依然有效。所有與RF部分相關的AT命令不 可用。

模組透過“AT+CFUN=0”或者“AT+CFUN=4”設定以後,可以透過“AT+CFUN=1”命令設定返回到全功能狀態。

3.20.2 睡眠模式(慢時鐘模式)

對於 LUAT 版本,模組開機預設啟動自動睡眠控制,在系統空閒的情況下會自動進入睡眠模式, 可以透過定時器,IO 中斷,網路訊息中斷,鬧鐘中斷等來喚醒。

對於標準 AT 版本,對於睡眠模式的控制方法如下:

3.20.2.1 串列埠應用

串列埠應用下支援兩種睡眠模式:

  1. 睡眠模式 1:透過 AP_WAKEUP_MODULE 管腳電平控制模組是否進入睡眠
  2. 睡眠模式 2:模組在串列埠空閒一段時間後自動進入睡眠

3.20.2.1.1 睡眠模式 1

開啟條件:

傳送 AT 指令 AT+CSCLK=1

模組進入睡眠:

控制 AP_WAKEUP_MODULE 腳拉高,模組會進入睡眠模式 1

模組退出睡眠:

拉低 AP_WAKEUP_MODULE 腳 50ms 以上,模組會退出睡眠模式可以接受 AT 指令模組在睡眠模式 1 時的軟體功能:

不響應 AT 指令,但是收到資料/簡訊/來電會有 URC 上報

HOST 睡眠時,模組收到資料/簡訊/來電如何喚醒 HOST

WAKEUP_OUT 訊號

3.20.2.1.2 睡眠模式 2

開啟條件:

傳送 AT 指令 AT+CSLCK=2

模組進入睡眠:

串列埠空閒超過 AT+WAKETIM 配置的時間(預設 5s),模組自動進入睡眠模式 2

模組退出睡眠:

串列埠連續傳送 AT 直到模組回應時即退出睡眠模式 2

模組在睡眠模式 2 時的軟體功能:

不響應 AT 指令,但是收到資料/簡訊/來電會有 URC 上報

HOST 睡眠時,模組收到資料/簡訊/來電如何喚醒 HOST

WAKEUP_OUT 訊號

3.20.2.2 USB 應用

開啟條件:

USB HOST 必須支援 USB suspend/resume

模組進入睡眠:

HOST 發起 USB suspend

模組退出睡眠:

HOST 發起 USB resume

HOST 睡眠時,模組收到資料/簡訊/來電如何喚醒 HOST

WAKEUP_OUT 訊號

3.21 模式切換匯總

表格 18:模式切換匯總

當前模式

下一模式

關機

正常模式

睡眠模式

關機

/

使用 PWRKEY 開機

/

正常模式

使用 PWRKEY 管腳,或 VBAT 電壓低於關機電壓

/

軟體呼叫睡眠介面,AT 版本不做動作 30s 自動休眠

睡眠模式

使用 PWRKEY 管腳,或 VBAT 電壓低於關機電壓

GPIO 管腳中斷、定時器、接收簡訊或網路資料

/

以上先分享到這裡,接下來會分享第三部分。

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