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合宙Air700EAQ硬件设计手册——应用接口2

合宙LuatOS 2024-08-27 14:23 次阅读

Air700EAQ是一款基于移芯EC716E平台设计的LTE Cat 1无线通信模组。

支持亚洲FDD-LTE的4G远距离无线传 输技术。

以极小封装,极高性价比,满足IoT行业的数传应用需求。

例如共享应用场景,定位器场景,DTU数 传场景等。

2.6 USB接口

Air700EAQ 的 USB 符合 USB2.0 规范,支持高速(480Mbps)、全速(12Mbps)模式和低速 (1.2Mbps)模式。

USB 接口可用于 AT 命令传送,数据传输,软件调试和软件升级。

USB 管脚定义:

wKgaombNL1aAWOuDAABZ0u0lSDw307.png

USB接口参考设计电路如下:

wKgZombNL5KADkN1AAHWkTN8ljQ913.png

注意事项如下:

1. USB 走线需要严格按照差分线控制,做到平行和等长;

2. USB 走线的阻抗需要控制到差分 90 欧姆;

3. 需要尽可能的减少 USB 走线的 stubs,减少信号反射;USB 信号的测试点最好直接放在走线上以 减少 stub;

4. 尽可能的减少 USB 走线的过孔数量;

5. 在靠近 USB 连接器或者测试点的地方添加 TVS 保护管,由于 USB 的速率较高,需要注意 TVS 管 的选型,保证选用的 TVS 保护管的寄生电容小于 1pF

6. VBUS 作为 USB 插入唤醒作用,并不直接参与 USB 插入检测,非必须,在不需要 USB 插入唤醒的 场景也可以不接。

2.7 USB 下载模式

wKgZombNMJyAf1yRAAC__IlM0EE906.png

Air700EAQ 模块进入 USB 下载模式:

1. 在开机之前,把 BOOT 上拉到 VDD_EXT

2. 给模块上电,POWKEY 拉低,开机

3. 成功进入下载模式后,PC端会虚拟出单个串口。

2.8 I2C

wKgZombNMZGASvl8AABuSRADMkc458.png

Air700EAQ 可支持两路 I2C 接口:

  • 兼容 Philips I2C 标准协议
  • 支持 Fast mode (400Kbps)和 Slow mode(100Kbps)
  • 只支持 master 模式,不支持 slaver 模式  可通过软件来配置内部的上拉电阻,1.8K 或者 20K
  • 理论上最多可支持 127 个从设备

I2C 的参考电路如下:

wKgaombNMz6ACx0zAAHzBsuhGus292.png

Air700EAQ 的 I2C 接口电压固定 1.8V,能够满足大部分外设的直接需求。

但是如果要和 5V 或者以上 电平的外设通信

那就必须要加电平转换电路:

wKgZombNM6OAYC7KAAGVSVJx5fg096.png

电平转换用的 NMOS 管必须选用结电容小于 50pF 的型号,

推荐型号如下:

wKgZombNNKSAZRKqAAA54XrtCoQ563.png

2.9 SIM 卡接口

Air700EAQ 支持 1 路 SIM 卡接口,支持 ETSI 和 IMT-2000 卡规范,支持 1.8V 和 3.0V USIM 卡。

下表介绍了 SIM 接口的管脚定义:

wKgZombNNQiANBl3AACZTyHVddQ917.png


2.9. 1. SIM 接口参考电路

下图是 SIM 接口的参考电路,使用 6pin 的 SIM 卡座

wKgZombNNbKAPH8rAAFpMmjFBN0368.png

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:

1. 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。

2. SIM卡信号线布线远离RF线和VBAT电源线。

3. 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。

4. 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。

2.10. 功能管脚

2.10.1. MAIN_RI

MAIN_RI 信号动作:

wKgaombNP0CABXYCAAIAelZspvM415.png

如果模块用作主叫方,MAIN_RI 会保持高电平,收到 URC 信息或者短信时除外。

而模块用作被叫方时, MAIN_RI 的时序如下所示:

wKgaombNP5yAbcxrAACc82TjhgM173.png

数据呼叫时模块用作被叫方 MAIN_RI 时序:

wKgZombNQdCAcnBWAAD45ovtiSU139.png

模块主叫时 MAIN_RI 时序:

wKgZombNQi2AGKoqAAD54xvb4NE644.png

收到 URC 信息或者短信时 MAIN_RI时序:

wKgZombNQpmAb9HeAACX3SrWOB0467.png

2.10.2. MAIN_DTR

wKgZombNQzSAdrw3AAA_TvxHuD4426.png

模块支持两种睡眠模式:

睡眠模式 1:发送 AT+CSCLK=1,通过 MAIN_DTR 管脚电平控制模块是否进入睡眠

睡眠模式 2:发送 AT+CSCLK=2,模块在串口空闲一段时间后自动进入睡眠

具体参阅 2.20.2 睡眠模式

2.10.3. 状态指示灯

Air700EAQ 用一个管脚来指示开机状态,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.

网络指示管脚定义:

wKgZombNRHyAZMjaAABLq6hf6Sc745.png

指示网络管脚的工作状态:

wKgZombNRLiAOUgIAAC2pbRZdPc958.png

指示灯参考电路如下图所示:

wKgaombNROCAb-BYAADcb_upzkk550.png

2.11. 省电功能

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。

2.11.1. 最少功能模式/飞行模式

最少功能模式可以将模块功能减少到最小程度,此模式可以通过发送“AT+CFUN=”命令来设置。

参数可以选择 0,1,4。

0:最少功能(关闭RF和SIM卡);

1:全功能(默认);

4:关闭RF发送和接收功能;

如果使用“AT+CFUN=0”将模块设置为最少功能模式,射频部分和 SIM 卡部分的功能将会关闭。而串口依然 有效,但是与射频部分以及 SIM 卡部分相关的 AT 命令则不可用。

如果使用“AT+CFUN=4”设置模块,RF部分功能将会关闭,而串口依然有效。所有与RF部分相关的AT命令不 可用。

模块通过“AT+CFUN=0”或者“AT+CFUN=4”设置以后,可以通过“AT+CFUN=1”命令设置返回到全功能状态。

2.11.2. 睡眠模式(慢时钟模式)

2.11.2.1 串口应用

串口应用下支持两种睡眠模式:

  • 睡眠模式 1:通过 MAIN_DTR 管脚电平控制模块是否进入睡眠
  • 睡眠模式 2:模块在串口空闲一段时间后自动进入睡眠

(1)睡眠模式 1

开启条件:

发送 AT 指令 AT+CSCLK=1

模块进入睡眠:

控制 MAIN_DTR 脚拉高,模块会进入睡眠模式 1

模块退出睡眠: 拉低 MAIN_DTR 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:

MAIN_RI 信号

(2)睡眠模式 2

开启条件:

发送 AT 指令 AT+CSLCK=2

模块进入睡眠:

串口空闲超过 AT+WAKETIM 配置的时间(默认 5s),模块自动进入睡眠模式 2

模块退出睡眠:

串口连续发送 AT 直到模块回应时即退出睡眠模式 2

注意此模式下不响应 MAIN_DTR 管脚动作

模块在睡眠模式 2 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:

MAIN_RI 信号

2.11.2.2 USB 应用

开启条件:

USB HOST 必须支持 USB suspend/resume

模块进入睡眠:

HOST 发起 USB suspend

模块退出睡眠:

HOST 发起 USB resume

HOST 睡眠时,模块收到数据/短信/来电如何唤醒 HOST:

MAIN_RI 信号

2.12. 模式切换汇总

模式切换汇总:

wKgaombNR7KAJ-8cAADsTjYdg0k647.png

好了,到这个部分,关于合宙Air700EAQ的硬件设计的应用接口部分就介绍结束了。

下篇我们接着介绍Air700EAQ的硬件设计的射频接口,电气特性,结构规格等硬件内容。

未完待续。。。

wKgZombMRbKAV0qMAAox16dSNjQ170.pngwKgZombMRbyAMtljAAlx4dAz3LE220.png
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