剖析Air724UG的硬件设计,有大发现?02篇

3.8 I2C

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| 管脚名 | 类型 | 序号 | 电压域 | 描述 |
| I2C2_SCL | IO | 32 | V_GLOBAL_1V8 | I2C2 时钟信号,用作 I2C 时需外加 1.8V 上拉 |
| I2C2_SDA | IO | 31 | V_GLOBAL_1V8 | I2C2 数据信号,用作 I2C 时需外加 1.8V 上拉 |
| CAMI2C_SCL1 | IO | 51 | V_GLOBAL_1V8 | Camera I2C 时钟信号,也可用作通用 I2C 接口 |
| CAMI2C_SDA1 | IO | 50 | V_GLOBAL_1V8 | Camera I2C 数据信号,也可用作通用 I2C 接口 |

Air724UG 可支持两路I2C 接口:

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

I2C 的参考电路如下:

Air724UG 的I2C 接口电压是 1.8V,如果要接 3.3V/5V 的I2C 设备,则需要加电平转换电路,参考电路如下:

V_GLOBAL_1V8 是模块 I2C 的参考电压。VDD_EXT 是 I2C 设备的参考电压。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:

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| 物料名称 | 型号 | 厂商 | 描述 |
| NMOS | BSS138 | 江苏长电 | N 沟道,50V,0.22A,SOT-23,ROHS |
| NMOS | BSS138 | UMW(友台半导体) | N 沟道,50V,0.3A,SOT-23,ROHS |

3.9 标准 SPI

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| 管脚名 | 类型 | 序号 | 电压域 | 描述 |
| SPI1_CS | DO | 54 | V_GLOBAL_1V8 | SPI1 片选信号 |
| SPI1_CLK | DO | 52 | V_GLOBAL_1V8 | SPI1 时钟信号输出 |
| SPI1_DIN | DI | 53 | V_GLOBAL_1V8 | SPI1 数据输入 |
| SPI1_DOUT | DO | 55 | V_GLOBAL_1V8 | SPI1 数据输出 |

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| SPI2_CS | DO | 74 | V_GLOBAL_1V8 | SPI2 片选信号 |
| SPI2_CLK | DO | 75 | V_GLOBAL_1V8 | SPI2 时钟信号输出 |
| SPI2_DIN | DI | 76 | V_GLOBAL_1V8 | SPI2 数据输入 |
| SPI2_DOUT | DO | 83 | V_GLOBAL_1V8 | SPI2 数据输出 |

Air724UG 的SPI 只支持master 模式,参考电路如下:

Air724UG 的SPI 接口电压是 1.8V,如果需要外接 3.3V/5V 的外设,需要加电平转换芯片,推荐采用TI

的TXS0108E, 8 位双向电压电平转换器,适用于漏极开路和推挽应用,最大支持速率: 推挽:110Mbps

开漏:1.2Mbps

SPI 电平转换参考电路如下:

3.10 SPI LCD

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| 管脚名 | 类型 | 序号 | 电压域 | 描述 |
| LCD_CS | DO | 39 | VCC_LCD | SPI LCD 片选 |
| LCD_CLK | DO | 40 | VCC_LCD | SPI LCD 时钟信号 |
| LCD_DATA | DO | 41 | VCC_LCD | SPI LCD 数据信号 |
| LCD_FMARK | DO | 42 | VCC_LCD | SPI LCD 帧同步信号 |
| LCD_RST | DO | 56 | VCC_LCD | SPI LCD 复位信号 |
| LCD_SEL | DO | 57 | VCC_LCD | SPI LCD 选择,目前暂不支持 |
| LCD_DC | DO | 58 | VCC_LCD | SPI LCD 数据命令选择 |
| VCC_LCD | DO | 81 | VCC_LCD | 输出 1.6-3.3V, 默认电压是 1.8V, IOmax=200mA,可用于给 LCD 供电 |

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| RGB_IB0 | OD | 115 | | 开漏管脚,最大输入电流 100mA,恒流模式调节范围:1.68mA - 54.6mA,一般用于控制 LCD 背光灯的电流大小 请注意 Air724UG-NA,Air724UG-NAT 不支持此管脚 |

Air724UG 支持一路LCD 专用SPI 接口,用于驱动 SPI LCD 屏幕:

  1. 最大支持 320*240 分辨率,30 帧
  2. 内置图像处理单元 GOUDA
  3. 支持格式: YUV4 : 2 : 0,YUV4 : 2 : 2,RGB565,ARGB8888
  4. 目前只支持 4 线 8bit 一通道类型的LCD
  5. 支持 1.8V /2.8V LCD 屏幕

参考电路如下:

  1. LCD 信号线上建议预留 RC 滤波电路,以降低对LTE 天线的干扰;
  2. RGB_IB0 管脚是开漏输出管脚,恒流模式调节范围:1.68mA - 54.6mA,最大输入电流 100mA,串联的限流电阻的阻值可以根据实际使用情况来调整。
  3. 根据实际选用的LCD 来配置VCC_LCD 的输出电压。

3.11 SPI CAMERA

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| 管脚名 | 类型 | 序号 | 电压域 | 描述 |
| VCC_CAMA | PO | 79 | VCC_CAMA | 输出 1.6-3.2V, 给 Camera 提供模拟电压, 默认是 1.8V, IOmax=100mA |
| VCC_CAMD | PO | 80 | VCC_CAMD | 输出 1.4-2.1V, 给 Camera 提供数字电压, 默认是 1.8V, IOmax=100mA |
| CAM_PWDN | DO | 78 | V_GLOBAL_1V8 | 关闭 Camera |
| CAM_RST | DO | 84 | V_GLOBAL_1V8 | 重启 Camera |
| CAM_REFCLK | DO | 85 | V_GLOBAL_1V8 | Camera MCLK 时钟输出 |
| CAM_SCK | DI | 86 | V_GLOBAL_1V8 | SPI Camera 时钟输入 |
| CAM_SI0 | DI | 87 | V_GLOBAL_1V8 | SPI Camera 数据输入 0 |
| CAM_SI1 | DI | 88 | V_GLOBAL_1V8 | SPI Camera 数据输入 1 |
| CAMI2C_SCL1 | IO | 51 | V_GLOBAL_1V8 | Camera I2C 时钟信号,内部可配置上拉电阻 |
| CAMI2C_SDA1 | IO | 50 | V_GLOBAL_1V8 | Camera I2C 数据信号,内部可配置上拉电阻 |

Air724UG 支持一路SPI camera 输入接口,可用于扫码、拍照等应用,不支持视频。

  1. 最高像素 30W 像素
  2. 支持数据格式YUV422, Y420, RAW8, RAW10
  3. 集成GC0310 驱动参考电路如下:
  1. Camera 信号线上建议预留RC 滤波电路,以降低对 LTE 天线的干扰;RC 滤波电路需要靠近Camera放置;
  2. VCC_CAMA 和 VCC_CAMD 的滤波电容需要靠近 Camera 放置
  3. 模块内部可以配置I2C 上拉,故CAMI2C 接口的上拉电阻可以不贴;

3.12 KEYPAD

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| 管脚名 | 类型 | 序号 | 电压域 | 描述 |
| USB_BOOT KEYIN0 | DI | 66 | V_GLOBAL_1V8 | 在开机之前上拉到 V_GLOBAL_1V8,模块会强行进入 USB 下载模式 ,USB_BOOT 和 V_GLOBAL_1V8 须留测试点, 方便后续升级软件 |
| KEYIN1 | DI | 91 | V_GLOBAL_1V8 | 扫描键盘输入 1,上电的时候不要上拉到 1.8V,否则会进入调试模式,无法正常开机 |
| KEYIN2 | DI | 92 | V_GLOBAL_1V8 | 扫描键盘输入 2 |
| KEYIN3 | DI | 93 | V_GLOBAL_1V8 | 扫描键盘输入 3 |
| KEYIN4 | DI | 94 | V_GLOBAL_1V8 | 扫描键盘输入 4 |

|-------------|----|----|--------------|----------|
| KEYIN5 | DI | 95 | V_GLOBAL_1V8 | 扫描键盘输入 5 |
| KEYOUT0 | DO | 96 | V_GLOBAL_1V8 | 扫描键盘输出 0 |
| KEYOUT1 | DO | 97 | V_GLOBAL_1V8 | 扫描键盘输出 1 |
| KEYOUT2 | DO | 98 | V_GLOBAL_1V8 | 扫描键盘输出 2 |
| KEYOUT3 | DO | 99 | V_GLOBAL_1V8 | 扫描键盘输出 3 |
| KEYOUT4 | DO | 89 | V_GLOBAL_1V8 | 扫描键盘输出 4 |
| KEYOUT5 | DO | 90 | V_GLOBAL_1V8 | 扫描键盘输出 5 |

Air724UG 最多可支持 6 x 6 扫描键盘,参考电路如下:

注意:

  1. KEYIN0 复用为USB_BOOT ,开机前如果把KEYIN0 上拉到 1.8V 会进入USB 下载模式; 开机前把KEYIN0 和 KEYOUT0 短接也会进入下载模式;
  2. 开机前不要把KEYIN1 拉高,否则会进入调试模式;
  3. KEYPAD 接口的所有管脚都不能复用为GPIO;
  4. 键盘走线请尽量远离天线,以免对天线造成干扰;
  5. 键盘走线串联 1K 电阻来做ESD 防护。
  6. TVS 预留用作ESD 防护,可以根据实际测试情况来决定是否要贴片

3.13 SDIO

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| 管脚名 | 类型 | 序号 | 电压域 | 描述 |
| VMMC | PO | 24 | VMMC | LDO 输出,1.6-3.2V 之间可调, 默认电压是 3.1V, IOmax=150mA , 开机后默认是打开状态,通常用来给 MMC 供电 |
| MMC1_DAT2 | IO | 25 | VMMC | SDIO 数据线 2 |
| MMC1_DAT3 | IO | 26 | VMMC | SDIO 数据线 3 |
| MMC1_CMD | IO | 27 | VMMC | SDIO 命令信号 |
| MMC1_CLK | IO | 28 | VMMC | SDIO 时钟信号 |
| MMC1_DAT0 | IO | 29 | VMMC | SDIO 数据线 0 |
| MMC1_DAT1 | IO | 30 | VMMC | SDIO 数据线 1 |

Air724UG 支持一路SDIO 接口,可以用来外接 T-Flash 卡; 参考电路如下:

  1. 建议预留滤波电容,以减少对LTE 天线的干扰,根据实际调试情况来决定是否要贴片;
  2. MMC1_CLK 建议单独立体包地,其他信号线整组一起同层包地;
  3. V_MMC 电源走线宽度建议 0.25mm
  4. 支持的SD 卡最大容量为 32GB
  5. 支持的文件系统格式为FAT32,非FAT32 格式的SD 卡无法正常识别;

3.14 SIM 卡接口

SIM 卡接口支持 ETSI 和 IMT-2000 卡规范,支持 1.8V 和 3.0V USIM 卡。支持双卡单待。

3.14.1 SIM 接口

下表介绍了 SIM 接口的管脚定义。

表格 9:SIM 卡接口管脚定义

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| 接口 SIM0 | 管脚名 | 序号 | 描述 |
| 接口 SIM0 | USIM_VDD | 12 | SIM0 供电电源,最大供电电流 10mA。 模块可以自动识别 1.8V 或者 3V(U)SIM 卡。 |
| 接口 SIM0 | USIM_RST_N | 11 | SIM0 复位信号 |
| 接口 SIM0 | USIM_DATA | 10 | SIM0 数据信号 |
| 接口 SIM0 | USIM_CLK | 9 | SIM0 时钟信号 |
| 接口 SIM0 | USIM_CD | 8 | SIM0 插拔检测 |
| SIM1 | VSIM1 | 72 | SIM1 供电电源,最大供电电流 10mA。模块可以自动识别 1.8V 或者 3V(U)SIM 卡 |
| SIM1 | SIM1_RST | 71 | SIM1 复位信号 |
| SIM1 | SIM1_DATA | 70 | SIM1 数据信号 |
| SIM1 | SIM1_CLK | 69 | SIM1 时钟信号· |

3.14.2 SIM0 和 内置贴片 SIM 卡 切换逻辑

Air724UG-NFM 和 Air724UG-NFC 支持 SIM0 和 SIM1 双卡单待;

Air724UG-MFM 和 Air724UG-MFC 由于模块内部已经在 SIM1 接口上内置了贴片 SIM 卡,故 SIM1 接口不可再外接 SIM 卡,也不可用作 GPIO;

模块开机后首先会去查询 SIM0 接口上是否有插入 SIM 卡,如果检测到 SIM0 接口上的 SIM 卡,就会读取 SIM0 接口的卡信息去连接网络;如果 SIM0 接口上没有检测到 SIM 卡,则会再去检测 SIM1 接口上是否有 SIM 卡(或者是内置贴片 SIM 卡),如果检测到 SIM1 接口上的 SIM 卡(或者是内置贴片 SIM 卡),就会读取 SIM1 接口的卡信息去连接网络;如果 SIM1 接口上也没有检测到 SIM 卡,则会报错,未插入 SIM 卡;

SIM0 接口和 SIM1 接口如果同时插入了 SIM 卡,默认会使用 SIM0 接口上的 SIM 卡,同时也可以通过

AT+SIMCROSS 这个指令来切换;

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| | SIM0 | SIM1 | 默认使用 |
| Air724UG-NFM | 插入 SIM 卡 0 | 没有内置贴片 SIM 卡 | SIM0 |
| Air724UG-NFM | 未插入 SIM 卡 | 没有内置贴片 SIM 卡 | 报错,未插入 SIM 卡 |
| Air724UG-NFC | 未插入 SIM 卡 | | 报错,未插入 SIM 卡 |
| Air724UG-MFM | 插入 SIM 卡 0 | 有内置贴片 SIM 卡 | SIM0 |
| Air724UG-MFM | 未插入 SIM 卡 | 有内置贴片 SIM 卡 | 内部贴片 SIM 卡 |
| Air724UG-MFC | 未插入 SIM 卡 | | 内部贴片 SIM 卡 |

注意:在 SIM0,SIM1 都没有插卡的情况下,不要在开机后马上把 SIM1 信号线复用的 GPIO29,GPIO30, GPIO31 配置成 GPIO 来使用,因为在模块开机后会自动去查询 SIM 卡是否插入,即使 Luat 脚本把这 3 个管脚配置成了 GPIO,也会因为模块底层软件在查询 SIM 卡的时候又配置成了 SIM 卡信号功能,导致在操作这 3 个 GPIO 时操作失败。如果在这种情况下要使用这 3 个 GPIO,请在开机后延迟 10 秒钟再去配置这 3 个 GPIO;如果 SIM0 插入了 SIM 卡则不存在这个问题,因为模块查询到 SIM0 接口的 SIM 卡已插入的情况下,会优先使用这个 SIM 卡,不再会去查询 SIM1 接口的 SIM 卡是否已插入。

3.14.3 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。

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。

3.15 音频接口

模块提供了两路模拟音频输入通道和三路模拟输出通道,支持通话、录音和播放等功能。

3.15.1 防止 TDD 噪声和其它噪声

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。

3.15.2 麦克风接口

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| 管脚名 | 类型 | 序号 | 描述 |
| MIC+ | AI | 22 | 麦克差分输入通道 1,模块已内置麦克偏置电路 |
| MIC- | AI | 21 | 麦克差分输入通道 1,模块已内置麦克偏置电路 |

AIN1通道已内置驻极体麦克风偏置电压。 参考电路下图所示:

3.15.3 耳机接口

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| 管脚名 | 类型 | 序号 | 描述 |
| HEADMIC_P | AI | 113 | 耳机麦克差分输入通道,需要外加麦克偏置电路 |
| HEADMIC_N | AI | 104 | 耳机麦克差分输入通道,需要外加麦克偏置电路 |
| HP_R | AO | 103 | 耳机右声道输出,可驱动 32 欧姆的单端耳机 |
| HP_L | AO | 112 | 耳机左声道输出,可驱动 32 欧姆的单端耳机 |
| HEADMIC_BIAS | PO | 114 | 给耳机麦克提供偏置电压 |
| HP_DET | AI | 106 | 耳机插入检测 |
| HEADMIC_IN_DET | AI | 105 | 耳机按键检测 |

上图是目前Air724UG 的开发板上采用的耳机接口电路:

HEADMIC_BIAS 给耳机麦克提供偏置电压;

HEADMIC_IN_DET 用来检测耳机按键,HEADMIC_IN_DET 内部是一个ADC,故 HEADMIC_IN_DET 还可以支持多功能按键;

HP_DET 用来检测耳机插入,当耳机插入时为低,当耳机拔出时为高;

这个耳机电路存在一个弊端,由于耳机拔出后需要给 22uF 电容充电后HP_DET 才能为高,导致耳机拔出检测会延迟 6-10 秒左右的时间,故推荐将耳机电路修改成下面的参考电路二

更换了耳机插座的型号,换成检测管脚是常开类型的耳机插座;

  • 未插入耳机时,耳机插座的 Pin3 和 Pin4 之间处于断开状态,HP_DET 由内部拉高,为高电平;
  • 插入耳机后,耳机插座的 Pin3 和 Pin4 之间导通,并连接到左声道的耳机喇叭,左声道的耳机喇叭等效于 32 欧姆的接地电阻,故 HP_DET 被拉低变成低电平;
  • 拔出耳机后,耳机插座的 Pin3 和 Pin4 之间断开,因为不需要给 22uF 的电容充电,HP_DET 马上变成了高电平,不会出现耳机拔出检测过慢的问题。

耳机根据第 3 段和第 4 段的接线定义不同可以分为 国标OMTP 和 美标CTIA 两种,在设计耳机插座的电路后需要选择相应的耳机。

上面的两个耳机参考电路是按照国标OMTP 设计的,故只能使用 OMTP 标准的耳机。如果要使用美标 CTIA

的耳机,则需要把第 3 段、第 4 段的接线对换一下。

表格 10:耳机输出性能参数,测试条件:25°C,VBAT=4.2V

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| 参数 | 条件 | 最小值 | 典型值 | 最大值 | 单位 |
| Full-scale output voltage Full-scale output power SNR | 0 dB gain, 32Ω load | 2.4 | 2.8 | | Vpp |
| Full-scale output voltage Full-scale output power SNR | 0 dB gain, 32Ω load | 20 | 25 | | mW |
| Full-scale output voltage Full-scale output power SNR | 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 听筒输出接口

|-----------|----|-----|-----------------------|
| 管脚名 | 类型 | 序号 | 描述 |
| EAR_P | AO | 101 | 听筒差分输出,可驱动 32 欧姆的差分听筒 |
| EAR_N | AO | 102 | 听筒差分输出,可驱动 32 欧姆的差分听筒 |

听筒输出可以驱动 32 欧姆的差分听筒,参考电路如下:

表格 11:听筒输出性能参数,测试条件:25°C,VBAT=4.2V

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| 参数 | 条件 | 最小值 | 典型值 | 最大值 | 单位 |
| Full-scale output voltage Full-scale output power SNR | 0 dB gain, 32Ω load | 4 | 5.6 | | Vpp |
| Full-scale output voltage Full-scale output power SNR | 0 dB gain, 32Ω load | 80 | 100 | | mW |
| Full-scale output voltage Full-scale output power SNR | 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 喇叭输出接口

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| 管脚名 | 类型 | 序号 | 描述 |
| SPK+ | AO | 19 | 喇叭差分输出,可驱动 8 欧姆的喇叭, 内置音频 PA 可配置为 Class-AB 模式或 Class-D 模式 |
| SPK- | AO | 18 | 喇叭差分输出,可驱动 8 欧姆的喇叭, 内置音频 PA 可配置为 Class-AB 模式或 Class-D 模式 |

喇叭输出通道可以直接驱动8欧姆喇叭,参考电路如下:

  1. Speaker 的走线需要走成差分形式,平行并等长;
  2. Speaker 走线宽度建议在 0.5mm 以上;
  3. 模块内置音频PA 可配置为Class-AB 模式或 Class-D 模式,工作在 Class-D 模式下时,Speaker 走线对外的干扰特别大,Layout 时要注意远离敏感信号线;
  4. 10pF 和 33pF 的滤波电容需要靠近 speaker 放置;
  5. 建议预留TVS 保护管,靠近speaker 放置;
  6. 如果因为内置PA 的输出功率不够大,可以再外加一个音频功放,注意一定要选支持差分输入的音频功放,并把模块内置 PA 的工作模式配置成Class-AB

表格 12:喇叭输出性能参数(Class-AB 模式),测试条件:25°C,VBAT=4.2V

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| 参数 | 条件 | 最小值 | 典型值 | 最大值 | 单位 |
| 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 |
| Output power | 0 dB gain, 8Ω load THD+N=1% | 400 | 600 | | mW |
| Output power | 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:喇叭输出性能参数(Class-D 模式),测试条件:25°C,VBAT=4.2V

|----------------------------------------------------|-------------------------------|-----|-----|-----|-----|
| 参数 | 条件 | 最小值 | 典型值 | 最大值 | 单位 |
| Full-scale output voltage Output power | 0 dB gain, 8Ω load | 7 | 8 | | Vpp |
| Full-scale output voltage Output power | 0 dB gain, 8Ω load THD+N=0.1% | 350 | 500 | | mW |
| Full-scale output voltage Output power | 0 dB gain, 8Ω load | 600 | 800 | | mW |

|--------------------|------------------------------|-----|-------|------|----|
| SNR THD | THD+N=1% | | | | |
| SNR THD | 0 dB gain, 8Ω load THD+N=10% | 700 | 900 | | mW |
| SNR THD | 0 dB gain, 8Ω load, Po=300mW | 90 | 98 | | dB |
| SNR THD | 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 输出

|------------------|----|----|------------------------------------------------------------------------------|
| 管脚名 | 类型 | 序号 | 描述 |
| V_GLOBAL_1V8 | PO | 65 | LDO 输出,固定输出 1.8V,IOmax=50mA 开机后默认打开,不能关闭 |
| VMMC | PO | 24 | LDO 输出,1.6-3.2V 之间可调, 默认电压是 3.1V, IOmax=150mA , 开机后默认是打开状态,通常用来给 MMC 供电 |
| VCC_LCD | PO | 81 | LDO 输出,1.6-3.3V 之间可调, 默认电压是 1.8V, IOmax=200mA 开机后默认是关闭状态,通常用来给 LCD 供电 |
| VCC_CAMA | PO | 79 | LDO 输出,1.6-3.2V 之间可调, 默认电压是 1.8V, IOmax=100mA 开机后默认是关闭状态,通常用来给 Camera 提供模拟电压 |
| VCC_CAMD | PO | 80 | LDO 输出,1.4-2.1V 之间可调, 默认电压是 1.8V, IOmax=100mA 开机后默认是关闭状态,通常用来给 Camera 提供数字电压 |
| VSIM1 | PO | 72 | LDO 输出,1.6-3.2V 之间可调, 默认电压是 1.8V, IOmax=50mA 开机后默认是关闭状态,通常用来给 SIM 卡供电 |

  1. Air724UG 模块最多可支持 6 路LDO 输出;
  2. V_GLOBAL_1V8 同时也给模块内部供电,因此推荐只用来给外部上下拉用,不要给大功率器件供电,以免影响系统稳定;
  3. VMMC 通常给MMC 卡供电,VCC_LCD 通常给LCD 供电,VCC_CAMA 和 VCC_CAMD 通常给Camera供电,VSIM1 通常用来给SIM 卡供电,在没有上述外设时,这些LDO 也可以灵活的用来给其他设备供电,请注意在给外部器件供电时不要超过 LDO 的最大电流。
  4. 注意在调整VMMC 的输出电压时,也会同时影响到 VMMC 电压域的GPIO: GPIO24,GPIO25,GPIO26,GPIO27,GPIO28
  5. 注意在调整VCC_LCD 的输出电压时,也会同时影响到VCC_LCD 电压域的GPIO: GPIO0,GPIO1,GPIO2,GPIO3,GPIO4
  6. 注意在调整VSIM1 的输出电压时,也会同时影响到 VSIM1 电压域的GPIO:GPIO29,GPIO30,GPIO31

3.17 PWM

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| 管脚名 | 类型 | 序号 | 电压域 | 描述 |
| PWM_PWT_OUT | DO | 49 | V_GLOBAL_1V8 | 输出高速的 PWM,频率和占空比可调 |
| PWM_LPG_OUT | DO | 43 | V_GLOBAL_1V8 | 输出低速的 PWM,频率和占空比是固定的参数 |

PWM_PWT_OUT 的时钟基于 APB 时钟,主时钟是 200Mhz,通过配置 pwt 寄存器的 PWT_Period 和

PWT_Duty 来控制 pwm 的输出

PWM_LPG_OUT(Light Pulse Generation)用于低频率的应用如驱动 LED 闪烁。下面是频率和占空比可以选择的取值范围:

周期范围:125ms,250ms,500ms,1000ms,1500ms,2000ms,2500ms, 3000ms

选择对应的时间,输出的波形周期也与之对应。

高电平时间: 15.6ms, 31.2ms, 46.8ms, 62ms, 78ms, 94ms, 110ms, 125ms, 140ms, 156ms, 172ms, 188ms, 200ms, 218ms, 243ms

选择对应高电平时间,输出在当前周期内的高电平。

3.18 ADC

Air724UG 支持两路ADC 输入

|----------|----|----|---------------------|
| 管脚名 | 类型 | 序号 | 描述 |
| ADC2 | AI | 63 | 模数转换器, 输入范围 0~VBAT |
| ADC3 | AI | 64 | 模数转换器, 输入范围 0~VBAT |

表格 14:ADC 性能

|---------|---------------------------------------|-----|------|------|------|
| 参数 | 条件 | 最小值 | 典型值 | 最大值 | 单位 |
| 分辨率 | | | 11 | | bits |
| 输入电压范围 | Input scale ratio=1:1 | 0 | | 1.25 | V |
| 输入电压范围 | Input scale ratio=1.92:1 | 0 | | 2.4 | V |
| 输入电压范围 | Input scale ratio=2.56:1 | 0 | | 3.2 | V |
| 输入电压范围 | Input scale ratio=4:1 | 0 | VBAT | 5 | V |
| 精度 转换时间 | Input scale ratio=1:1 | | 10 | | mV |
| 精度 转换时间 | Input scale ratio=4:1 input 3.6~4.2V | | 20 | | mV |
| 精度 转换时间 | | | 50 | | us |

注意:

  1. 在 VBAT 没有供电的情况下,ADC 接口不要接任何输入电压。
  2. ADC 的极限输入电压是 5V;
  3. 软件默认设置的量程是 0-VBAT,如果输入电压超过 VBAT,会导致ADC 获取的值误差很大;
  4. 可以通过软件设置不同的量程来调整ADC 的精度;

3.19 AT 固件功能管脚

3.19.1 WAKEUP_OUT

|------------|----|----|--------------|------------------------|
| 管脚名 | 类型 | 序号 | 电压域 | 作用 |
| WAKEUP_OUT | DO | 39 | V_GLOBAL_1V8 | AT固件功能管脚,唤醒输出管脚,用于唤醒AP |

表格 15:WAKEUP_OUT 信号动作

|------|------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|
| 状态 | WAKEUP_OUT 应答 |
| 待机 | 高电平 |
| 语音呼叫 | 变为低电平,之后: 1. 通话建立时变为高电平 2. 使用AT命令 ATH挂断语音,WAKEUP_OUT变为高电平 3. 呼叫方挂断,WAKEUP_OUT首先变为高电平,然后拉为低电平持续 120ms,收到自动回复 URC 信息 "NO CARRIER",之后再变为高电平 1. 收到短信时变为高电平 |
| 数据传输 | 变为低电平,之后: 1. 数据连接建立时变为高电平 2. 使用AT命令 ATH挂断数据连接,WAKEUP_OUT变为高电平 3. 呼叫方挂断,WAKEUP_OUT首先变为高电平,然后拉为低电平持续 120ms,收到自动回复 URC 信息 "NO CARRIER",之后再变为高电平 1. 收到短信时变为高电平 |
| 短信 | 当收到新的短信,WAKEUP_OUT变为低电平,持续 120ms,再变为高电平 |
| URC | 某些 URC信息可以触发WAKEUP_OUT拉低 120ms |

如果模块用作主叫方,WAKEUP_OUT 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,

WAKEUP_OUT 的时序如下所示:

3.19.2 AP_WAKEUP_MODULE

|-------------------|----|----|--------------|--------------------------------------|
| 管脚名 | 类型 | 序号 | 电压域 | 作用 |
| AP_WAKEUP_ MODULE | DI | 40 | V_GLOBAL_1V8 | AT固件功能管脚,拉高允许模块进入休眠模式;在休眠模式下,拉低可唤醒模块 |

模块支持两种睡眠模式:

睡眠模式 1:发送 AT+CSCLK=1,通过 AP_WAKEUP_MODULE 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

3.19.3 状态指示灯

Air724UG 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:

表格 16:网络指示管脚定义

|-------------------|----|----|--------------|------------------------------------------------------|
| 管脚名 | 类型 | 序号 | 电压域 | 作用 |
| MODULE_STATUS | DO | 49 | V_GLOBAL_1V8 | 模块运行状态指示,AT 固件版本在开机 400ms 后输出高电平;Luat 固件版本在开机后保持低电平; |
| NET_MODE | DO | 57 | VCC_LCD | 指示模块的4G网络状态 |
| NET_STATUS | DO | 58 | VCC_LCD | 指示模块的网络运行状态 |

表格 17:指示网络管脚的工作状态

|------------|---------------------|---------------------------------------------------------|
| 状态 | 管脚工作状态 | 网络状态 |
| NET_MODE | 高 | 注册到 LTE 网络 |
| NET_MODE | 低 | 其他 |
| NET_STATUS | 亮 0.2 秒,灭 1.8 秒 | 搜网状态 |
| NET_STATUS | 亮 1.8 秒,灭 0.2 秒 | 待机 |
| NET_STATUS | 亮 0.125 秒,灭 0.125 秒 | 数据传输状态 注意:该状态提示仅限于PPP 拨号成功或者AT 指令主动激活PDP 成功, RNDIS 联网成功 |

指示灯参考电路如下图所示:

图表 19:指示灯参考电路

3.20 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。

具体的功耗数据请查询 [++++5.4++++ ++++功耗++++](#5.4 功耗)章节。

3.20.1 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=<fun>"命令来设置。<fun> 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。

3.20.2 睡眠模式(慢时钟模式)

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:

3.20.2.1 串口应用

串口应用下支持两种睡眠模式:

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

3.20.2.1.1 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 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

3.20.2.1.2 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

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

WAKEUP_OUT 信号

3.20.2.2 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

WAKEUP_OUT 信号

3.21 模式切换汇总

表格 18: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 管脚,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 | / |

以上先分享到这里,接下来会分享第三部分。

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