合宙Air700ECQ硬件設(shè)計手冊——應(yīng)用接口2

在上文我們介紹了Air700ECQ應(yīng)用接口中的三個小節(jié)：管腳描述，工作模式和供電方式。

在本文我們將繼續(xù)介紹Air700ECQ的應(yīng)用接口部分，開關(guān)機硬件設(shè)計，串口設(shè)計，USB接口設(shè)計，USB下載模式和I2C等內(nèi)容。

Air700ECQ是一款高度集成的LTE Cat1無線通信模組，基于移芯EC716E平臺設(shè)計，有著極小的封裝和極高的性價比。

它支持移動雙模FDD-LTE/TDD-LTE 4G遠距離無線傳輸技術(shù)，能夠廣泛應(yīng)用于共享設(shè)備、定位器、DTU數(shù)傳等多種場景。

此外，Air700ECQ還提供了USB、串口、I2C等多種接口，以及靈活的電源供電方案，包括LDO和DCDC供電方式，確保了模塊在各種復(fù)雜應(yīng)用環(huán)境下的穩(wěn)定性和可靠性。

四、開關(guān)機

4.1 開機

在VBAT供電后，可以通過如下兩種方式來觸發(fā)Air700ECQ開機：

1. 按鍵開機: PWRKEY管腳通過輕觸按鍵連接到地，按鍵按下1秒以上實現(xiàn)開機。

2. 上電開機：將PWRKEY管腳直接短接到地，VBAT上電后就可以實現(xiàn)開機。

4.1. PWRKEY 管腳開機

VBAT上電后，可以通過PWRKEY管腳啟動模塊，把PWRKEY管腳拉低1秒以上之后模塊會進入開機流程，軟 件會檢測VBAT管腳電壓，

若VBAT管腳電壓大于軟件設(shè)置的開機電壓（3.3V），會繼續(xù)開機動作直至系統(tǒng)開機 完成；

否則，會停止執(zhí)行開機動作，系統(tǒng)會關(guān)機，開機成功后PWRKEY管腳可以釋放。

可以通過檢測VDD_EXT 管腳的電平來判別模塊是否開機。

推薦使用開集驅(qū)動電路來控制PWRKEY管腳。

下圖為參考電路：

另一種控制PWRKEY管腳的方法是直接使用一個按鈕開關(guān)。按鈕附近需放置一個TVS管用以ESD保護。下圖 為參考電路：

4.1.2上電開機

將模塊的PWRKEY 直接接地可以實現(xiàn)上電自動開機功能。需要注意，在上電開機模式下，將無法關(guān)機，只要 VBAT管腳的電壓大于開機電壓即使軟件調(diào)用關(guān)機接口，模塊仍然會再開機起來。另外，在此模式下，要想成功開機起來 VBAT 管腳電壓仍然要大于軟件設(shè)定的開機電壓值（3.3V），如果不滿足，模塊會關(guān)閉，就會出現(xiàn)反復(fù)開關(guān)機的情況。

對于用電池供電的應(yīng)用場景不建議用 PWRKEY接地的上電自動開機方式。

4.2關(guān)機

以下的方式可以關(guān)閉模塊：

• 正常關(guān)機：使用PWRKEY管腳關(guān)機
• 正常關(guān)機：通過AT指令A(yù)T+CPOWD關(guān)機
• 低壓自動關(guān)機：模塊檢測到低電壓時關(guān)機，可以通過AT指令A(yù)T+CBC來設(shè)置低電壓的門限值；

4.2.1 PWRKEY 管腳關(guān)機

PWRKEY管腳拉低 1.5s以上時間，模塊會執(zhí)行關(guān)機動作。

關(guān)機過程中，模塊需要注銷網(wǎng)絡(luò)，注銷時間與當前網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)有關(guān)，經(jīng)測定用時約2s~12s，因此建議延長

12s后再進行斷電或重啟，以確保在完全斷電之前讓軟件保存好重要數(shù)據(jù)。時序圖如下：

4.2.2低電壓自動關(guān)機

模塊在運行狀態(tài)時當VBAT管腳電壓低于軟件設(shè)定的關(guān)機電壓時（默認設(shè)置3.3V），軟件會執(zhí)行關(guān)機動作 關(guān)閉模塊，以防低電壓狀態(tài)下運行出現(xiàn)各種異常。

4.3 復(fù)位

RESET_N引腳可用于使模塊復(fù)位。拉低RESET_N引腳100ms以上可使模塊復(fù)位。RESET_N信號對干 擾比較敏感，因此建議在模塊接口板上的走線應(yīng)盡量的短，且需包地處理。

參考電路：

注意：

1.復(fù)位功能建議僅在AT+CPOWD 和PWRKEY關(guān)機失敗后使用。

五、串口

模塊提供了三個通用異步收發(fā)器：主串口 MAIN_UART、AUX_UART、DBG_UART。

???????5.1MAIN_UART

MAIN_UART管腳定義：

主串口 MAIN_UART用來進行 AT指令通訊。MAIN_UART支持固定波特率, 不支持自適應(yīng)波特率

MAIN_UART在休眠狀態(tài)下保持的功能，能夠喚醒模塊

MAIN_UART的特點如下：

• 8個數(shù)據(jù)位，無奇偶校驗，一個停止位。
• 用以AT命令傳送，數(shù)傳等。
• 支持波特率如下：600,1200,2400,4800,14400,9600,19200,38400,57600,115200,230400,460800,921600bps

注意：

MAIN_UART在開機過程中短時會輸出固定調(diào)試信息

5.2. AUX_UART

AUX_UART管腳定義

AUX_UART為輔助串口，不支持AT指令交互，用于某些外設(shè)通信，如對接GNSS定位模塊等。AUX_UART休眠后會關(guān)閉，無法通過給AUX_UART發(fā)送數(shù)據(jù)進行喚醒。

5.3DBG_UART

DBG_UART 用來軟件調(diào)試時輸出APtrace，建議預(yù)留測試點。

DBG_UART 在開機過程中短時會輸出固定調(diào)試信息。

DBG_TX、DBG_RX 默認功能為系統(tǒng)底層日志口，進行模塊硬件設(shè)計時，在剩余功能引腳充足的前提 下，避免使用DBG_TX和DBG_RX。

如果將此引腳復(fù)用為其他功能，則無法從DBG_TX和DBG_RX抓取系統(tǒng)日志。

在某些場景下，如果模塊出現(xiàn)異常，無法抓到問題日志，只能通過硬件改版，引出DBG_TX、 DBG_RX，抓取日志再進行分析。

包括但不限于以下兩種場景：

1、低功耗場景： 在低功耗場景下，USB無法使用，只能通過DBG_TX、DBG_RX來抓取日志。

2、非低功耗場景： 模塊接入USB時，工作正常，未接入USB時，工作異常的情況，只能通過DBG_TX、DBG_RX來抓取 日志。

5.4. 串口連接方式

串口的連接方式較為靈活，如下是三種常用的連接方式。

三線制的串口請參考如下的連接方式 :

5.5串口電壓轉(zhuǎn)換

Air700ECQ模塊的串口電平為 1.8V，能夠滿足大部分外設(shè)，主控的串口直接需求，但是如果要和 5V

或者以上的MCU或其他串口外設(shè)通信，那就必須要加電平轉(zhuǎn)換電路：

電平轉(zhuǎn)換參考電路如下:

注意:

• 如果低功耗需求上拉不能用vdd-ext，要用agpio或者外部ldo做上拉
  
• 此電平轉(zhuǎn)換電路不適用波特率高于460800bps的應(yīng)用。
  
• D2必須選用低導(dǎo)通壓降的肖特基二極管。

肖特基二極管以及NPN三極管的推薦型號如下：

對于波特率高于460800bps的應(yīng)用，可以通過外加電平轉(zhuǎn)換芯片來實現(xiàn)電壓轉(zhuǎn)換，參考電路如下：

此電路采用的是電平轉(zhuǎn)換芯片是TI的TXS0108E，8位雙向電壓電平轉(zhuǎn)換器，適用于漏極開路和推挽 應(yīng)用。

最大支持速率：

推挽：110Mbps

開漏：1.2Mbps

六、USB 接口

Air700ECQ 的 USB 符合USB2.0 規(guī)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命令傳送，數(shù)據(jù)傳輸，軟件調(diào)試和軟件升級。

USB管腳定義 ：

USB接口參考設(shè)計電路如下：

注意事項如下：

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. 需要盡可能的減少USB走線的stubs，減少信號反射；USB信號的測試點最好直接放在走線上以 減少stub；

4. 盡可能的減少USB走線的過孔數(shù)量；

5. 在靠近USB連接器或者測試點的地方添加TVS保護管，由于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于1pF；

6. VBUS作為USB插入喚醒作用，并不直接參與USB插入檢測，非必須，在不需要USB插入喚醒的 場景也可以不接

七、USB 下載模式

Air700ECQ 模塊進入USB下載模式：

1. 在開機之前，把BOOT上拉到VDD_EXT

2. 給模塊上電，POWKEY拉低，開機

3. 成功進入下載模式后，PC端會虛擬出單個串口。

八、I2C

Air700ECQ 可支持兩路I2C接口：

• 兼容PhilipsI2C標準協(xié)議
  
• 支持Fastmode（400Kbps）和Slowmode（100Kbps）
  
• 只支持master模式，不支持slaver模式
  
• 可通過軟件來配置內(nèi)部的上拉電阻，1.8K或者20K
  
• 理論上最多可支持127個從設(shè)備
  

I2C 的參考電路如下：

Air700ECQ 的 I2C接口電壓固定1.8V，能夠滿足大部分外設(shè)的直接需求。

但是如果要和5V或者以上 電平的外設(shè)通信，那就必須要加電平轉(zhuǎn)換電路：

電平轉(zhuǎn)換用的NMOS管必須選用結(jié)電容小于50pF的型號，推薦型號如下：

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好了，本文介紹了Air700ECQ的應(yīng)用接口中的開關(guān)機，串口，USB接口，USB下載模式和I2C等接口的使用和介紹。

在下篇我將繼續(xù)介紹Air700ECQ的SIM卡接口，功能管腳，省電功能介紹，模式切換等其它硬件設(shè)計。

未完待續(xù)。。。。。。