本文档定义了Air722UG模块及其硬件接口规范,电气特性和机械细节,通过此文档的帮助,结合我们的应用手册和用户指导书,客户可以快速应用Air722UG模块于无线应用。
下图为Air722UG模块功能框图,阐述了其主要功能:射频部分电源管理接口部分
模块采用LGA封装,110个SMT焊盘管脚,以下章节将详细阐述Air722UG各接口的功能。
表格2:管脚描述
下表简要的叙述了接下来几章提到的各种工作模式。表格3:工作模式
|模式|状态|功能||------------|------------||正常工作|SLEEP|在模块没有任何任务处理则会自动进入睡眠模式。睡眠模式下,模块的功耗会降到非常低,但模块仍然能够收发数据、短消息和来电。||正常工作|IDLE|软件正常运行。模块注册上网络,没有数据,语音和短信交互。||正常工作|TALK/Data|连接正常工作。有数据或者语音或者短信交互。此模式下,模块功耗取决于环境信号的强弱,动态DRX控制以及射频工作频率。||关机模式||此模式下PMU停止给基带和射频供电,软件停止工作,串口不通,但VBAT管脚依然通电||最少功能模式(保持供电电压)||此模式下,射频和SIM卡都不工作,但是串口仍然可以访问||飞行模式||AT+CFUN=4可以将模块设置为飞行模式,此模式下模块射频不工作|
3.4.1.1PWRKEY管脚开机VBAT上电后,PWRKEY管脚可以启动模块,把PWRKEY管脚拉低1.5秒后之后开机,开机成功后PWRKEY管脚可以释放。可以通过检测V_GLOBAL_1V8管脚的电平来判别模块是否开机。推荐使用开集驱动电路来控制PWRKEY管脚。下图为参考电路:
图表7:开集驱动参考开机电路
另一种控制PWRKEY管脚的方法是直接使用一个按钮开关。按钮附近需放置一个TVS管用以ESD保护。下图为参考电路
图表8:按键开机参考电路
3.4.1.2上电开机将模块的PWRKEY直接接地可以实现上电自动开机功能。需要注意,在上电开机模式下,将无法关机,只要VBAT管脚的电压大于开机电压即使软件调用关机接口,模块仍然会再开机起来。另外,在此模式下,要想成功开机起来VBAT管脚电压仍然要大于软件设定的开机电压值(3.1V),如果不满足,模块会关闭,就会出现反复开关机的情况。
3.4.2关机以下的方式可以关闭模块:正常关机:使用PWRKEY管脚关机正常关机:通过AT指令AT+CPOWD关机低压自动关机:模块检测到低压(3.1V以下)时关机
3.4.2.2低电压自动关机模块在运行状态时当VBAT管脚电压低于软件设定的关机电压时(默认设置3V),软件会执行关机动作关闭模块,以防低电压状态下运行出现各种异常。
备注:复位功能建议仅在AT+CPOWD和PWRKEY关机失败后使用。确保PWRKEY和RESET_IN_N引脚没有大负载电容。如果不使用RESET_IN_N,建议并联1uf电容到地。
根据系统需求,有两种方式可以使模块进入到低功耗的状态。对于AT版本使用“AT+CFUN”命令可以使模块进入最少功能状态。
对于LUAT版本,模块开机默认启动自动睡眠控制,在系统空闲的情况下会自动进入睡眠模式,可以通过定时器,IO中断,网络消息中chu断,闹钟中断等来唤醒。
对于标准AT版本,对于睡眠模式的控制方法如下:
串口应用下支持两种睡眠模式:
开启条件:发送AT指令AT+CSCLK=1模块进入睡眠:控制AP_WAKEUP_MODULE脚拉高,模块会进入睡眠模式1模块退出睡眠:拉低AP_WAKEUP_MODULE脚50ms以上,模块会退出睡眠模式可以接受AT指令模块在睡眠模式1时的软件功能:不响应AT指令,但是收到数据/短信/来电会有URC上报HOST睡眠时,模块收到数据/短信/来电如何唤醒HOST:WAKEUP_OUT信号
开启条件:HOSTUSB必须支持USBsuspend/resume模块进入睡眠:HOST发起USBsuspend模块退出睡眠:HOST发起USBresumeHOST睡眠时,模块收到数据/短信/来电如何唤醒HOST:WAKEUP_OUT信号
表格4:模式切换汇总
|当前模式|下一模式||----|----|----|||关机|正常模式|睡眠模式||关机||使用PWRKEY开机|||正常模式|使用PWRKEY管脚,或VBAT电压低于关机电压||软件调用睡眠接口,AT版本不做动作30s自动休眠||睡眠模式|使用PWRKEY或VBAT电压低于关机电压|GPIO管脚中断、定时器、接收短信或网络数据|||
模块提供了五个通用异步收发器:主串口UART1、下载和校准串口UART2、通用串口UART3、调试串口HOSTUART和ZSPUART。
表格5:UART1管脚定义
UART1通常用来和模块进行AT指令通讯。UART1支持固定波特率和自适应波特率。自适应波特率支持范围9600bps到115200bps。
在默认情况下,模块的硬件流控是关闭的。当客户需要硬件流控时,管脚RTS,CTS必须连接到客户端,AT命令“AT+IFC=2,2”可以用来打开硬件流控。AT命令“AT+IFC=0,0”可以用来关闭流控。具体请参考《AirM2M无线模块AT命令手册》。
UART1的特点如下:包括数据线TXD和RXD,硬件流控控制线RTS和CTS。8个数据位,无奇偶校验,一个停止位。硬件流控默认关闭。用以AT命令传送,数传等。支持波特率如下:1200,2400,4800,9600,14400,19200,28800,38400,57600,115200,230400,460800,921600bpsAT指令版本默认情况下模块是自适应波特率(AT+IPR=0),在自适应波特率模式下,开机后初始化信息(开头是“RDY”)会以115200波特率回发给主控机。在模块开机2-3秒后,可以给模块发送AT命令。主控机需首先发送AT命令,命令正常返回后表示训练成功。用户可以发送一个“AT+IPR=x;&W”命令给模块(x是波特率,比如9600),此命令的作用是设置一个固定的波特率并保存,在完成这些配置之后,每次模块开机以后,会自动串口返回URC初始化信息(开头是“RDY”)。
为了更好的使用自适应波特率功能,以下的使用条件需要注意:
模块和上位机之间同步:自适应波特率功能开启情况下,当模块上电,在发送“AT”字符前最好等待2~3秒钟。当模块上报开机初始化信息,表明波特率训练成功,和上位机完成了同步。自适应波特率操作配置:串口配置为8位数据位,无奇偶校验位,1位停止位(出厂配置)波特率训练成功后,可以识别大写、小写或大小写组合的AT命令。
表格6:UART2管脚定义
UART2可以用来下载软件和射频校准,同时UART2还用来和内部的蓝牙进行通讯,如果用到了蓝牙功能,则UART2不可用作其他用途。
注意:UART2在开机后会自动打印一段LOG,波特率921600,这段LOG不能通过修改软件来关闭,推荐优先使用UART3
UART2开机自动打印的Log如下:
RDA8910mBoot_ROMV1.0-17b887ecHW_CFG:36SW_CFG:0SE_CFG:0checkflashimgloadcomplete!checking……SecurityDisabledCheckuImageDoneRun…
UART3是一个通用串口,可以用来连接GPS等外设。
HOSTUART用来软件调试时输出APtrace
ZSPUART用来软件调试时输出CPtrace
串口的连接方式较为灵活,如下是三种常用的连接方式。
3.7.7串口电压转换模块的串口电平都是1.8V的,如果要和3.3V/5V的MCU通信,必须要加电平转换电路:
也可以通过外加电平转换芯片来实现电压转换。
Air722UG的USB符合USB2.0规范,支持高速(480Mbps)和全速(12Mbps)模式。该接口可用于AT命令传送,数据传输,软件调试和软件升级
注意事项如下:
SIM卡接口支持ETSI和IMT-2000卡规范,支持1.8V和3.0VUSIM卡。
下表介绍了SIM的接口管脚定义。
SIM0卡接口定义:
在SIM卡接口的电路设计中,为了确保SIM卡的良好的功能性能和不被损坏,在电路设计中建议遵循以下设计原则:SIM卡座与模块距离摆件不能太远,越近越好,尽量保证SIM卡信号线布线不超过20cm。SIM卡信号线布线远离RF线和VBAT电源线。。为了防止可能存在的USIM_CLK信号对USIM_DATA信号的串扰,两者布线不要太靠近,在两条走线之间增加地屏蔽。且对USIM_RST_N信号也需要地保护。为了保证良好的ESD保护,建议加TVS管,并靠近SIM卡座摆放。选择的ESD器件寄生电容不大于50pF。在模块和SIM卡之间也可以串联22欧姆的电阻用以抑制杂散EMI,增强ESD防护。SIM卡的外围电路必须尽量靠近SIM卡座。
Air722UG分别用两个管脚信号来指示网络的状态。如下两表分别描述了管脚定义和不同网络状态下的逻辑电平变化:
模块提供了一路喇叭差分输出通道,可以直接驱动8欧姆的喇叭。
手持话柄及免提的麦克风建议采用内置射频滤波双电容(如10pF和33pF)的驻极体麦克风,从干扰源头滤除射频干扰,会很大程度改善耦合TDD噪音。33pF电容用于滤除模块工作在900MHz频率时的高频干扰。如果不加该电容,在通话时候有可能会听到TDD噪声。同时10pF的电容是用以滤除工作在1800MHz频率时的高频干扰。需要注意的是,由于电容的谐振点很大程度上取决于电容的材料以及制造工艺,因此选择电容时,需要咨询电容的供应商,选择最合适的容值来滤除高频噪声。
PCB板上的射频滤波电容摆放位置要尽量靠近音频器件或音频接口,走线尽量短,要先经过滤波电容再到其他点天线的位置离音频元件和音频走线尽量远,减少辐射干扰,电源走线和音频走线不能平行,电源线尽量远离音频线。
差分音频走线必须遵循差分信号的Layout规则。
天线接口管脚定义如下:
下表所示是模块数字、模拟管脚的电源供电电压电流最大耐受值。
在模块应用中,由于人体静电,微电子间带电摩擦等产生的静电,通过各种途径放电给模块,可能会对模块造成一定的损坏,所以ESD保护必须要重视,不管是在生产组装、测试,研发等过程,尤其在产品设计中,都应采取防ESD保护措施。如电路设计在接口处或易受ESD点增加ESD保护,生产中带防ESD手套等。下表为模块重点PIN脚的ESD耐受电压情况。
该章节描述模块的机械尺寸以及客户使用该模块设计的推荐封装尺寸。
Air722UG以真空密封袋的形式出货。模块的存储需遵循如下条件:环境温度低于40摄氏度,空气湿度小于90%情况下,模块可在真空密封袋中存放12个月。当真空密封袋打开后,若满足以下条件,模块可直接进行回流焊或其它高温流程:模块环境温度低于30摄氏度,空气湿度小于60%,工厂在72小时以内完成贴片。空气湿度小于10%