标签: 4G模块

掌握Air780EPM天线设计的核心技术，不仅是提升产品竞争力的关键，更是确保设备在复杂电磁环境中可靠运行的基石。 Air700ECQ/EAQ/EMQ模组属于 Cat.1 bis R13 架构，天线架构精简为单天线架构，去掉了分集接收天线，因此只需要一根天线。 知识点： Cat.1 bis相对于Cat.1的区别是，后者为两根天线(一根主天线，一根分集天线)；Cat.1 bis在设计和应用上更简单，更符合低速物联网的实际应用场景。 一、天线的阻抗控制和匹配 由于Air700ECQ/EAQ/EMQ射频天线传输的信号频率区间，从824MHz到2655MHz不等，属于高速模拟信号，因此对于天线电路设计，主要目的是： 保证射频信号无损的从模组天线管脚传输至4G天线，也就是关注于模组和4G天线的射频PCB传输线以及匹配电路。 整个射频传输链路如下所示： 4G模组----PCB传输线-----天线匹配----PCB传输线----射频连接器----同轴传输线----4G天线 特别说明： 有些产品可能不需要“射频连接器”和“同轴传输线”；本文仅以需要“射频连接器”和“同轴传输线”的情况进行说明。 1. 阻抗控制: 根据传输线理论，负载端的传输功率为： 其中Γ为反射系数；Z0为传输线特征阻抗；V0为传输电压。 由此可见： 当反射系数为0，即负载匹配时候，传送到负载的功率最大； 当反射系数为1，即负载失配时候，传送到负载的功率为0。 因此，为了保证尽可能保证射频功率无损的传到4G天线，则必须保证PCB传输线的反射系数尽量接近0。 而反射系数为： 其中Γ为反射系数；Z0为传输线特征阻抗；ZL负载端特征阻抗。 负载阻抗ZL=Z0，根据反射系数的公式，分子为0，所以，反射系数为0，表示无反射； 当负载开路的时候，即负载阻抗无穷大，分子分母上的Z0可以忽略不计，所以，反射系数为1。 对于射频系统的行业规范，射频器件输出阻抗和输入阻抗均是按照50欧姆特征阻抗来设计。因此，在我们设计PCB传输线时，也要将传输线特征阻抗控制在50欧姆附近才能保证反射系数最小。 2. 匹配网络： 由于模组射频管脚输出阻抗和4G天输入阻抗由于各种原因，无法完全做到精确50欧姆特征阻抗，总是会有容抗的成分，因此就需要 增加匹配网络来调整信源和负载为纯组性， 即负载阻抗与信源阻抗满足共轭匹配时，能够使负载得到最大功率。 通常在4G模组天线端预留Π型匹配网络，以便在4G天线调试时能够给与足够的匹配调整空间。 二、天线传输线的参考设计 虽然天线电路原理设计并不复杂，但天线走线的PCB设计非常重要—— 直接影响整个系统的射频指标性能。 模组天线电路的参考设计如下： 注意事项： 连接到模组RF天线焊盘的RF走线必须使用微带线或者其他类型的RF走线，阻抗必须控制在50欧姆左右； 在靠近天线的地方预留Π型匹配电路，两颗电容默认不贴片，电阻默认贴0欧姆，待天线厂调试好天线以后再贴上实际调试的匹配电路； Π型匹配电路靠近天线放置。 三、推荐的PCB堆叠和线宽方案 一般情况下，射频信号线的阻抗由材料的介电常数、走线宽度(W)、对地间隙(S)、以及参考地平面的高度(H)决定，因此天线走线需要做50欧姆特征阻抗控制，需要对本文前面所述的几个参数做精确控制。 PCB特性阻抗的控制通常采用： 微带线、共面波导两种方式。 1. 微带线： 微带线是一根带状导线，指只有一边存在参考平面的传输线，顶部和侧边都曝置于空气中（也可上敷涂覆层），位于绝缘常数Er线路板的表面之上，以电源或接地层为参考。 如下图所示： 注意事项： 通常在PCB设计时会在表面大范围覆铜，如果采用微带线做阻抗控制，要注意射频走线要与周围覆铜的地保持 3倍线宽以上， 避免周围的地对阻抗的影响。 2. 共面波导： 共面波导是将两个平行的导体与一个介质隔离开来，它们位于同一平面内，而电场则穿过介质。 相对于微带线和带状线，共面波导的特点是： 结构简单、宽带、低损耗、易于与其他微波元器件进行集成等优点，适用于集成电路中高频段的传输。 共面波导需要精确控制射频走线与周围地铜箔的距离，相对微带线来说控制难度相对较高。 ▼ 微带线与共面波导的选择 ▼ 虽然微带线和共面波导模型理论上都能做到传输线的50欧姆阻抗控制，但是在实际的设计中还要考虑阻抗控制后的线宽能否具备实际可操作。 例如： 在用2层PCB板，1.2mm板厚情况下，用微带线模型算出的50欧姆理论线宽为77mil。 这个线宽在实际设计中根本无法设计，即不具备可操作性。 同样的用共面波导模型，在距离两边地铜箔4mil距离情况下，线宽仅13.8mil就能达到50欧姆阻抗。显然，这种情况下共面波导模型更符合实际设计要求。 常用的PCB 50欧姆阻抗控制堆叠方案： 01）二层PCB板共面波导结构，下方参考地为L2层： 2层板1.0mm板厚：共面波导 阻抗线到铜箔距离 6mil，线宽 21.77mil； 2层板1.2mm板厚：共面波导 阻抗线到铜箔距离6mil，线宽24.11mil； 2层板1.6mm板厚：共面波导 阻抗线到铜箔距离6mil，线宽25.42mil； 02）四层PCB板共面波导结构，下方参考地为L3层： 上图需要注意多层板结构参考地和阻抗线之间的层，需要将阻抗线投影区下方挖掉5W线宽的覆铜如上图L2层。 4层板1.2mm板厚：共面波导 阻抗线到铜箔距离6mil，线宽24.02mil；注意L2层阻抗线下方覆铜挖空处理。 4层板1.6mm板厚：共面波导 阻抗线到铜箔距离6mil，线宽26.43mil；注意L2层阻抗线下方覆铜挖空处理。 03）阻抗控制计算方式： 下面是立创阻抗计算器网址，如果有其他线宽和叠构需求，请自行计算；投板的时候请将需要阻抗控制的线段高亮截图给板厂，要求板厂按要求进行微调管控。 嘉立创阻抗计算神器： https://tools.jlc.com/jlcTools/index.html#/impedanceCalculateNew 四、天线传输线设计规则 在射频天线接口的电路设计中，为了确保射频信号的良好性能与可靠性，建议遵循以下设计原则： 传输线整段走线都要进行50欧姆阻抗控制； 与射频引脚相邻的地引脚不做热焊盘，要与地充分接触； 射频引脚到射频连接器之间的距离应尽量短，同时避免直角走线，建议走线夹角保持为135°； 建立连接器件的封装时，信号脚需与地保持距离； 射频信号线参考的地平面应完整；在信号线和参考地周边增加一定量的地孔可以帮助提升射频性能； 射频信号线必须远离干扰源，避免和相邻层的任何信号线交叉或平行。 五、你一定要听的几句忠告 天线设计，是4G模组应用中最容易踩坑的地方。 这也是所谓的行业内专业人员和行业外非专业人员，最大的经验差别。 天线效果差异： 天线设计的差，信号质量就差，在基站信号好的地方体验不出来差别，最多就是功耗大一点(信号越差，发射功率越大，电流就越大，耗电量就越多)。 但在基站信号不那么好的地方，就是能联网和不能联网的区别，体验一个天上一个地下。 如果使用的是外置天线： 比如棒状天线，这时只需要内部PCB走线就可以，本文已经做了详细描述和提醒。 如果使用的是内置天线： 天线的性能不仅与内部PCB走线有关系，也与外壳的材质、天线在外壳内的空间以及天线周边的器件干扰等等都有关系， 需要找专业的天线厂进行评估， 尤其是在设计之初就要同天线厂进行沟通，以免后续生米做成熟饭造成无法挽回的损失。 Air700ECQ支持Wi-Fi Scan （注：Air700EAQ/EMQ不支持） ，跟4G共用天线，不需要单独针对Wi-Fi Scan功能进行天线调试。 虽然本文讲了很多关于天线方面的专业知识，但是对于大多数用户来说是不需要自己深刻掌握，只需要知道天线常识的来龙去脉就可以了。大多数时候，只需要找专业的天线厂帮忙搞定即可。 今天的内容就分享到这里了~

从传统串口通信到高速数据交换，从传感器接入到电源管理，这款模组通过多达十余种硬件接口，构建起了一个高度灵活、低延迟的硬件生态体系。 一、ADC 接口设计指导 Air780EPM 模块(LuatOS 版本)支持 4 路通用 ADC 接口，管脚分布如下： ADC 接口特性： 分辨率： 12bit 量程： 0~1.1V 时钟频率（fc）： 1.625MHz~6.5MHz 采样频率： fc / 16 积分非线性: +-1.2mV 微分非线性: +-0.3mV 功耗： 400uA ADC 分压模式： ADC 管脚可以设置为两种分压模式。 外部分压模式： 此模式下 ADC 管为直通模式，量程 0~1.1V。此模式下如果想要增加测量量程可以采用外部电阻分压的方式。 内部分压模式： 此模式下可以配置内部的分压电阻，但内部的电阻分压只有固定几组组合。注意在内部分压模式下，不建议再加外部的分压。 二、指示灯设计指导 状态指示灯功能仅在 Air780EPM AT 版本支持，作为网络状态指示灯使用，而对于 LuatOS 版本，此管脚仅作通用 GPIO 管脚使用； 网络指示灯功能逻辑： 注意： 网络指示灯为 AGPIO 类型管脚，在休眠时可以保持电平。 网路指示灯参考设计 三、I2C 接口设计指导 Air780EPM 支持 1 路通用 I2C 接口(仅 LuatOS 版本支持),可以连接各类 I2C 外设。 I2C 接口特性 - 支持主/从模式 - 三种速率：100KHZ ; 400KHZ ;1M HZ - 支持 16B FIFO - 支持 DMA 模式 注意： I2C 接口为普通 IO 类型接口，在模块休眠状态下会掉电。 I2C 参考设计 四、SPI 接口设计指导 Air780EPM 支持一路标准 4 线 SPI 接口 接口特性： - 支持主从模式 - 最大时钟频率：25.6MHz - 独立的发送和接收 FIFO - 支持 DMA 模式 五、USB 接口设计指导 Air780EPM 支持 1 路 USB2.0 接口， 支持下载，调试，以及 RNDIS 数传。 接口特性： 1、支持 USB2.O 2、支持快速（12Mbps）；高速（480Mbps）模式 USB 接口参考设计： 设计注意事项： 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；

Air780EPM的GPIO设计需兼顾硬件可靠性与软件灵活性，开发者应基于具体应用场景权衡复用功能优先级，并遵循电源管理规范以延长设备生命周期。通过模块化配置与精细化调试，可最大化释放模组性能潜力，构建稳定高效的物联网系统。 一、概述 开发方式 ：Air780EPM 仅支持 LuatOS 软件开发方式，不支持 AT 指令开发方式。若使用 AT 指令开发方式，可选择 Air780EQ。 LuatOS 开发优势 ：相对 C-SDK 入门更简单，开发更方便，开发时间更快。 适用对象 ：本文的 GPIO 设计指导针对 Air780EPM 用于 LuatOS 开发方式时的注意事项。 GPIO 及 WAKEUP 管脚数量 ：Air780EPM 模块共支持 38 个 GPIO 和 3 个 WAKEUP 唤醒管脚。38 个 GPIO 口本身有多重复用功能，需根据实际应用进行选择配置。38 个 GPIO 中分为普通 GPIO 和 AGPIO，AGPIO 又有 AGPIO 和 AGPIOWU（AGPIO+WAKEUP）的复用。6 个 WAKEUP 管脚为 AGPIOWU0-2 和 WAKEUP0、VBUS、USIM_DET，用于低功耗模式/PSM+ 模式下的休眠唤醒。 二、GPIO 复用表 对于 GPIO 功能复用请参考如下表格 三、GPIO特性 Air780E的GPIO口根据不同的特性，可以分为三种类型： 普通IO AGPIO Wakeup IO 不同特性的GPIO，其驱动能力以及在 低功耗模式/PSM+模式下 的表现区别比较大，在使用这些特性的GPIO时尤其要注意； AGPIO也常被写作为：AONGPIO、AON_GPIO，以下均以AGPIO的写法进行描述。 1. 普通IO Air780E大部分管脚为 普通GPIO （上图GPIO复用表格中灰色底色的IO）； Air780E系统为了在休眠模式下有极致的低功耗性能，会在模组进入休眠/深休眠模式时，关闭GPIO供电(VDD_EXT)，因此会导致所有以VDD_EXT为电源域的GPIO会进入下电状态。 在使用普通GPIO时，要尤其注意在休眠状态下GPIO的掉电状态对控制外设造成的误动作风险。 ▼ 普通IO相关特性 ▼ 电压域： VDD_EXT（1.8/3.3V可配置） 输入输出： 可以配置 上下拉： 内部可配置 输入中断： 上下边沿触发/双边沿触发/高低电平触发（休眠后无法响应中断） 休眠电平保持： 不可保持 休眠唤醒： 不可唤醒模组 驱动能力： 单个普通GPIO驱动能力=10mA 2. AGPIO AGPIO管脚为 休眠可保持管脚 （GPIO复用表格中绿色底色IO管脚）； 这类管脚电源域为长保持的LDO_AONIO电源(为内部电源，模组外部不可测量)，这类电源在模组低功耗模式/PSM+下，仍然能够保持供电，因此AGPIO管脚在休眠状态下能够保持电平。 AGPIO管脚可以用于休眠状态下仍然需要保持工作状态的外设。 ▼ AGPIO相关特性 ▼ 电压域： LDO_AONIO（1.8/3.3V） 输入输出： 可以配置 上下拉： 内部可配置 输入中断： 上下边沿触发/双边沿触发/高低电平触发（休眠后无法响应中断） 休眠电平保持： 可保持 休眠唤醒： 不可唤醒模组 驱动能力： AGPIOWU0/1/3(MAIN_DTR)：30μA； AGPIO3~8：5mA（所有AGPIO总共驱动电流不能超过5mA）。 3. Wakeup IO Air780E模组包含6个特殊管脚： WAKEUP0~WAKEUP5 此类型IO为 中断唤醒管脚 ，能够在模组休眠状态下响应外部中断从而使模组退出休眠状态，因此这类IO管脚在休眠状态下也能保持供电。 注意：Wakeup IO仅支持输入，不能配置为输出，且固定电平不可配置。 ▼ Wakeup IO相关特性 ▼ 电压域： LDO_AON（2V，不可配置） 输入输出： 仅输入 上下拉： 内部可配置 输入中断： 上下边沿触发/双边沿触发/高低电平触发 休眠电平保持： 可保持 休眠唤醒： 支持 驱动能力： 30μA 四、GPIO应用注意事项 1. 普通GPIO以及相应的电压域VDD_EXT，在休眠时会输出频繁百ms级别的高脉冲，极易导致连接的外设误动作。 原因解析： Air780E的休眠特性，VDD_EXT在休眠状态下会关闭，但是Air780E系统在休眠的整个时期内并不是一直保持稳定休眠状态，需要不定时唤醒起来与4G网络交互以保持网络连接，因此VDD_EXT会随着模组唤醒而打开。而大部分普通GPIO默认是IPU状态，就会被VDD_EXT拉高，导致输出高脉冲。 设计建议： 在一些需要休眠状态下正常工作的外设的控制（比如LED控制）不建议使用普通GPIO，可以使用AGPIO。 由于AGPIO数量有限，在必须用普通GPIO的情况下，可以在普通GPIO上做外接10K电阻下拉（如下图R23)，可以大幅减小休眠时输出的高脉冲幅值，使得减小到外设的高电平判别门限以下，也可以避免误动作的情况，但是相应的在某些情况下，会增加功耗，请根据实际情况酌情做出选择。 2. Wakeup IO类型的GPIO不要用VDD_EXT或者普通GPIO上拉，会导致系统无法进入休眠。 原因解析： Air780E的休眠特性使得普通GPIO管脚和VDD_EXT会在休眠状态下输出高脉冲，会使得Wakeup IO收到中断而导致系统被唤醒，无法进入休眠模式。 设计建议： 使用内部的上下拉。 3. Wakeup IO类型的GPIO不要直接连接主控MCU的IO管脚，会导致电平不一致而影响系统稳定性。 原因解析： Wakeup IO管脚电平是2V左右，这个与大多数MCU的IO电平不匹配，而且Wakeup IO的供电为内部的LDO_AON，而这个供电会给系统启动相关的部分供电，比如reset管脚，因此Wakeup IO上由于电平不匹配而导致的漏洞，有可能会影响系统稳定性。 设计建议： 使用二极管或者三极管来隔离（如下图）。 今天的内容就分享到这里了~

在物联网设备开发中，精准且稳定的数据传输是构建智能系统的核心。通过本文，开发者不仅能掌握规避常见陷阱的方法，还能学习如何利用Air780EPM的硬件特性与LuatOS的灵活API设计，实现稳定可靠的OneWire通信，大幅提升项目开发效率。 一、LuatOS 及 OneWire 说明 LuatOS 支持 OneWire 通信协议，本文以 DS18B20 温度传感器和 Air780EPM 搭配来举例说明； 二、关于 DS18B20 温度传感器 在 DS18B20 温度传感器的实际应用中，需特别注意其单总线（1-Wire）协议特性及硬件设计。 以下是分硬件和软件的详细注意事项： (一) 硬件注意事项 电源模式选择 寄生供电模式： 若使用寄生供电（VDD 接地，数据线供电），需在强上拉（通过 MOSFET）时提供足够电流（典型 1mA）。温度转换期间必须保持强上拉，否则数据可能丢失。 独立供电模式： 推荐优先选择独立电源（3.0-5.5V），可避免寄生供电的时序复杂性，稳定性更高。 上拉电阻配置 单总线需接4.7kΩ 上拉电阻（标准值，5V 系统常用），长距离通信可适当减小阻值（如 2.2kΩ）。 错误示例：未接上拉电阻会导致总线无法拉高，通信失败。 布线设计 总线长度建议 50 米（实际应用中通常 20 米），过长会引入电容效应，导致信号边沿延迟。 避免与高频信号线平行走线，减少电磁干扰（EMI）。 接地优化 确保传感器与 MCU 共地，必要时采用星型接地，防止地环路干扰。 在工业环境中，可增加磁珠或隔离器抑制共模噪声。 电源滤波 在 VDD 引脚并联100nF 陶瓷电容，滤除高频噪声。 长线缆供电时，可增加 10μF 电解电容缓冲。 多器件连接 每个 DS18B20 有唯一 64 位 ROM ID，需通过搜索算法（如树状搜索）识别多个设备。 总线挂载设备数受驱动能力限制，一般不超过50 个。 ESD 防护 在易受静电干扰的环境中，数据线串联100Ω 电阻并并联 TVS 二极管（如 SMAJ5.0A）。 (二) 软件注意事项 严格的时序控制 单总线协议对时序敏感，需精确控制复位脉冲（480-960μs）、应答时隙（15-60μs）及读写时隙（1-15μs）。 错误处理与重试机制 每次操作前检查总线是否存在短路（持续低电平）。 若读取的 CRC 校验失败，需重试 3-5 次，避免偶发干扰。 温度转换时间管理 转换时间与分辨率相关（9 位：93.75ms，12 位：750ms），需在CONVERT T命令后等待足够时间。 CRC 校验强制启用 始终验证读取数据的 CRC8 校验码，防止错误数据被误用。 示例校验函数需优化为查表法以提高效率。 多设备枚举 使用递归搜索算法遍历总线上的所有 ROM ID，需处理冲突和分支选择。 温度精度校准 若需要高精度，可进行两点校准：冰水混合物（0°C）和沸水（100°C）环境下的数据修正。 (三) 常见问题与解决 传感器无响应 检查上拉电阻是否虚焊，总线是否对地/电源短路。 用示波器观察总线波形，确认复位脉冲是否合规。 温度值跳变 增加软件滤波（如滑动平均滤波）。 检查电源电压波动，确保转换期间供电稳定。 长距离通信失败 改用屏蔽双绞线，降低波特率（减少时序敏感性）。 使用总线驱动器（如 DS2480B）增强驱动能力。 (四) 推荐设计流程 硬件设计 → 2. 单设备基础通信测试 → 3. CRC 校验验证 → 4. 多设备枚举 → 5. 抗干扰测试（如开关电源噪声注入）→ 6. 长期稳定性测试。 通过系统化设计，DS18B20 可在-55°C 至 +125°C 范围内实现 ±0.5°C 精度（典型值）。 三、Air780EPM 硬件适配说明 Air780EPM 共支持 4 路 OneWire 接口，默认使用 Air780EPM 第 23 管脚 1、Air780EPM 的 IO 电平默认 3.0V，当 DS18B20 是 2.8V-3.3V 供电时，OneWire 信号线不需要电平转换，可以直连； 2、Air780EPM LuatOS OneWire 协议，虽然有 4 个管脚可以复用，但硬件通道只有 1 个，大家在设计时： 3、默认使用管脚 23(GPIO2)，结合 OneWire 协议的 ROM Search，根据各自的 ROM ID，实现多个 DS18B20 数据的读取； 4、使用管脚 23 和另外 3 个管脚，实现最多 4 个 DS18B20 的独立连接，这种情况下注意：由于 Air780EPM 只有 1 路 OneWire 硬件通道，软件读取时需要“分时轮询操作” 四、Air780EPM 软件适配说明 接线说明: 注意: 1、OneWire 功能支持在 Air780EPM 的 4 个管脚使用, 但硬件通道只有 1 个, 默认是 GPIO2(管脚号 PIN23) 2、如需切换到其他管脚, 参考如下切换逻辑, 选其中一种 具体代码参考 demo/onewire 运行截图 五、Air780EPM 开发板调试说明 我们以支持 CAN 接口和以太网接口版本的 Air780EPM 开发板举例说明。 1、如果使用外部电源给 DS18B20 供电，请确保外部电源与开发板共地连接； 2、GPIO2(Air780EPM 模组管脚 PIN23)已在 Air780EPM 开发板顶部 46PIN 插针连接器的 PIN14 引出，非常方便调试，但仍需特别注意的是： GPIO2(Air780EPM 模组管脚 PIN23)在 Air780EPM 开发板上已经作为控制摄像头供电 LDO 启动的 GPIO 使用，调试时需要将该部分电路的 R19 和 R29 用热风枪吹掉；

串口作为Air780EPM模块的核心通信接口，承担着设备控制、数据传输及外设交互等关键功能，在物联网终端、智能设备、工业自动化等场景中不可或缺。 一、概述 串口作为 Air780EPM 模块最最主要的通信接口，承担着控制，数据传输，外设通信等重要功能。基本上绝大部分的 Cat.1 应用场景都会用到。而 Air780EPM 模块的串口特性和使用要求上与通常的 MCU 串口会有些不同，导致在第一次用 Air780EPM 模块做设计时容易踩到一些坑。 特别说明： Air780EPM 不支持AT指令操作，3 个 UART ( UART1 UART2 UART3) 仅用于 LuatOS 二次开发使用； 本文主要从硬件设计的角度，着重讲解串口设计中的一些关键注意点，软件开发方面不做深入探讨。 二、串口相关管脚 Air780EPM 支持 4 个串口，分别是主串口 UART1(MAIN_UART), UART2(AUX_UART)和UART3, 调试串口 UART0(DBG_UART)。对应的管脚如下： 三、功能描述 主串口UART1： 模块的数据传输主要通过主串口 UART1 来实现，建议优先用主串口进行外部通信和模块控制。 主串口 UART1 有以下特性： TTL 电平串口（Air780EPM 所有串口均为 TTL 电平串口），电平为 3.0V(默认)/1.8V电平。（两种串口电平选择，可以通过 PIN 100 管脚配置或者二次开发代码配置）。 只有主串口支持模块 休眠唤醒功能 （LPUART)。Air780EPM 模块在休眠时，所有串口均为关闭状态，只有主串口支持接收串口数据唤醒模块。 注意，在非 9600 的其他波特率下，进行串口收发数据唤醒时，会丢失前几个字节。 待机状态下：高电平。 扩展串口： 扩展串口 UART2 和 UART3 从硬件上的电气特性来说与主串口一样（但是不能支持休眠唤醒功能）。 调试串口： 调试串口 UART0，用来输出模块的运行日志。 调试串口固定波特率 961200 不可更改，不建议连接任何外设，但建议设计时预留测试点。调试串口日志数据有专门的协议，如果用普通的串口工具抓取会显示乱码，只有用专用调试工具，如有需要请联系官方技术人员。 对于 openCPU 二次开发应用来说，调试串口可以配置为一般串口使用，但是要注意，即使配置为一般串口在开机时软件跑起来前的这段时间内，仍然会输出调试日志，这就有可能对外接的外设造成误动作。同理，将调试串口配置为 GPIO 使用时也会有这个问题。因此万不得已情况下不要使用调试串口做其他功能。 四、硬件设计指导 串口的连接方式： 主串口的型号命名很容易让人联想到 RS232 标准的 DB9 接口，其实不然，模块的串口连接方式与标准 RS232 连接方式有所不同，如下是标准 RS232 串口连接方式，特点是交叉连接。 模块串口遵循的是早期贺氏(HAYES)公司制定的 MODEM 串口标准，在这个标准下，DTR,DSR,CTS,RTS 信号的功能有所不同。MODEM 串口标准标准下 DTR, DSR，CTS，RTS 采用的是直连方式，如下图 在逐渐的演变过程中，DCD ,DSR,RI 逐渐演变为其他的独立功能，在物联网串口应用中仅保留 T/RX 加流控管脚的 5 线串口的形式，但是 CTS ，RTS 的命名规则保留了下来，虽然 CTS/RTS 采用直连的方式，但是实际上模块的 CTS 管脚起到的功能是标准 RTS 功能；模块 RTS 管脚起到的功能是标准 CTS 功能。连接方式如下： 甚至流控管脚也不是必须，就变成了 3 线串口： 串口的电平转换： Air780EPM 的串口是 TTL 电平串口，TTL 电平串口会有输入输出判别门限，如下图。 同时，外接 MCU 或者外设的 TTL 电平串口同样有判别门限，一般来说，TTL 电平的判别门限高低取决于 IO 供电电平 VDD 的高低。如果串口双方的判别门限差别较大，一方的输出高电平落在对方的高电平判别门限下，就容易出现误判的现象，虽说 Air780EPM 可以通过 100 管脚来选择串口电平，但也仅有 1.8V 和 3.3V 两个档位，无法覆盖全部情况，在串口双方电平不一致的情况，就要增加电平转换电路来转换通信电平。 双方模块串口电平差别不大的情况： 例如，模块串口电平 3.3V， MCU 串口电平 3.0V。按照上图判别门限，模块的输入高判别门限为 0.7x3.3=2.32V，所以 MCU 串口高电平输出为 3V，高于模块的输入高判别门限，能够稳定判断。这种情况下即使 MCU 与模块的电平不一致，直接连接也不会造成通信问题。通常这种情况下，无需电平转换，只需要在窗口 TX RX 型号线上串联限流电阻即可，限流电阻用于减小串口电平不匹配造成的漏电，通常按经验串联 1K 电阻即可，注意串联电阻不宜过大，会影响串口型号的上升下降时间，从而影响串口信号质量。 注意： 不要只看判别门限，还要考虑串口的耐压，即使落在判别门限内，但是一方高电平高于对方的 IO 耐压值的情况下就不能要串联电阻的方式，还是老老实实加串口电平转换。一般来说双方的电平差不宜超过 0.5V 晶体管的电平转方案： 在串口波特率不高的情况下（如 115200），可以通过 NPN 晶体管的方式进行电平转换，参考设计如下图，这种方式的优点：成本低； 劣势：低电平下会被三极管的饱和管压降抬高（通常在 0.1v 左右，不影响通信）；开关速度不够，超过 460800 波特率时不建议用这种方式。 设计注意： 模块RXD上拉电源选择，上图选择AGPIO做上拉而没有选择VDD_EXT电源做上拉，是因为VDD_EXT在模块休眠时会关闭，会导致RXD上产生一个低电平，又由于主串口支持休眠唤醒，就导致这个低电平让串口产生中断将模块唤醒，最终导致模块无法休眠。所以在需要休眠的应用设计上，禁止用VDD_EXT电源上拉串口。 三极管的基极要用较低电平的一方参考电平来上拉，否则容易找出三级管不能完截止。 RXD和TXD的上拉电阻在不影响信号质量的情况下尽量加大，一方面是降低休眠功耗，一方面是降低AGPIO的驱动负荷(Air780EPM所有AGPIO共享5mA最大驱动电流)。 对于三极管选型并没有严格要求，通用的3904NPN三极管都能满足要求 电平转换芯片方案： 电平转换芯片，对成本不敏感的话，优先考虑用电平转换芯片，无论速度，可靠性都很完美。对于设计方面只要注意芯片选型，同时模块端参考电平注意用 AGPIO3，其他的参考具体芯片参考设计即可，没有太多注意事项。 考虑到电平转换芯片价格与通道数量成正相关，也可以采用 TX RX 用双通道电平转换芯片，其他流控信号用晶体管或者分压方式来做电平转换。兼顾性能和成本。 电平转换芯片选型： TXS0102/TXS0104/TXS0108系列，2/4/8通道，品牌TI RS0102/RS0104/RS0108系列，2/4/8通道，品牌润石 SGM4553 ， 双通道，品牌圣邦威 五、总结 虽然串口这个硬件总线原理简单，速率低速，设计也不复杂，但是对于 Cat.1 通信系统尤其是低功耗物联网应用，串口的设计就会牵涉到休眠和功耗，因此在设计中还是要有足够的重视。