sim800_硬件設(shè)計(jì)手冊(cè)_v1 05_W

1、SIM800_硬件設(shè)計(jì)手冊(cè)_V1.05 Smart Machine Smart Decision文檔名稱： SIM800 硬件設(shè)計(jì)手冊(cè) 版本： 1.05日期： 2015-02-27狀態(tài)： 發(fā)布 文檔控制號(hào)： SIM800_硬件設(shè)計(jì)手冊(cè)_V1.05前言 感謝使用 SIMCom 提供的 SIM800 系列模塊。本產(chǎn)品具有標(biāo)準(zhǔn) AT 命令接口，可以提供 GSM 語(yǔ)音、短消息等業(yè)務(wù)。使用前請(qǐng)仔細(xì)閱讀用戶手冊(cè)，您將領(lǐng)略其完善的功能和簡(jiǎn)潔的操作方法。 此模塊主要用于語(yǔ)音或者數(shù)據(jù)通訊，本公司不承擔(dān)由于用戶不正常操作造成的財(cái)產(chǎn)損失或者人身傷害責(zé)任。請(qǐng)用戶按照手冊(cè)中的技術(shù)規(guī)格和參考設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)相應(yīng)的產(chǎn)品。同時(shí)注意使

2、用移動(dòng)產(chǎn)品特別是 GSM 產(chǎn)品應(yīng)該關(guān)注的一般安全事項(xiàng)。 在未聲明之前，本公司有權(quán)根據(jù)技術(shù)發(fā)展的需要對(duì)本手冊(cè)內(nèi)容進(jìn)行修改。 版權(quán)聲明 本手冊(cè)版權(quán)屬于SIMCom，任何人未經(jīng)我公司書(shū)面同意復(fù)制、引用或者修改本手冊(cè)都將承擔(dān)法律責(zé)任 Copyright Shanghai SIMCom Wireless Solutions Ltd. 2015。 SIM800_硬件設(shè)計(jì)手冊(cè)_V1.0532015-02-27 目錄 1.緒論102. 模塊綜述102.1. 模塊主要特性102.2. 工作模式122.3. 模塊功能框圖133. 模塊封裝143.1. 引腳分布圖143.2. 模塊引腳描述153.3. 機(jī)械尺寸18

3、4. 接口應(yīng)用204.1.供電204.1.1. 電源引腳214.1.2. 電源監(jiān)測(cè)224.2. 開(kāi)機(jī)關(guān)機(jī)224.2.1. 模塊開(kāi)機(jī)224.2.2. 模塊關(guān)機(jī)234.2.3. 模塊復(fù)位254.3. 省電模式264.3.1. 最小功能模式264.3.2. 休眠模式274.3.3. 從休眠模式喚醒模塊274.4. RTC 電源274.5. 串口、USB 接口284.5.1 串口功能294.5.2 串口連接方式294.5.3 USB 接口314.5.4 軟件升級(jí)324.5.5 串口復(fù)用功能334.6. RI 電平狀態(tài)334.7. 音頻接口354.7.1. 受話器接口電路354.7.2. 麥克風(fēng)接口電路

4、364.7.3. 音頻相關(guān)電氣參數(shù)364.7.4. 音頻 TDD364.8. 藍(lán)牙功能374.9.接口374.9.1.接口374.9.2.設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)384.9.3.座的選擇384.10. PCM 接口414.10.1. PCM 的復(fù)用功能414.10.2. PCM 接口電路424.10.3. DISP 接口電路42 Smart Machine Smart Decision4.10.4. SD 卡接口電路424.11. 鍵盤(pán)接口434.12.I2C 總線454.13. 通用輸入輸出接口(GPIO)454.14. 模數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC）464.15. PWM 接口464.16. 網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)指示燈47

5、4.17. 狀態(tài)指示燈484.18. KPLED 接口484.19. 射頻發(fā)射同步信號(hào)494.20. 天線接口494.20.1. GSM 天線接口494.20.2. 藍(lán)牙天線接口505. PCB 布局525.1 模塊 PIN 分布525.2 PCB 布局原則525.2.1天線525.2.2.電源525.2.3. 525.2.4音頻525.2.5.其他526. 電氣，可靠性和射頻特性536.1 絕對(duì)最大值536.2 工作溫度536.3 數(shù)字接口特性536.4 接口特性546.5 SIM_VDD 特性546.6 VDD_EXT 特性546.7 VRTC 特性546.8耗流(VBAT=4.0V)55

6、6.9 靜電防護(hù)566.10 射頻特性566.11 模塊傳導(dǎo)接收靈敏度576.12 模塊工作頻段577.生產(chǎn)587.1. 模塊的頂視圖和底視圖587.2. 推薦焊接爐溫曲線圖587.3. 濕敏特性 (MSL)597.4. 烘烤需求598.附錄60I. 相關(guān)文檔60II. 復(fù)用功能表61III. 術(shù)語(yǔ)和解釋62IV. 安全警告64 SIM800_硬件設(shè)計(jì)手冊(cè)_V1.0542015-02-27 Smart Machine Smart Decision表格索引 表 1：模塊主要特性10表 2：編碼格式和最大網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)速度率12表 3：工作模式12表 4：引腳描述15表 5：推薦的齊納二極管型號(hào)20表

7、6：RESET 硬件參數(shù)26表 7：AT+CFUN 不同設(shè)置下的耗流(BS-PA-MFRMS=5).26表 8：串口引腳定義28表 9：串口邏輯電平29表 10：VBUS 供電范圍32表 11：串口復(fù)用功能33表 12：RI 信號(hào)線電平狀態(tài)33表 13：音頻接口定義35表 14：音頻輸入?yún)?shù)36表 15：音頻輸出參數(shù)36表 16：接口引腳定義37表 17：引腳描述(AMPHENOL座)39表 18：引腳描述(AMPHENOL座)40表 19：PCM 接口引腳定義41表 20：PCM 參數(shù)表41表 21：PCM 復(fù)用功能：41表 22：鍵盤(pán)接口引腳信號(hào)定義44表 23：鍵盤(pán)接口引腳功能復(fù)用45表

8、 24：I2C 總線接口引腳定義45表 25：I2C 復(fù)用功能45表 26：GPIO 接口引腳定義45表 27：ADC 接口引腳定義46表 28：ADC 參數(shù)46表 29：PWM 引腳定義46表 30：BUZZER 輸出特性47表 31：PWM 復(fù)用功能47表 32：NETLIGHT 引腳定義47表 33：NETLIGHT 工作狀態(tài)47表 34：STATUS 引腳定義48表 35：KPLED 引腳定義48表 36：KPLED 引腳參數(shù)48表 37：RF_SYNC 引腳定義49表 38：絕對(duì)最大值53表 39：模塊工作溫度53表 40：數(shù)字接口特性53表 41：接口特性54表 42：SIM_VD

9、D 特性54表 43：VDD_EXT 特性54表 44：VRTC 特性54表 45：耗流55表 46：ESD 性能參數(shù)（溫度：25，濕度：45%）56SIM800_硬件設(shè)計(jì)手冊(cè)_V1.05172015-02-27 表 47：GSM850、EGSM900 傳導(dǎo)輸出功率56表 48：DCS1800、PCS1900 傳導(dǎo)輸出功率57表 49：傳導(dǎo)接收靈敏度57表 50：模塊工作頻段57表 51: 濕度靈敏度等級(jí)區(qū)分59表 52: 烘烤需求59表 53：相關(guān)文檔60表 54：復(fù)用功能列表61表 55：術(shù)語(yǔ)和解釋62表 56：安全警告64圖片索引 圖 1：模塊功能框圖13圖 2：模塊引腳圖(頂視圖)14

10、圖 3：三維尺寸（單位：毫米）18圖 4：推薦 PCB 封裝尺寸（單位：毫米）19圖 5：VBAT 輸入?yún)⒖茧娐?0圖 6：LDO 供電參考電路20圖 7：DC-DC 電源參考電路21圖 8：突發(fā)時(shí) VBAT 的跌落21圖 9：VBAT 跌落的最低電壓21圖 10：使用 PWRKEY 驅(qū)動(dòng)電路開(kāi)機(jī)22圖 11：使用 PWKEY 按鍵開(kāi)機(jī)22圖 12：使用 PWRKEY 開(kāi)機(jī)時(shí)序圖23圖 13：使用 PWRKEY 關(guān)機(jī)時(shí)序圖24圖 14：復(fù)位電路25圖 15：復(fù)位時(shí)序圖26圖 16：外部電容給 RTC 供電27圖 17：不可充電電池給 RTC 供電28圖 18：可充電電池給 RTC 供電28圖

11、19：串口連接圖30圖 20：電阻分壓電路30圖 21：二極管隔離電路30圖 22：TX 連接圖31圖 23：RX 連接圖31圖 24：USB 連接圖32圖 25：軟件升級(jí)接口33圖 26：模塊作為被叫當(dāng)接收到語(yǔ)音呼叫時(shí) RI 上的電平變化34圖 27：模塊作為被叫當(dāng)接收到數(shù)據(jù)呼叫（CSD）時(shí) RI 上的電平變化34圖 28：模塊接收到短信息（SMS）或者串口主動(dòng)上報(bào)（URC）RI 上的電平變化34圖 29：模塊作為主叫時(shí) RI 上的電平變化34圖 30：受話器接口電路35圖 31：麥克風(fēng)接口電路36圖 32：8 引腳座的接口推薦電路37圖 33：6 引腳座的接口推薦電路38圖 34：MOLE

12、X 91228座39圖 35：AMPHENOL C707 10M006 5122座尺寸圖40圖 36：PCM 連接圖42圖 37：LCD 連接圖42圖 38：SD 卡連接圖42圖 39：鍵盤(pán)接口參考電路 143圖 40：鍵盤(pán)接口參考電路 243圖 41：鍵盤(pán)接口參考電路 344圖 42：鍵盤(pán)接口說(shuō)明44圖 43：PWM 參考電路46圖 44：NETLIGHT 參考設(shè)計(jì)電路47圖 45：KPLED 驅(qū)動(dòng)電路連接示意圖48圖 46：發(fā)射同步信號(hào)時(shí)序圖49圖 47：GSM 天線接口連接電路50圖 48：GSM 天線接口簡(jiǎn)化連接電路50圖 49：藍(lán)牙天線接口連接電路51圖 50：模塊頂視圖和底視圖58

13、圖 51：模塊推薦焊接爐溫曲線圖58版本歷史 日期 2013-07-01版本 1.00變更描述 初版 作者 馬洪剛、滕麗麗 2013-07-251.01更新 5.2.2 章節(jié)；增加濕敏特性描述，詳見(jiàn) 7.3 節(jié) 修改 I2C 注意事項(xiàng)； 更新 RESET 參數(shù)； 更新開(kāi)機(jī)關(guān)機(jī)時(shí)序圖； 增加模塊烘烤需求，見(jiàn) 7.4 節(jié)； 更新圖 3 結(jié)構(gòu)尺寸； 更新圖 23； 更新 7.3 節(jié)保質(zhì)期為 6 個(gè)月； 更新表 32，修正 NETLIGHT 為 PIN 52;馬洪剛 2013-08-051.02 馬洪剛 2013-08-211.03 馬洪剛 2014-02-211.04馬洪剛 2015-02-271.

14、05更新表 45，修正關(guān)機(jī)模式耗流;吳成兵 1. 緒論本文檔描述了模塊的硬件應(yīng)用接口，包括相關(guān)應(yīng)用場(chǎng)合的電路連接以及射頻接口等。可以幫助用戶快速的了解模塊的接口定義、電氣性能和結(jié)構(gòu)尺寸的詳細(xì)信息。結(jié)合本文檔和其他的應(yīng)用文檔，用戶可以快速的使用模塊來(lái)設(shè)計(jì)移動(dòng)通訊應(yīng)用方案。 2. 模塊綜述SIM800模塊可支持4頻GSM/GPRS，工作的頻段為：GSM850、EGSM900、DCS1800和PCS1900 MHz。模塊的尺寸只有24*24*3 mm，幾乎可以滿足所有用戶應(yīng)用中的對(duì)空間尺寸的要求。 模塊和用戶的物理接口為68腳的焊盤(pán)，提供了模塊的所有硬件接口。 最多可支持50個(gè)按鍵 一路全功能串口，

15、可根據(jù)需要配置成兩個(gè)獨(dú)立的串口 一路USB接口，可模擬出一路串口，便于客戶調(diào)試、下載軟件 音頻接口，包含一路麥克風(fēng)輸入和一路受話器輸出 可編程的通用輸入輸出接口（GPIO） 一路接口 支持藍(lán)牙功能 PWM功能引腳 PCM接口/SPI接口/SD卡接口三選一（默認(rèn)PCM接口） SIM800 采用省電技術(shù)設(shè)計(jì)，在休眠模式下耗電流低至 1.0 毫安。 2.1. 模塊主要特性 表 1：模塊主要特性 特性 說(shuō)明 供電 電壓范圍：3.4V 4.4V省電 SLEEP模式下的耗流為1.0毫安 ( BS-PA-MFRMS=9 )頻段 四頻：GSM850、EGSM900、DCS1800、PCS1900，可以自動(dòng)地搜

16、尋四個(gè)頻段。也可以通過(guò)AT命令來(lái)設(shè)置頻段。 符合GSM Phase 2/2+GSM 類型 小型移動(dòng)臺(tái) 發(fā)射功率 Class 4 (2W)：GSM850、EGSM900Class 1 (1W)：DCS1800、PCS1900GPRS 連接特性 GPRS 時(shí)隙缺省為等級(jí)12GPRS 時(shí)隙 class112 可選 GPRS 移動(dòng)臺(tái)等級(jí)B溫度范圍 工作溫度：-40 +85 存儲(chǔ)溫度：-45 +90 GPRS數(shù)據(jù)特性 GPRS 數(shù)據(jù)下行傳輸：最大 85.6 kbpsGPRS 數(shù)據(jù)上行傳輸：最大 85.6 kbps 編碼格式：CS-1，CS-2，CS-3 和 CS-4 支持通常用于PPP連接的PAP（ 驗(yàn)

17、證協(xié)議）協(xié)議 內(nèi)嵌TCP/IP 協(xié)議 支持分組廣播控制信道(PBCCH) CSD 傳輸速率：2.4，4.8，9.6，14.4 kbps 支持非結(jié)構(gòu)化補(bǔ)充數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)(USSD)電路交換（CSD）CSD 傳輸速率：2.4，4.8，9.6，14.4 kbps 支持非結(jié)構(gòu)化補(bǔ)充數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)(USSD)非結(jié)構(gòu)化補(bǔ)充數(shù)據(jù) 支持非結(jié)構(gòu)化補(bǔ)充數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)(USSD)業(yè)務(wù)(USSD)短消息（SMS） 接口天線接口 音頻特性 串口和USB口 管理 MT，MO，CB，Text 和 PDU 模式 短消息（SMS）存儲(chǔ)設(shè)備：內(nèi)置 支持的：1.8V，3V天線焊盤(pán) 語(yǔ)音編碼模式： 半速率 (ETS 06.20) 全速率 (ETS 0

18、6.10) 增強(qiáng)型全速率 (ETS 06.50 / 06.60 / 06.80) 自適應(yīng)多速率 (AMR) 回音消除 噪聲抑制 串口： 支持標(biāo)準(zhǔn)的全功能串口 傳輸速率支持從1200bps到115200bps 可以通過(guò)串口發(fā)送AT命令和數(shù)據(jù) 支持RTS/CTS硬件流控，并且可以通過(guò)軟件打開(kāi)或者關(guān)閉流控功能 支持符合GSM 07.10協(xié)議的串口復(fù)用功能 支持從1200bps到115200bps 的自動(dòng)波特率檢測(cè)功能 軟件升級(jí) USB接口： 用于軟件升級(jí)和調(diào)試 支持類型：SM, FD, LD, RC, ON, MC.SIM應(yīng)用工具包 支持 SAT class 3, GSM 11.14 Release

19、 99支持 通過(guò)AT命令設(shè)置 尺寸：24*24*3mm 重量：3.2g實(shí)時(shí)時(shí)鐘（RTC） 定時(shí)功能 物理尺寸 軟件升級(jí) 通過(guò)串口或USB口升級(jí)軟件 表 2：編碼格式和最大網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)速度率 編碼格式 1個(gè)時(shí)隙 2個(gè)時(shí)隙 4個(gè)時(shí)隙 CS-19.05kbps18.1kbps36.2kbpsCS-213.4kbps26.8kbps53.6kbpsCS-315.6kbps31.2kbps62.4kbpsCS-421.4kbps42.8kbps85.6kbps2.2. 工作模式 下表簡(jiǎn)要介紹了后續(xù)章節(jié)將要提到的多種工作模式。表 3：工作模式 模式 功能 正常工作 GSM/GPRS休眠 在這種狀態(tài)下，模塊的電

20、流消耗會(huì)降到最低，模塊仍能接收尋呼信息和SMS。 GSM 空閑 軟件正常運(yùn)行，模塊已經(jīng)注冊(cè)到GSM 網(wǎng)絡(luò)上, 并可以隨時(shí)發(fā)送和接收 數(shù)據(jù)。 GSM 通話 兩個(gè)用戶處于連接中，在這種情況下模塊的功耗和網(wǎng)絡(luò)及模塊的配置有關(guān)。 GPRS 待機(jī) 模塊隨時(shí)準(zhǔn)備著GPRS 數(shù)據(jù)傳輸, 但是當(dāng)前沒(méi)有發(fā)送或接收數(shù)據(jù)。這種情況下，功耗取決于網(wǎng)絡(luò)狀況和GPRS 配置。 GPRS 數(shù)據(jù)傳輸 GPRS數(shù)據(jù)正在傳輸中(PPP 或者 TCP 或者 UDP)。在這種情況下，功 耗取決于網(wǎng)絡(luò)狀況(例如：功率控制等級(jí))，上下行數(shù)據(jù)鏈路的數(shù)據(jù)速率， 以及GPRS 配置 (例如：使用多時(shí)隙配置)。 關(guān)機(jī)模式 通過(guò) “AT+CPOW

21、D=1”命令或使用PWRKEY引腳關(guān)機(jī)。此時(shí)，模塊內(nèi)部的各部分電源 會(huì)被關(guān)閉，僅保留RTC供電。 軟件也停止運(yùn)行。串口不可用。VBAT上的電源要繼續(xù)存在。 最小功能模式 在不斷電的情況下，可以使用 “AT+CFUN” 命令把模塊配置成最小功能模式。在這種情況下，模塊的RF部分或者部分不工作，或者RF部分和部分都不工作，但串口仍可以使用，此時(shí)功耗非常低。 2.3. 模塊功能框圖 下圖列出了模塊的主要功能部分： GSM基帶 GSM射頻 天線接口 數(shù)字接口圖 1：模塊功能框圖模擬接口 BTRFPCM/SPI/SDKEYUSBADCSIMUART音頻 GPIOsRTC 射頻單元 電源管理 電源輸入 其

22、他接口 模擬基帶 數(shù)字基帶 3. 模塊封裝3.1. 引腳分布圖 圖 2：模塊引腳圖(頂視圖)3.2. 模塊引腳描述 引腳序號(hào) 表 4：引腳描述 引腳名稱 I/O 描述 音頻接口 PWRKEY開(kāi)機(jī) 關(guān)機(jī) 電源 GND 推薦使用 61,62,63,64,65 腳 接地 如果不用，保持懸空。2.8V 電源輸出 VRTC 引腳上接電池或者電容。 15O2、17、18、 29、39、45、 46、54、58、 59、61、62、 63、64、65 I/O 26 55、56、57IVDD_EXT GND VRTC VBAT供電鍵盤(pán)接口 模塊提供 3 個(gè) VBAT 電源 pin 腳。SIM800 采用單電源

23、供電，電壓范圍，VBAT 從 3.4V 到4.4V。電源要能夠提供足夠的峰值電流以保證在突發(fā)模式時(shí)高達(dá) 2A 的峰值耗流。 當(dāng)系統(tǒng)電源 VBAT 沒(méi)電時(shí)給實(shí)時(shí)時(shí)鐘提供電流輸入。當(dāng) VBAT 有電而且后備電池電壓過(guò)低時(shí)可以給后備電池進(jìn)行充電。 備注 外部加齊納二極管作浪涌保護(hù) 通過(guò)拉低 PWRKEY 并保持至少 1.2 秒然后釋 模塊內(nèi)部已經(jīng)上拉至 VBAT 1 I放，可以開(kāi)啟模塊。同樣用戶可以通過(guò)拉低PWERKEY 保持至少一秒然后釋放，就可以 關(guān)閉模塊。 I音頻一路輸入正端和負(fù)端 如果不用，保持懸空 O音頻一路輸出正端和負(fù)端 MICP19MICN20SPKP21SPKN22PCM 接口 PC

24、MOUT6O I OI PCM 音頻接口如果不用，保持懸空 PCMIN12PCMSYNC14PCMCLK68 COL447I默認(rèn)鍵盤(pán)功能。最多支持 5*5*2=50 個(gè)按鍵 如果不用，保持懸空（ COL0 pin 不可外接下拉），如果客戶不需要鍵盤(pán)，則可以配置成 GPIO 使用 COL348ICOL249ICOL150ICOL051IROW440OROW341OROW242O Smart Machine Smart Decision SDASCL3738I/OO請(qǐng)外部連接上拉 接口 SIM_VDD SIM_DATA SIM_CLK SIM_RST SIM_PRESENCE30313233OI/

25、O O O34I外部 在位檢測(cè)腳 保留功能 I2C脈寬調(diào)制 模數(shù)轉(zhuǎn)換（ADC） 調(diào)試接口 射頻同步信號(hào) 天線接口 串口 GPIO 口 ROW143OROW044OGPIO1711I/O通用輸入輸出口 GPIO1913I/O通用輸入輸出口 NETLIGHT52O網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)指示燈 不可復(fù)用作其他功能 STATUS66O運(yùn)行狀態(tài)指示燈 UART_DTR3I數(shù)據(jù)終端準(zhǔn)備 UART_RI4O振鈴指示 UART_DCD CTSRTSTXD RXD578910O O I OI數(shù)據(jù)載波檢測(cè) 請(qǐng)求發(fā)送 不用的引腳，保持懸空 清除發(fā)送 數(shù)據(jù)發(fā)送 數(shù)據(jù)接收 VBUS24I 用于調(diào)試,下載 如果不用，保持懸空 USB_

26、DP27I/OUSB_DM28I/OADC25I10bit 通用模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器 如果不用，保持懸空 PWM1/GPIO2235O脈寬調(diào)制輸出，也可以復(fù)用作 GPIO22如果不用，保持懸空;同時(shí)只能一路復(fù)用作PWM2/GPIO2336O脈寬調(diào)制輸出，也可以復(fù)用作 GPIO23PWM ，另 一路作GPIOANT_RF60I/O連接 GSM 天線 BT_ANT53I/O連接藍(lán)牙天線 RF_SYNC67O射頻發(fā)射同步信號(hào) 請(qǐng)勿外部上拉 其他功能腳 SIM800_硬件設(shè)計(jì)手冊(cè)_V1.05172015-02-27 RESET16I拉低復(fù)位模塊 KPLED23I可驅(qū)動(dòng)按鍵背光燈 Smart Machine

27、Smart DecisionSIM800_硬件設(shè)計(jì)手冊(cè)_V1.05572015-02-27 3.3. 機(jī)械尺寸 圖 3：三維尺寸（單位：毫米） 圖 4：推薦 PCB 封裝尺寸（單位：毫米） 4. 接口應(yīng)用4.1. 供電 模塊VBAT的電壓輸入范圍是3.4V到4.4V，推薦電壓為4.0V。模塊以最大功率發(fā)射時(shí)，電流峰值瞬間最高可達(dá)到2A，從而導(dǎo)致在VBAT上有較大的電壓跌落。 建議靠近VBAT使用一個(gè)大電容穩(wěn)壓，推薦使用100F 鉭電容（CA低 ESR)和一個(gè)1F10F 的陶瓷電容（CB）并聯(lián)。增加并聯(lián)的33PF和10PF電容可以有效去除高頻干擾。同時(shí)為防止浪涌對(duì)芯片的損壞，建議在模塊VBAT引

28、腳使用一個(gè)5.1V/500mW的齊納二極管。 PCB布局時(shí)，電容和二極管應(yīng)盡可能靠近模塊的VBAT引腳。 VBAT10pF 33pF CB CA5.1V500mW圖 5：VBAT 輸入?yún)⒖茧娐?表 5：推薦的齊納二極管型號(hào) 廠家 料號(hào) 功率 封裝 1On semiMMSZ5231BT1G500mWSOD1232長(zhǎng)電科技 MMSZ5231B500mWSOD1233PrisemiPZ3D4V2H500mWSOD3234PrisemiPZ5D4V2H500mWSOD5235VishayMMSZ4689-V500mWSOD1236CrownpoCDZ55C5V1SM500mW0805注意：電路中的TV

29、S要有良好的GND連接，位置要盡可能靠近接口，關(guān)斷電壓VRWM不能太高，一般是本 身電壓基礎(chǔ)上增加1/3，如3V的信號(hào)線在選在TVS時(shí)，關(guān)斷電壓可以選擇4V左右的。 DC輸入電壓為+5V，使用LDO供電的推薦電路如下圖所示： 圖 6：LDO 供電參考電路如果輸入（DC）和輸出（VBAT）的壓差很大，建議采用開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器。尤其是在當(dāng)模塊突發(fā)時(shí)電流達(dá)到2A的情況下，開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器效率優(yōu)勢(shì)明顯。下圖是DC-DC供電參考設(shè)計(jì)電路。 圖 7：DC-DC 電源參考電路 客戶可以直接用3.7V的鋰離子電池給模塊供電，也可以使用鎳鎘或者鎳錳電池給模塊供電，但請(qǐng)注意鎳鎘或者鎳錳電池最大電壓不能超過(guò)模塊的最大允許電壓，

30、否則會(huì)損壞模塊。當(dāng)使用電池時(shí)，VBAT引腳和電池之間的阻抗應(yīng)當(dāng)小于150m。 下圖是在VBAT等于4V、最大發(fā)射功率時(shí)，VBAT的跌落情況。 測(cè)試條件：VBAT的最大輸出電流等于2A， 100F 的鉭電容，ESR等于0.7歐姆。 圖 8：突發(fā)時(shí) VBAT 的跌落 4.1.1. 電源引腳 三個(gè)VBAT引腳用于電源輸入，61,62,63,64,65腳的GND可用來(lái)連接電源的地，VRTC引腳用于模塊內(nèi)部RTC電源輸入，VDD_EXT輸出2.8V電源供客戶使用。 在用戶的設(shè)計(jì)中，請(qǐng)?zhí)貏e注意電源部分的設(shè)計(jì)，確保即使在模塊耗電流達(dá)到2A時(shí)，VBAT的跌落也不要低于3.0V。如果電壓跌落低于3.0V, 模塊

31、可能會(huì)關(guān)機(jī)。從VBAT引腳到電源的PCB布線要足夠?qū)捯越档驮趥鬏斖话l(fā)模式下的電壓跌落。 圖 9：VBAT 跌落的最低電壓4.1.2. 電源監(jiān)測(cè) 使用“AT+CBC”命令來(lái)監(jiān)測(cè)電源電壓。 在正常操作模式下，電壓值以一定的間隔連續(xù)測(cè)量。AT+CBC 命令所得到的值是該命令執(zhí)行前的一段測(cè)試時(shí)間內(nèi)所測(cè)的電壓平均值。 關(guān)于AT+CBC的詳細(xì)信息請(qǐng)參考文檔 1 。 4.2. 開(kāi)機(jī)關(guān)機(jī) 當(dāng)超過(guò)模塊的溫度和電壓限制時(shí)不要開(kāi)啟模塊。模塊一旦檢測(cè)到這些不適合的條件就會(huì)立即關(guān)機(jī)。在 的情況下這樣的操作會(huì)導(dǎo)致模塊永久性的損壞。 4.2.1. 模塊開(kāi)機(jī) VBAT100KPWRKEY開(kāi)機(jī)電路4.7K1K脈沖47K模塊圖

32、10：使用 PWRKEY 驅(qū)動(dòng)電路開(kāi)機(jī)用戶通過(guò)拉低 PWRKEY 引腳至少 1.2 秒然后釋放，使模塊開(kāi)機(jī)。此引腳已在模塊內(nèi)部上拉到 VBAT。推薦電路如下圖： VBAT100KPWRKEY開(kāi)機(jī)電路 1K 模塊 圖 11：使用 PWKEY 按鍵開(kāi)機(jī) 下圖是開(kāi)機(jī)時(shí)序說(shuō)明： VBATPWRKEY(輸入) 1S低電平1.7V 1.2SVDDEXTSTATUS主串口未定義有效 圖 12：使用 PWRKEY 開(kāi)機(jī)時(shí)序圖 當(dāng)開(kāi)機(jī)進(jìn)程完成，主機(jī)將會(huì)在模塊串口監(jiān)測(cè)到以下字符： RDY當(dāng)模塊運(yùn)行在自適應(yīng)波特率的時(shí)候，URC 不上報(bào)字符。 注意：使用 AT 命令“AT+IPR=x”可以設(shè)置固定波特率，設(shè)置固定波特

33、率保存后，再開(kāi)機(jī)的時(shí)候 URC 就會(huì)上報(bào)“RDY”字符。關(guān)于 AT 命令“AT+IPR”的詳細(xì)信息請(qǐng)參考文檔1。 4.2.2. 模塊關(guān)機(jī) 下面是模塊的幾種關(guān)機(jī)方法： 使用 PWRKEY 引腳關(guān)機(jī) 使用 AT 命令關(guān)機(jī) 非正常關(guān)機(jī)：高電壓或者低電壓自動(dòng)關(guān)機(jī) 非正常關(guān)機(jī)：高溫或者低溫自動(dòng)關(guān)機(jī) 4.2.2.1. 模塊使用 PWRKEY 關(guān)機(jī) 用戶可以通過(guò)把PWRKEY 信號(hào)拉低1.5秒用來(lái)關(guān)機(jī),拉低時(shí)間超過(guò)33秒模塊會(huì)重新開(kāi)機(jī)。關(guān)機(jī)電路可以參考開(kāi)機(jī)電路的設(shè)計(jì)。關(guān)機(jī)時(shí)序圖如下圖所示： 圖 13：使用 PWRKEY 關(guān)機(jī)時(shí)序圖 注意：通過(guò)拉低PWRKEY關(guān)機(jī)時(shí)，拉低時(shí)間超過(guò)33秒模塊會(huì)重新開(kāi)機(jī)!關(guān)機(jī)過(guò)程

34、中，模塊首先從網(wǎng)絡(luò)上注銷，讓內(nèi)部軟件進(jìn)入安全狀態(tài)并且保存相關(guān)數(shù)據(jù)，最后關(guān)閉內(nèi)部電源。在最后斷電前模塊的串口將發(fā)送以下字符： NORMAL POWER DOWN這之后模塊將不會(huì)執(zhí)行AT命令。模塊進(jìn)入關(guān)機(jī)模式，僅RTC處于激活狀態(tài)。關(guān)機(jī)模式可以通過(guò) VDD_EXT引腳來(lái)檢測(cè)，在關(guān)機(jī)模式下此引腳輸出為低電平。 4.2.2.2. 使用 AT 命令關(guān)機(jī) 用戶可以使用AT命令“AT+CPOWD=1”關(guān)閉模塊。該命令使模塊從網(wǎng)絡(luò)上注銷，讓軟件進(jìn)入安全狀態(tài)， 保存有用數(shù)據(jù)，關(guān)閉內(nèi)部電源。在關(guān)機(jī)前，模塊串口將自動(dòng)發(fā)送下列字符串： NORMAL POWER DOWN模塊關(guān)機(jī)后進(jìn)入關(guān)機(jī)模式，此時(shí)將不再響應(yīng)AT命令，

35、僅RTC處于激活狀態(tài)。關(guān)機(jī)模式可以通過(guò) VDD_EXT引腳來(lái)檢測(cè)，在關(guān)機(jī)模式下此引腳輸出為低電平。 關(guān)于AT命令“AT+CPOWD”的詳細(xì)信息請(qǐng)參考文檔1。 4.2.2.3. 高電壓或者低電壓自動(dòng)關(guān)機(jī) 模塊會(huì)持續(xù)的監(jiān)測(cè) VBAT 上的電壓： 如果VBAT上的電壓 3.5V，模塊主串口會(huì)自動(dòng)發(fā)送以下字符串： UNDER-VOLTAGE WARNNING如果VBAT上的電壓 4.3V, 模塊主串口會(huì)自動(dòng)發(fā)送以下字符串： OVER-VOLTAGE WARNNING如果 VBAT 上的電壓 4.4V，模塊主串口會(huì)自動(dòng)發(fā)送以下字符串，并且模塊將會(huì)立即自動(dòng)關(guān)機(jī)： OVER-VOLTAGE POWER DO

36、WN此后將不再響應(yīng)AT命令。模塊進(jìn)入關(guān)機(jī)模式，僅RTC處于激活狀態(tài)。關(guān)機(jī)模式可以通過(guò)VDD_EXT引腳來(lái)檢測(cè)，在關(guān)機(jī)模式下此引腳輸出為低電平。 4.2.2.4. 高溫或者低溫自動(dòng)關(guān)機(jī) 模塊會(huì)持續(xù)的監(jiān)測(cè)環(huán)境溫度： 如果環(huán)境溫度 +80，模塊串口會(huì)自動(dòng)發(fā)送以下字符串： +CMTE：1如果環(huán)境溫度 -30，模塊串口會(huì)自動(dòng)發(fā)送以下字符串： +CMTE：-1如果環(huán)境溫度 +85，模塊串口會(huì)自動(dòng)發(fā)送以下字符串，然后模塊將會(huì)立即自動(dòng)關(guān)機(jī)： +CMTE：2如果環(huán)境溫度 105mS低電平0.6V t400uS 800mSSTATUS2.7S 4.3. 省電模式 圖 15：復(fù)位時(shí)序圖 省電模式包含兩種：休眠模式和

37、最小功能模式。用戶可以通過(guò)命令“AT+CSCLK=1”使模塊進(jìn)入休眠模式,在休眠模式下，模塊的耗流值非常小。也可以通過(guò)命令“AT+CFUN=”設(shè)置模塊使之進(jìn)入最小功能模式。當(dāng)模塊被設(shè)置為最小功能模式并且進(jìn)入休眠模式后，模塊的耗流值最小。 4.3.1. 最小功能模式 最小功能模式就是將模塊功能減小到最少，所以也使模塊的電流消耗減小到最少?？梢酝ㄟ^(guò)命令 “AT+CFUN=”把模塊設(shè)置到該模式下，這條命令提供三種選擇，用于以設(shè)置不同功能。 AT+CFUN=0： 最小功能模式； AT+CFUN=1： 全功能模式(默認(rèn)）； AT+CFUN=4： 飛行模式。表 7：AT+CFUN 不同設(shè)置下的耗流(BS-

38、PA-MFRMS=5)耗流(uA) (休眠模式)0790.71113074833.25設(shè)置“AT+CFUN=0” 后，模塊進(jìn)入最小功能模式，關(guān)閉射頻功能和的功能。在這種情況下，串 口仍然可以繼續(xù)使用，但是與射頻和相關(guān)的功能以及部分AT 命令不能使用。 設(shè)置“AT+CFUN=4” 后，模塊進(jìn)入飛行模式，關(guān)閉射頻功能。 在這種情況下，模塊的串口仍然可以使用，但是與射頻相關(guān)的功能以及部分AT命令不可使用。 當(dāng)模塊進(jìn)入最小功能模式或者進(jìn)入飛行模式后，都可以通過(guò)命令“AT+CFUN=1”使之返回全功能模式。 有關(guān)“AT+CFUN”命令詳細(xì)信息, 請(qǐng)參考文檔 1。 4.3.2. 休眠模式 設(shè)置“AT+CS

39、CLK=1”后，如果模塊處于待機(jī)狀態(tài)并且DTR是高電平，沒(méi)有其他中斷產(chǎn)生（GPIO， 來(lái)電，來(lái)短信等），模塊將自動(dòng)進(jìn)入休眠模式。在這種模式下，模塊仍能接收來(lái)自網(wǎng)絡(luò)的呼叫和短消息。在休眠模式下，串口是不可用的。 注意：模塊默認(rèn)為自適應(yīng)波特率，當(dāng)模塊第一次開(kāi)機(jī)在沒(méi)有同步串口波特率的情況下，模塊無(wú)法進(jìn)入睡 眠。 4.3.3. 從休眠模式喚醒模塊 當(dāng)模塊處于休眠模式，可以通過(guò)以下的幾種方法喚醒模塊。 接收到外部中斷信號(hào)； 接收到語(yǔ)音或數(shù)據(jù)呼叫； 接收到短消息（SMS）； 拉低DTR引腳。 DTR引腳被拉到低電平大概50mS后，串口會(huì)變有效。 4.4. RTC 電源 當(dāng)VBAT斷開(kāi)后，用戶需要保存實(shí)時(shí)時(shí)

40、鐘，則VRTC引腳不能懸空，應(yīng)該外接大電容或者電池，當(dāng)外接大電容時(shí)，推薦值為100uF，能保持實(shí)時(shí)時(shí)鐘1分鐘。RTC電源使用外部大電容或電池（不可充電的或可充電的）給模塊內(nèi)部的RTC供電時(shí)參考設(shè)計(jì)電路如下： 外部電容供電模塊RRTC電路 VRTC大電容 圖 16：外部電容給 RTC 供電 不可充電電池供電VRTC模塊 RRTC電路 不可充電電池 可充電電池供電圖 17：不可充電電池給 RTC 供電 模塊RRTC電路 VRTC可充電電池 圖 18：可充電電池給 RTC 供電 這個(gè)VRTC電源典型值為2.8V，當(dāng)VBAT斷開(kāi)時(shí)耗流約3uA，VRTC的硬件參數(shù)請(qǐng)參考表44。 4.5. 串口、USB

41、接口 SIM800提供一個(gè)用于通訊的全功能串口。模塊是DCE (Data Communication Equipment)設(shè)備，根據(jù)傳統(tǒng)的DCE-DTE (Data Terminal Equipment) 連接方式，引腳定義如下表： 表 8：串口引腳定義 名稱 引腳 功能 UART_DTR3數(shù)據(jù)終端準(zhǔn)備 UART_RI4振鈴指示 UART_DCD5數(shù)據(jù)載波檢測(cè) 串口 CTS7請(qǐng)求發(fā)送 RTS8清除發(fā)送 TXD9數(shù)據(jù)發(fā)送 RXD10數(shù)據(jù)接收 USB接口 VBUS24USB電源輸入 USB_DP25USB數(shù)據(jù)正信號(hào) USB_DM26USB數(shù)據(jù)負(fù)信號(hào) 注意：默認(rèn)情況下，模塊的硬件流控是關(guān)閉的。當(dāng)客戶

42、需要硬件流控時(shí)，引腳RTS,CTS必須連接到客戶 端，AT命令“AT+IFC=2,2”可以用來(lái)打開(kāi)硬件流控。AT命令“T+IFC=0,0”可以用來(lái)關(guān)閉硬件流控。 具體參數(shù)請(qǐng)參考文檔1串口邏輯電平如下表描述。表 9：串口邏輯電平 參數(shù) 最小值 最大值 單位 VIL00.3VVIH2.52.8VVOL00.1VVOH2.72.8V4.5.1 串口功能串口 支持 Modem 設(shè)備 包含數(shù)據(jù)信號(hào)線 TXD 和 RXD，狀態(tài)信號(hào)線 RTS 和 CTS，控制信號(hào)線 DTR，DCD 和 RI。 串口可用于 CSD 傳真，GPRS 服務(wù)，發(fā)送 AT 命令控制模塊。同樣也可以用于串口復(fù)用功能。SIM800 只支

43、持基本的復(fù)用模式。 串口支持的通訊波特率如下：1200，2400，4800，9600，19200，38400，57600，115200bps。 自動(dòng)波特率模式支持的通訊速率如下：1200，2400，4800，9600，19200，38400，57600 和 115200bps，默認(rèn)為自動(dòng)波特率模式。 模塊在自動(dòng)波特率模式下可以自動(dòng)的檢測(cè)適應(yīng)主機(jī)應(yīng)用的波特率。模塊在出廠設(shè)置為自動(dòng)波特率檢測(cè)。這個(gè)功能可以使用戶靈活的操作模塊而不用考慮主機(jī)的波特率設(shè)置。為了能夠正常的使用自動(dòng)波特率功能，應(yīng)該特別注意以下的要求： DTE 和 DCE 的同步 當(dāng)模塊開(kāi)機(jī)后建議延遲 2 至 3 秒后再發(fā)送同步字符，用戶可

44、發(fā)送“AT”(大寫(xiě)、小寫(xiě)均可)來(lái)和模塊同步波特率，當(dāng)主機(jī)收到模塊返回“OK”，則 DTE 和 DCE 正確同步。更多的信息請(qǐng)參考 AT 指令“AT+IPR”。 自動(dòng)波特率操作配置 串口配置為：8 位數(shù)據(jù)位，無(wú)奇偶校驗(yàn)，1 位停止位，無(wú)數(shù)據(jù)流控。 當(dāng)自動(dòng)波特率使能的情況下開(kāi)啟 ME 設(shè)備，將檢測(cè)不到模塊自動(dòng)上報(bào)的“RDY”，“+CFUN：1”和“+CPIN：READY”等字符。這是因?yàn)槟K和主機(jī)沒(méi)有完成波特率同步。注意：當(dāng)主機(jī)和模塊波特率同步后，用戶可以使用命令 AT+IPR=x 設(shè)置一個(gè)固定波特率并通過(guò) AT&W 把設(shè)置保存。固定波特率設(shè)置后，開(kāi)機(jī)的時(shí)候主機(jī)總是可以檢測(cè)到模塊自動(dòng)上報(bào)的字符。

45、4.5.2 串口連接方式 當(dāng)客戶使用全功能串口時(shí)，可以參考下圖連接方式： 圖 19：串口連接圖 當(dāng)客戶使用3.3V電平的時(shí)候，可以使用下圖來(lái)實(shí)現(xiàn)電平匹配，如果客戶的串口電平為3V，可將下圖中的5.6K電阻調(diào)整為14K，使模塊端分壓到2.8V即可。 TXD RXD RTS CTS DTR RI DCD模塊 1K1K1K1K1K1K1K5.6K 5.6K 5.6KTXD RXD RTS CTS GPIO EINT GPIOMCU/ARM (3.3V)圖 20：電阻分壓電路 使用3V或3.3V的客戶也可以使用二極管的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)電平匹配： 模塊 VDD_EXTRXD10K客戶端 TXDTXDRXD10K圖 21：二極管隔離電路 注意：當(dāng)使用二極管隔離時(shí)由