第二篇：低功耗模組Air724UG硬體設計手冊

电子老师傅發表於2024-10-29
AI

​

接著上篇，繼續分享。

3.5 串列埠

模組提供了五個通用非同步收發器：主串列埠 UART1、校準串列埠 UART2、通用串列埠 UART3、除錯串列埠 HOST UART

和 ZSP UART。

3.5.1 UART1

表格 6：UART1 管腳定義

管腳名

型別

序號

電壓域

描述

UART1_TXD

DO

36

V_GLOBAL_1V8

UART1 傳送資料

UART1_RXD

DI

35

V_GLOBAL_1V8

UART1 接收資料

UART1_RTS

DO

37

V_GLOBAL_1V8

流控管腳，UART1 請求傳送資料

UART1_CTS

DI

38

V_GLOBAL_1V8

流控管腳，UART1 清除傳送

對於 Luat 開發方式，UART1 可以用作一個通用的串列埠來連線其他的串列埠裝置。

對於AT 開發方式，UART1 用來進行 AT 指令通訊。UART1 支援固定波特率和自適應波特率。自適應波特率支援範圍 9600bps 到 115200bps。

在預設情況下，模組的硬體流控是關閉的。當客戶需要硬體流控時，管腳 RTS,CTS 必須連線到客戶端，AT 命令“AT+IFC=2,2”可以用來開啟硬體流控。AT 命令“AT+IFC=0,0”可以用來關閉流控。具體請參考《AirM2M 無線模組 AT 命令手冊》。

UART1 的特點如下：

  • 包括資料線TXD和RXD，硬體流控控制線RTS和CTS。
  • 8個資料位，無奇偶校驗，一個停止位。
  • 硬體流控預設關閉。
  • 用以AT命令傳送，數傳等。
  • 支援波特率如下：1200,2400,4800,9600,14400,19200,28800,38400,57600,115200,230400,460800,921600bps
  • AT指令版本預設情況下模組是自適應波特率(AT+IPR=0)，在自適應波特率模式下，開機後初始化資訊（開頭是“RDY”）不會回發給主控機。在模組開機2-3秒後，可以給模組傳送AT命令。主控機需首先傳送“AT”字元給模組來訓練主控機的波特率，此時模組會上報初始化資訊，表明訓練成功。使用者可以傳送一個“AT+IPR=x :&W”命令給模組（x是波特率，比如9600），此命令的作用是設定一個固定的波特率並儲存，在完成這些配置之後，每次模組開機以後，會自動串列埠返回URC初始化資訊（開頭是“RDY”）。

為了更好的使用自適應波特率功能，以下的使用條件需要注意：

模組和上位機之間同步：

自適應波特率功能開啟情況下，當模組上電，在傳送“AT”字元前最好等待 2~3 秒鐘。當模組上報開機初始化資訊，表明波特率訓練成功，和上位機完成了同步。

在自適應波特率模式下，主控器如果需要開機資訊，必須首先進行同步。否則開機初始化資訊將不會上報。

自適應波特率操作配置：

  • 串列埠配置為8位資料位，無奇偶校驗位，1位停止位（出廠配置）
  • 模組開機時只有字串“AT”可以訓練波特率。（“at”、“At”或者“aT”無法被識別）
  • 波特率訓練成功後，可以識別大寫、小寫或大小寫組合的AT命令。
  • 不推薦在固定波特率模式時切換到自適應波特率模式。
  • 在自適應波特率模式下，不推薦切換到軟體多路複用模式。

3.5.2 UART2

表格 7：UART2 管腳定義

管腳名

型別

序號

電壓域

描述

UART2_TXD

DO

4

V_GLOBAL_1V8

UART2 傳送資料

UART2_RXD

DI

3

V_GLOBAL_1V8

UART2 接收資料

UART2 可以用來射頻校準，同時UART2 還用來和內部的藍芽進行通訊，如果用到了藍芽功能，則UART2 不可再用作其他用途。

注意：UART2 在開機後會自動列印一段log，波特率921600，這段log不能透過修改軟體來關閉，推薦優先使用

UART1 和 UART3

UART2列印的Log如下：

RDA8910m Boot_ROM V1.0-17b887ec HW_CFG: 36

SW_CFG: 0

SE_CFG: 0

check flash img

load complete! checking......

Security Disabled Check uImage Done Run ...

3.5.3 UART3

管腳名

型別

序號

電壓域

描述

UART3_TXD

DO

90

V_GLOBAL_1V8

UART3 傳送資料

UART3_RXD

DI

89

V_GLOBAL_1V8

UART3 接收資料

可以用作外接GPS等外設。

3.5.4 HOST UART

管腳名

型別

序號

電壓域

描述

HOST_TXD

DO

5

V_GLOBAL_1V8

除錯串列埠，輸出 AP log，波特率 921600bps

HOST_RXD

DI

6

V_GLOBAL_1V8

除錯串列埠，接收除錯指令

HOST UART 用來軟體除錯時輸出 AP trace，建議預留測試點。

3.5.5 ZSP UART

管腳名

型別

序號

電壓域

描述

ZSP_UART_TXD

DO

7

V_GLOBAL_1V8

除錯串列埠，輸出 CP log，波特率 8Mbps

ZSP UART 用來軟體除錯時輸出 CP trace

3.5.6 串列埠連線方式

串列埠的連線方式較為靈活，如下是三種常用的連線方式。 三線制的串列埠請參考如下的連線方式：

​

帶流控的串列埠連線請參考如下電路連線，此連線方式可提高大資料量傳輸的可靠性，防止資料丟失。

​

3.5.7 串列埠電壓轉換

Air724UG 模組的串列埠電平都是 1.8V 的，如果要和 3.3V/5V 的MCU 或其他串列埠外設通訊，必須要加電平轉換電路：

電平轉換參考電路如下：

​

注意此電平轉換電路不適用波特率高於 460800 bps 的應用；

圖中 V_GLOBAL_1V8 是模組輸出的 I/O 參考電壓。VDD_MCU 是客戶端的 I/O 參考電壓。

D2 必須選用低導通壓降的肖特基二極體。

肖特基二極體以及 NPN 三極體的推薦型號如下：

物料名稱

型號

廠商

描述

肖特基二極體

RB521S-30

江蘇長電

Schottky Diode;30V;200mA;SOD523;1.6*0.8*0.6mm

PSB521S-30

上海智晶

Schottky Diode;30V;200mA;SOD523;1.6*0.8*0.6mm

LRB521S-30T1 G

LRC

Schottky Diode;30V;200mA;SOD523;1.6*0.8*0.6mm

PSBD521S-30

Prisemi

Schottky Diode;30V;200mA;SOD523;1.6*0.8*0.6mm

NPN 三極體

MMBT3904

江蘇長電

Transistor;NPN;40V;200mA;SOT23;1.1mm;ROHS

MMBT3904

上海智晶

Transistor;NPN;40V;200mA;SOT23;1.1mm;ROHS

LMBT3904LT1G

LRC

Transistor;NPN;40V;200mA;SOT23;1.1mm;ROHS

對於波特率高於 460800bps 的應用，可以透過外加電平轉換晶片來實現電壓轉換，參考電路如下：

​

此電路採用的是電平轉換晶片是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

3.6 USB 介面

Air724UG 的USB 符合USB2.0 規範，支援高速（480Mbps）、全速（12Mbps）模式和低速（1.2Mbps） 模式。USB 介面可用於AT 命令傳送，資料傳輸，軟體除錯和軟體升級。

表格 8：USB 管腳定義

管腳名

型別

序號

描述

USB_DP

IO

16

USB 差分訊號正，走線需控制 90 歐姆差分阻抗

USB_DM

IO

15

USB 差分訊號負，走線需控制 90 歐姆差分阻抗

VBUS

DI

14

USB 插入檢測, Vmax=5.25V Vmin=3.3V Vnorm=5.0V , Luat 韌體可觸發充電開機

GND

17

參考地

USB介面參考設計電路如下：

​

圖表 9：USB 介面參考設計

  1. USB 走線需要嚴格按照差分線控制，做到平行和等長；
  2. USB 走線的阻抗需要控制到差分 90 歐姆；
  3. 需要儘可能的減少USB 走線的stubs，減少訊號反射；USB 訊號的測試點最好直接放在走線上以減少stub；
  4. 儘可能的減少USB 走線的過孔數量；
  5. 在靠近USB 聯結器或者測試點的地方新增 TVS 保護管，由於USB 的速率較高，需要注意TVS 管的選型，保證選用的TVS 保護管的寄生電容小於 1pF
  6. VBUS 作為USB 插入檢測，必須連線USB 電源或者外接電源，否則USB 無法被檢測到，VBUS 的檢測電壓要大於 3.3V

3.7 USB 下載模式

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

V_GLOBAL_1V8

PO

65

V_GLOBAL_1V8

輸出 1.8V，IOmax=50mA

KEYOUT0

DO

96

V_GLOBAL_1V8

掃描鍵盤輸出 0

KEYIN1

DI

91

V_GLOBAL_1V8

掃描鍵盤輸入 1

Air724UG 模組有兩種方式可以進入 USB 下載模式：

  1. 在開機之前，把USB_BOOT/KEYIN0 上拉到 V_GLOBAL_1V8
  2. 在開機之前，把USB_BOOT/KEYIN0 和 KEYOUT0 短接在一起

建議給USB_BOOT/KEYIN0 和 V_GLOBAL_1V8 預留測試點，方便下載除錯使用。

在帶有矩陣掃描鍵盤的應用中，建議把USB_BOOT/KEYIN0 和 KEYOUT0 組成的按鍵接出來，以方便進行整機燒錄的操作。

模組進入USB 下載模式後會列舉出下圖所示的埠：

​

Air724UG 還有一種方式會進入除錯模式：在開機之前，把KEYIN1 上拉到 V_GLOBAL_1V8；進入除錯模式後USB 列舉出來的埠和USB 下載模式的埠是一樣的。

進入除錯模式後將無法正常開機，故正常開機請不要把 KEYIN1 上拉到 V_GLOBAL_1V8

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

高

註冊到 LTE 網路

低

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

秒

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

以上先分享到這裡，接下來會分享最後一部分。

​

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