SIM800A 32Mbit

SIM800A_硬件设计手册_V1.02 Smart Machine Smart Decision 文档名称： SIM800A 硬件设计手册 版本： V1.02 日期： 2016-06-30 状态： 发布 文档控制号： SIM800A_硬件设计手册_V1.02 前言 感谢使用 SIMCom 提供的 SIM800A 系列模块。本产品具有标准 AT 命令接口，可以提供 GSM 语音、 短消息等业务。使用前请仔细阅读用户手册，您将领略其完善的功能和简洁的操作方法。 此模块主要用于语音或者数据通讯，本公司不承担由于用户不正常操作造成的财产损失或者人身伤 害责任。请用户按照手册中的技术规格和参考设计开发相应的产品。同时注意使用移动产品特别是 GSM 产品应该注意的一般安全事项。 在未声明之前，本公司有权根据技术发展的需要对本手册内容进行修改。 版权声明 本手册版权属于SIMCom，任何人未经我公司书面同意复制、引用或者修改本手册都将承担法律责任。 Copyright © Shanghai SIMCom Wireless Solutions Ltd. 2016。 SIM800A_硬件设计手册_V1.02 2 2016-06-30 Smart Machine Smart Decision 目录 1. 绪论 ................................................................................................................................................................. 9 2. 模块综述 ......................................................................................................................................................... 9 2.1. 模块配置表 .............................................................................................................................................. 9 2.2. 模块主要特性 .......................................................................................................................................... 9 2.3. 工作模式 .................................................................................................................................................11 2.4. 模块功能框图 ........................................................................................................................................ 12 3. 模块封装 ....................................................................................................................................................... 13 3.1. 引脚分布图 ............................................................................................................................................ 13 3.2. 模块引脚描述 ........................................................................................................................................ 13 3.3. 机械尺寸 ................................................................................................................................................ 16 4. 接口应用 ....................................................................................................................................................... 18 4.1. 供电 ........................................................................................................................................................ 18 4.1.1. 电源引脚 ............................................................................................................................................. 20 4.1.2. 电源监测 ............................................................................................................................................. 20 4.2. 开机关机 ................................................................................................................................................ 20 4.2.1. 模块开机 ............................................................................................................................................. 20 4.2.2. 模块关机 ............................................................................................................................................. 21 4.3. 模块复位 ................................................................................................................................................ 23 4.4. 省电模式 ................................................................................................................................................ 24 4.4.1. 最小功能模式 ..................................................................................................................................... 24 4.4.2. 休眠模式 1（AT+CSCLK=1）.......................................................................................................... 24 4.4.3. 从休眠模式 1 唤醒模块 ..................................................................................................................... 25 4.4.4. 休眠模式 2（AT+CSCLK=2）.......................................................................................................... 25 4.4.5. 从休眠模式 2 唤醒模块 ..................................................................................................................... 25 4.5. RTC 电源................................................................................................................................................ 25 4.6. 串口、USB 接口.................................................................................................................................... 26 4.6.1. 串口功能 ............................................................................................................................................. 27 4.6.2. 串口连接方式 ..................................................................................................................................... 28 4.6.3. USB 接口 ............................................................................................................................................ 29 4.6.4. 软件升级 ............................................................................................................................................. 30 4.7. RI 电平状态 ........................................................................................................................................... 31 4.8. 音频接口 ................................................................................................................................................ 32 4.8.1. 受话器接口电路 ................................................................................................................................. 32 4.8.2. 麦克风接口电路 ................................................................................................................................. 33 4.8.3. 音频相关电气参数 ............................................................................................................................. 33 4.8.4. 音频 TDD ........................................................................................................................................... 33 4.9. SIM 卡接口 ............................................................................................................................................ 34 4.9.1. SIM 卡接口 ......................................................................................................................................... 34 4.9.2. SIM 卡设计注意事项 ......................................................................................................................... 35 4.9.3. SIM 卡座的选择 ................................................................................................................................ 35 4.10. DISP 接口 ............................................................................................................................................... 37 4.11. 键盘接口 ................................................................................................................................................ 38 4.12. GPIO ....................................................................................................................................................... 39 4.13. I2C 总线 ................................................................................................................................................. 39 SIM800A_硬件设计手册_V1.02 3 2016-06-30 Smart Machine Smart Decision 4.14. 模数转换器（ADC） ............................................................................................................................ 40 4.15. 网络状态指示灯 .................................................................................................................................... 40 4.16. 状态指示灯 ............................................................................................................................................ 41 4.17. PWM 接口 .............................................................................................................................................. 41 4.18. KPLED 接口 .......................................................................................................................................... 42 4.19. 蓝牙功能 ................................................................................................................................................ 43 4.20. 天线接口 ................................................................................................................................................ 43 4.20.1. GSM 天线接口 ................................................................................................................................ 43 4.20.2. 蓝牙天线接口 ................................................................................................................................. 44 5. PCB 布局 ...................................................................................................................................................... 46 5.1 模块引脚分布 ........................................................................................................................................ 46 5.2 PCB 布局原则 ........................................................................................................................................ 47 5.2.1 天线 ..................................................................................................................................................... 47 5.2.2. 电源 ..................................................................................................................................................... 47 5.2.3 SIM 卡 ................................................................................................................................................. 47 5.2.4 音频 ..................................................................................................................................................... 47 5.2.5 其他 ..................................................................................................................................................... 47 6. 电气特性、可靠性和射频特性 ................................................................................................................... 48 6.1 绝对最大值 ............................................................................................................................................ 48 6.2 推荐的操作条件 .................................................................................................................................... 48 6.3 数字接口特性 ........................................................................................................................................ 48 6.4 SIM 卡接口特性 .................................................................................................................................... 49 6.5 SIM_VDD 特性...................................................................................................................................... 49 6.6 VDD_EXT 特性 ..................................................................................................................................... 49 6.7 VRTC 特性............................................................................................................................................. 49 6.8 耗流(VBAT=4V) ................................................................................................................................... 50 6.9 静电防护 ................................................................................................................................................ 51 6.10 射频特性 ................................................................................................................................................ 51 6.10.1. 模块传导射频输出功率 ................................................................................................................. 51 6.10.2. 模块传导接收灵敏度 ..................................................................................................................... 52 6.10.3. 模块工作频段 ................................................................................................................................. 52 7. 生产 ............................................................................................................................................................... 53 7.1. 模块的顶视图和底视图 ........................................................................................................................ 53 7.2. 推荐焊接炉温曲线图 ............................................................................................................................ 53 7.3. 湿敏特性 ................................................................................................................................................ 54 7.4. 烘烤要求 ................................................................................................................................................ 54 8. 附录 ............................................................................................................................................................... 54 I. 参考文档 ................................................................................................................................................ 54 II. 术语和解释 ............................................................................................................................................ 56 III. 安全警告 ................................................................................................................................................ 58 SIM800A_硬件设计手册_V1.02 4 2016-06-30 Smart Machine Smart Decision 表格索引 表 1： 模块配置表 .......................................................................................................................................................... 9 表 2： 模块主要特性 ...................................................................................................................................................... 9 表 3： 编码格式和最大网络数据速度率..................................................................................................................... 11 表 4： 工作模式 ............................................................................................................................................................ 11 表 5： 引脚描述 ............................................................................................................................................................ 13 表 6： 推荐的齐纳二极管型号 .................................................................................................................................... 19 表 7： RESET 硬件参数 ............................................................................................................................................... 23 表 8： 休眠模式下 AT+CFUN 不同设置时的耗流 ..................................................................................................... 24 表 9： 串口与 USB 接口引脚定义 ............................................................................................................................... 26 表 10： 串口逻辑电平 ................................................................................................................................................... 27 表 11： USB_VBUS 工作电压 ...................................................................................................................................... 30 表 12： RI 信号线电平状态 .......................................................................................................................................... 31 表 13： 音频接口定义 ................................................................................................................................................... 32 表 14： 音频输入参数 ................................................................................................................................................... 33 表 15： 音频输出参数 ................................................................................................................................................... 33 表 16： SIM 卡接口引脚定义 ....................................................................................................................................... 34 表 17： 引脚描述(AMPHENOL SIM 卡座) .................................................................................................................. 36 表 18： 引脚描述(AMPHENOL SIM 卡座) .................................................................................................................. 37 表 19： DISP 接口引脚定义 .......................................................................................................................................... 37 表 20： 键盘接口引脚定义 ........................................................................................................................................... 38 表 21： GPIO 接口引脚定义 ......................................................................................................................................... 39 表 22： I2C 总线接口引脚定义 .................................................................................................................................... 39 表 23： ADC 接口引脚定义 .......................................................................................................................................... 40 表 24： ADC 参数 .......................................................................................................................................................... 40 表 25： NETLIGHT 引脚定义....................................................................................................................................... 40 表 26： NETLIGHT 工作状态....................................................................................................................................... 40 表 27： STATUS 引脚定义 ............................................................................................................................................ 41 表 28： PWM 引脚定义 ................................................................................................................................................. 41 表 29： KPLED 引脚定义 ............................................................................................................................................. 42 表 30： KPLED 引脚参数 ............................................................................................................................................. 42 表 31： 推荐天线抗 ESD 器件列表 .............................................................................................................................. 44 表 32： 绝对最大值 ....................................................................................................................................................... 48 表 33： 推荐的操作条件 ............................................................................................................................................... 48 表 34： 数字接口特性 ................................................................................................................................................... 48 表 35： SIM 卡接口特性 ............................................................................................................................................... 49 表 36： SIM_VDD 特性................................................................................................................................................ 49 表 37： VDD_EXT 特性 ................................................................................................................................................ 49 表 38： VRTC 特性 ........................................................................................................................................................ 49 表 39： 耗流 ................................................................................................................................................................... 50 表 40： ESD 性能参数（温度：25℃，湿度：45%） ............................................................................................... 51 表 41： EGSM900 传导输出功率 ................................................................................................................................. 51 表 42： DCS1800 传导输出功率 ................................................................................................................................... 52 表 43： 传导接收灵敏度 ............................................................................................................................................... 52 表 44： 模块工作频段 ................................................................................................................................................... 52 表 45： 模块湿敏特性 ................................................................................................................................................... 54 SIM800A_硬件设计手册_V1.02 5 2016-06-30 Smart Machine Smart Decision 表 46： 模块烘烤要求 ................................................................................................................................................... 54 表 47： 参考文档 ........................................................................................................................................................... 54 表 48： 术语和解释 ....................................................................................................................................................... 56 表 49： 安全警告 ........................................................................................................................................................... 58 SIM800A_硬件设计手册_V1.02 6 2016-06-30 Smart Machine Smart Decision 图片索引 图 1： 模块功能框图 ..................................................................................................................................................... 12 图 2： 模块引脚图 ......................................................................................................................................................... 13 图 3： 三维尺寸（单位：毫米） ................................................................................................................................. 16 图 4： 推荐 PCB 封装尺寸（单位：毫米） ................................................................................................................ 17 图 5： LDO 供电参考电路 ............................................................................................................................................ 18 图 6： DC-DC 电源参考电路 ........................................................................................................................................ 18 图 7： VBAT 输入参考电路 ......................................................................................................................................... 19 图 8： 突发时 VBAT 的跌落 ......................................................................................................................................... 19 图 9： VBAT 跌落的最低电压 ...................................................................................................................................... 19 图 10：使用 PWRKEY 驱动电路开机........................................................................................................................... 20 图 11：使用 PWKEY 按键开机 ..................................................................................................................................... 20 图 12：使用 PWRKEY 开机时序图............................................................................................................................... 21 图 13：使用 PWRKEY 关机时序图............................................................................................................................... 21 图 14：关机后重新开机时序图 ..................................................................................................................................... 23 图 15：复位电路 ............................................................................................................................................................. 23 图 16：复位时序图 ......................................................................................................................................................... 24 图 17：外部电容给 RTC 供电 ........................................................................................................................................ 25 图 18：不可充电电池给 RTC 供电 ................................................................................................................................ 26 图 19：可充电电池给 RTC 供电 .................................................................................................................................... 26 图 20：全功能串口连接图 ............................................................................................................................................. 28 图 21：电阻分压电路 ..................................................................................................................................................... 28 图 22：二极管隔离电路 ................................................................................................................................................. 29 图 23：TX 连接图 ........................................................................................................................................................... 29 图 24：RX 连接图 ........................................................................................................................................................... 29 图 25：USB 连接图 ........................................................................................................................................................ 30 图 26：软件升级接口 ..................................................................................................................................................... 30 图 27：模块作为被叫当接收到语音呼叫时 RI 上的电平变化 .................................................................................... 31 图 28：模块接收到短信息（SMS）或者串口主动上报（URC）RI 上的电平变化 ................................................. 31 图 29：模块作为主叫时 RI 上的电平变化.................................................................................................................... 31 图 30：受话器接口电路 ................................................................................................................................................. 32 图 31：麦克风接口电路 ................................................................................................................................................. 33 图 32：8 引脚 SIM 卡座的接口推荐电路 ..................................................................................................................... 34 图 33：6 引脚 SIM 卡座的接口推荐电路 ..................................................................................................................... 35 图 34：MOLEX 91228 SIM 卡座 ................................................................................................................................... 36 图 35：AMPHENOL C707 10M006 512 SIM 卡座尺寸图 ........................................................................................... 37 图 36：LCD 连接图 ........................................................................................................................................................ 38 图 37：键盘接口参考电路 ............................................................................................................................................. 39 图 38：NETLIGHT 参考设计电路 ................................................................................................................................. 41 图 39：PWM 参考电路 ................................................................................................................................................... 42 图 40：KPLED 驱动电路连接示意图............................................................................................................................ 42 图 41：GSM 天线接口连接电路 .................................................................................................................................... 43 图 42：GSM 天线接口简化连接电路 ............................................................................................................................ 44 图 43：蓝牙天线接口连接电路 ..................................................................................................................................... 44 图 44：模块引脚分布 ..................................................................................................................................................... 46 图 45：SIM800A 顶视图和底视图 ................................................................................................................................ 53 图 46：模块推荐焊接炉温曲线图（无铅工艺） .......................................................................................................... 53 SIM800A_硬件设计手册_V1.02 7 2016-06-30 Smart Machine Smart Decision 版本历史 日期 版本 变更描述 作者 2015-08-27 1.00 初版 张岩，杨海林 2016-01-11 1.01 更新表 5，添加 KPLED 并修正 I2C SCL 的 I/O 描述 更新图 45 张岩 1.02 更新图 41、图 42，添加防静电 TVS； 更新表 31，添加参考 TVS 型号； 更新 4.2.2 ：高低压关机功能默认为关闭状态，删除高低温关机 功能的相关描述； 更新表 34 ：VIH 最大值为 3.0V； 删除复用功能的相关描述； 更新图 3，增加 1 脚标识 刘强，张岩 2016-06-30 SIM800A_硬件设计手册_V1.02 8 2016-06-30 Smart Machine Smart Decision 1. 绪论 本文档描述了模块的硬件应用接口，包括相关应用场合的电路连接以及射频接口等，可以帮助用户快 速了解模块的接口定义、电气性能和结构尺寸的详细信息。结合本文档和其他的应用文档，用户可以快速 使用模块来设计移动通讯应用方案。 2. 模块综述 SIM800A模块可支持两频GSM/GPRS，工作频段为：EGSM900和DCS1800MHz。 模块的尺寸为24*24*3mm，可满足广大用户应用中对空间尺寸的要求。 模块和用户的物理接口为68PIN的SMT焊盘，主要提供了以下硬件接口：  一路全功能串口  一路USB接口，便于用户调试、下载软件  一路音频接口，包含麦克风输入和受话器输出  一路SIM卡接口  4*5键盘接口  一路DISP接口  一路I2C接口  可编程的通用输入输出接口（GPIO）  两路PWM  一路ADC  蓝牙天线接口  GSM天线接口 SIM800A采用省电技术，在休眠模式下耗电流低至0.55mA。 2.1. 模块配置表 表 1： 模块配置表 模块配置 SIM800A SIM800A32 SIM800A64 GSM 900、1800MHz 900、1800MHz 900、1800MHz BT 需要软件版本支持 需要软件版本支持 需要软件版本支持 FLASH 24Mbit 32Mbit 64Mbit RAM 32Mbit 32Mbit 32Mbit 2.2. 模块主要特性 表 2： 模块主要特性 特性 说明 供电 电压范围：3.4V ~4.4V 省电 SLEEP模式下的耗流为0.55mA ( AT+CFUN=0) 频段  两频：EGSM900, DCS1800 SIM800A_硬件设计手册_V1.02 9 2016-06-30 Smart Machine Smart Decision   可以自动搜寻频段，也可以通过AT命令来设置频段 符合GSM Phase 2/2+ GSM 类型 小型移动台 发射功率   Class 4 (2W)：EGSM900 Class 1 (1W)：DCS1800 GPRS 连接特性    GPRS 时隙缺省为等级12 GPRS 时隙等级 8，10，12 可选 GPRS 移动台等级B 温度范围   工作温度：-40℃ ~ +85℃ 存储温度：-45℃ ~ +90℃ GPRS数据特性       GPRS 数据下行传输：最大 85.6 kbps GPRS 数据上行传输：最大 85.6 kbps 编码格式：CS-1、CS-2、CS-3 、CS-4 支持通常用于PPP连接的PAP（密码验证协议）协议 内嵌TCP/IP 协议 支持分组广播控制信道(PBCCH) 非结构化补充数据 业务(USSD)  支持非结构化补充数据业务(USSD) 短消息（SMS）   MT、MO、CB、Text 、PDU 模式 短消息（SMS）存储设备：SIM 卡 SIM卡接口 支持的SIM卡：1.8V，3V 天线接口 天线焊盘 音频特性 语音编码模式：  半速率 (ETS 06.20)  全速率 (ETS 06.10)  增强型全速率 (ETS 06.50 / 06.60 / 06.80)  自适应多速率 (AMR)  回音消除  噪声抑制 串口和USB接口 串口：  默认支持一路标准的全功能串口  可以通过串口发送AT命令和数据  支持RTS/CTS硬件流控，并且可以通过软件打开或者关闭流控功能  支持符合GSM 07.10协议的串口复用功能  支持从1200bps到115200bps的自动波特率检测功能  可用于软件升级 USB接口：  用于调试与软件升级 通讯录管理 支持类型：SM、FD、LD、RC、ON、MC SIM应用工具包 支持 SAT class 3、GSM 11.14、 Release 99 实时时钟（RTC） 支持 定时功能 通过AT命令设置 物理尺寸 尺寸：24*24*3mm 重量：3.1g 软件升级 通过全功能串口或USB接口升级软件（推荐使用USB接口升级软件） SIM800A_硬件设计手册_V1.02 10 2016-06-30 Smart Machine Smart Decision 表 3： 编码格式和最大网络数据速度率 编码格式 1个时隙 2个时隙 4个时隙 CS-1 9.05kbps 18.1kbps 36.2kbps CS-2 13.4kbps 26.8kbps 53.6kbps CS-3 15.6kbps 31.2kbps 62.4kbps CS-4 21.4kbps 42.8kbps 85.6kbps 2.3. 工作模式 下表简要介绍了后续章节将要提到的多种工作模式。 表 4： 工作模式 模式 正常工作 功能 GSM/GPRS 休眠 在这种状态下，模块的电流消耗会降到最低，模块仍能接收寻呼信 息和SMS。 GSM 空闲 软件正常运行，模块已经注册到GSM 网络上，并可以随时发送和接 收数据。 GSM 通话 两个用户处于连接中，在这种情况下模块的功耗与网络及模块的配 置有关。 GPRS 待机 模块随时准备着GPRS数据传输，但是当前没有发送或接收数据。这 种情况下，功耗取决于网络状况和GPRS 配置。 GPRS 数据传输 GPRS数据正在传输中(PPP 或者 TCP 或者 UDP)。在这种情况下， 功耗取决于网络状况(例如：功率控制等级)、上下行数据链路的数据 速率、GPRS 配置 (例如：使用多时隙配置)。 关机模式 通过“AT+CPOWD=1”命令或使用PWRKEY引脚关机。此时，模块内部的各部分电源 会被关闭，仅保留RTC供电。软件停止运行，串口不可用。VBAT上的电源要继续存在。 最小功能模式 在不断电的情况下，可以使用“AT+CFUN”命令把模块配置成最小功能模式。在这种情 况下，模块的RF部分或者SIM卡部分不工作，或者RF部分和SIM卡部分都不工作，但串 口仍可以使用，此时功耗非常低。 SIM800A_硬件设计手册_V1.02 11 2016-06-30 Smart Machine Smart Decision 2.4. 模块功能框图 下图列出了模块的主要功能部分：  GSM基带  GSM射频  天线接口  其他接口 电源输入 电源管理单元 GSM 射频发射 BT RTC 数字接口 模拟接口 UART USB Audio 模拟基带 数字基带 SIM Keypad /GPIO ADC LCD/SPI I2C PWM 图 1： 模块功能框图 SIM800A_硬件设计手册_V1.02 12 2016-06-30 Smart Machine Smart Decision 3. 模块封装 3.1. 引脚分布图 图 2： 模块引脚图 3.2. 模块引脚描述 表 5： 引脚描述 引脚名称 引脚序号 I/O 描述 备注 I 模块提供 3 个 VBAT 电源引脚。采用 单电源供电，电压范围 3.4V~4.4V。电 源要能够提供高达 2A 的峰值电流以保 证在突发模式时可以正常工作 供电 VBAT 55，56，57 SIM800A_硬件设计手册_V1.02 13 2016-06-30 Smart Machine Smart Decision VRTC 26 I/O 当系统电源 VBAT 没电时从外部由此 引脚给实时时钟供电；当 VBAT 有电 时可以给后备电池或者电容充电 VDD_EXT 15 O 2.8V 电源输出 GND 2， 17，18， 29，39，45， 46，54，58， 59，61，62， 63，64，65 - 接地 1 I 通过拉低 PWRKEY 可以实现模块的开 机或关机 I 差分音频输入 VRTC 引脚上接电池或 者电容 如果不用，保持悬空 开机/关机 PWRKEY 内部已上拉 音频接口 MICP 19 MICN 20 SPKP 21 SPKN 22 如果不用，保持悬空 O 差分音频输出 状态指示 STATUS 66 O 运行状态指示 NETLIGHT 52 O 网络状态指示 DISP _CLK 11 O 时钟信号 DISP_DATA 12 I/O 数据信号 DISP_D/C 13 O 指令/数据选择信号 DISP_CS 14 O 片选信号 SDA 37 I/O I2C 接口数据线 SCL 38 O I2C 接口时钟线 如果不用，保持悬空 显示屏接口 默认为 GPIO 功能； 如果不用，保持悬空 I2C 接口 默认为 GPIO 功能； 如果不用，保持悬空 键盘接口/GPIO KBR0 44 KBR1 43 KBR2 42 KBR3 41 KBR4 40 KBC1 50 KBC2 49 KBC3 48 KBC4 47 GPIO10 默认为 GPIO，可复用为键盘接口 如果不用，保持悬空； 开机过程需保持 KBC1 为高电平或悬空 51 GPIO10 如果不用，保持悬空 GPIO11 67 GPIO11 外部不可上拉； 如果不用，保持悬空 GPIO12 68 GPIO12 如果不用，保持悬空 SIM800A_硬件设计手册_V1.02 I/O 14 2016-06-30 Smart Machine Smart Decision 串口 UART1_RXD 10 I 数据接收 UART1_TXD 9 O 数据发送 UART1_RTS 8 I 请求发送 UART1_CTS 7 O 清除发送 UART1_DCD 5 O 数据载波检测 UART1_RI 4 O 振铃指示 UART1_DTR 3 I 数据终端准备 USB_VBUS 24 I USB_DP 27 I/O USB_DN 28 I/O SIM_VDD 30 O SIM 卡电源（1.8V/3V） SIM_DATA 31 I/O SIM 卡数据 SIM_CLK 32 O SIM 卡时钟 SIM_RST 33 O SIM 卡复位 SIM_DET 34 I SIM 卡检测 如果不用，保持悬空 25 I 10bit 模数转换器（0~2.8V） 如果不用，保持悬空 16 I 复位，低电平有效 内部已上拉 PWM1 35 O PWM 输出脚 PWM2 36 O PWM 输出脚 GSM_ANT 60 I/O GSM 天线接口 BT_ANT 53 I/O 蓝牙天线接口 KPLED 23 I 按键背光灯接口 如果不用，保持悬空 NC 6 - 不接 保持悬空 如果不用，保持悬空 调试接口 USB 接口，用于调试和下载 如果不用，保持悬空 SIM 卡接口 所有引脚请预留 TVS 管 位置，防止 ESD 干扰 模数转换 ADC 外部复位 NRESET 脉宽调制 如果不用，保持悬空 射频天线 其他 SIM800A_硬件设计手册_V1.02 15 2016-06-30 Smart Machine Smart Decision 3.3. 机械尺寸 图 3： 三维尺寸（单位：毫米） SIM800A_硬件设计手册_V1.02 16 2016-06-30 Smart Machine Smart Decision 图 4： 推荐 PCB 封装尺寸（单位：毫米） SIM800A_硬件设计手册_V1.02 17 2016-06-30 Smart Machine Smart Decision 4. 接口应用 4.1. 供电 模块VBAT的电压输入范围是3.4V到4.4V，推荐电压为4.0V。供电电源必须能够提供高达2A的峰值电 流以保证模块在最大功率发射时可以正常工作。 DC输入电压为+5V时，可使用LDO供电，推荐电路如下图所示： 2 + C101 100uF 1 C102 1uF U101 MIC29302 Vout Vin On/Off GND DC INPUT FB 5 3 PWR_CTRL VBAT 4 R101 100K + C103 C104 330uF 100nF R103 470R R102 43K 图 5： LDO 供电参考电路 注意：由于模块在关机或者睡眠是耗流非常小，为了保证MIC29302在轻载时可以正常工作，需要增加R103 作为最小负载。有关最小负载的详细说明，请参考MIC29302的规格书。 如果输入（DC）和输出（VBAT）的压差很大，建议采用效率较高的开关电源。DC-DC供电参考电路 如下图所示： C101 100uF + C102 1uF U101 LM2596- ADJ 1 Vin Vout 2 5 On/Off PWR_CTRL GND DC INPUT FB 4 L101 100uH D102 C103 330uF MBR360 3 FB101 + C104 100nF VBAT 270R@100MHz R101 2.2K R102 1K 图 6： DC-DC 电源参考电路 用户可以直接用3.7V的锂离子电池给模块供电，也可以使用其它类型电池，但请注意其最大电压不能 超过模块的最大允许电压，否则会损坏模块。当使用电池时，VBAT引脚和电池之间的阻抗应当小于150mΩ。 无论采用哪种电源设计，在模块的VBAT引脚端，请参考下图。 其中，CA为低ESR的100µF钽电容，CB为1µF~10µF的陶瓷电容；3pF和10pF电容，可有效去除高频干 扰； 5.1V/500mW的齐纳二极管，可防止浪涌对芯片的损坏。PCB布局时，电容和齐纳二极管都应尽可能 靠近模块的VBAT引脚。 SIM800A_硬件设计手册_V1.02 18 2016-06-30 Smart Machine Smart Decision VBAT CA CB 33pF 10pF 5.1V 500mW 图 7： VBAT 输入参考电路 表 6： 推荐的齐纳二极管型号 厂家 料号 功率 封装 1 On semi MMSZ5231BT1G 500mW SOD123 2 Prisemi PZ3D4V2H 500mW SOD323 3 Vishay MMSZ4689-V 500mW SOD123 4 Crownpo CDZ55C5V1SM 500mW 0805 另外，模块以最大功率发射时，瞬间电流峰值最高可达到2A，从而导致在VBAT上有较大的电压跌落。 下图是在VBAT等于4V且最大发射功率时，VBAT的跌落情况。 测试条件：VBAT的最大输出电流等于2A，并联100µF的钽电容（ESR=0.7Ω ）。 577us 4.615ms Burst:2A IVBAT VBAT Max:350mV 图 8： 突发时 VBAT 的跌落 而模块的硬件关机电压为3.0V，如果电压跌落低于3.0V，会引起模块硬件关机。故用户在设计时要确 保即使在模块耗电流达到2A时，VBAT的跌落也不可低于3.0V。为了降低电压跌落，从电源到VBAT引脚 的PCB布线要足够宽足够短，且稳压电容要尽可能放置在供电路径上的VBAT引脚附近。 VBAT Min: 3.0V 图 9： VBAT 跌落的最低电压 SIM800A_硬件设计手册_V1.02 19 2016-06-30 Smart Machine Smart Decision 4.1.1. 电源引脚 引脚55、56、57为VBAT电源输入；引脚62、63、64、65可作为它的主要回流GND，要确保其与供电 电源GND的畅通。 4.1.2. 电源监测 使用“AT+CBC”命令来监测电源电压。 在正常操作模式下，软件会以一定的间隔连续测量电压值。AT+CBC 命令所得到的值是该命令执行 前的一段测试时间内测得的电压平均值。 注意：关于 AT+CBC 的详细信息请参考文档 [1] 。 4.2. 开机关机 当超过模块的温度和电压限制时不要开启模块，否则会导致模块永久性的损坏。模块一旦检测到这些 不适合的条件就会立即关机。 4.2.1. 模块开机 拉低 PWRKEY 引脚超过 1 秒然后释放，可使模块开机。此引脚已在模块内部上拉到 VBAT。推荐电 路如下图： 3V 100K PWRKEY 开机电路 1K 4.7K 模块 47K 图 10：使用 PWRKEY 驱动电路开机 3V 100K PWRKEY 开机电路 1K 模块 图 11：使用 PWKEY 按键开机 开机时序如下： SIM800A_硬件设计手册_V1.02 20 2016-06-30 Smart Machine Smart Decision T>1.5s VBAT t>1s VIL55ms VDD_EXT t>3s STATUS 主串口 有效 未定义 图 12：使用 PWRKEY 开机时序图 如果已经把串口设置为固定波特率，当开机进程完成，主机将会在模块串口监测到以下字符： RDY 模块运行在自动波特率时，URC 不上报字符。 注意：使用 AT 命令“AT+IPR=x”可以设置固定波特率。设置固定波特率保存后，再开机时 URC 就会 上报“RDY”字符。关于 AT 命令“AT+IPR”的详细信息请参考文档[1]。 4.2.2. 模块关机 模块的几种关机方法：  使用 PWRKEY 引脚关机  使用 AT 命令关机  非正常关机：高电压或低电压自动关机 4.2.2.1. 模块使用 PWRKEY 关机 用户可以通过把PWRKEY信号拉低超过1秒来关机，关机电路可以参考开机电路的设计。关机时序图 如下图所示： 1s