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。
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 復位
RESET_N引腳可用于使模塊復位。拉低RESET_N引腳100ms以上可使模塊復位。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 :
串口三線制連接方式示意圖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:
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:
?
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)。。。。。。
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