SIM800H

M O C M SI AL TI EN D FI N O C SIM800H _硬件设计手册_V2.03 FI L E Smart Machine Smart Decision SIM800H_硬件设计手册 版本： 2.03 日期： 2016-07-07 状态： 发布 文档控制号： SIM800H _硬件设计手册_V2.03 FI L E 文档名称： 前言 AL 感谢使用 SIMCom 提供的 SIM800H 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。 EN TI 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 产品应该关注的一般安全事项。 FI D 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。 N 版权声明 SI M C O M C O 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。 SIM800H_硬件设计手册_V2.03 2 2016-07-07 Smart Machine Smart Decision 目录 目录 ........................................................................................................................................................................... 3 表格索引 ................................................................................................................................................................... 6 图片索引 ................................................................................................................................................................... 8 绪论 ............................................................................................................................................................... 12 2. 模块综述 ....................................................................................................................................................... 12 2.1. 模块配置表 ............................................................................................................................................ 12 2.2. 模块主要特性 ........................................................................................................................................ 12 2.3. 工作模式 ................................................................................................................................................ 14 2.4. 模块功能框图 ........................................................................................................................................ 15 3. 模块封装 ....................................................................................................................................................... 16 3.1. 引脚分布图 ............................................................................................................................................ 16 3.2. 模块引脚描述 ........................................................................................................................................ 17 3.3. 机械尺寸 ................................................................................................................................................ 19 4. 接口应用 ....................................................................................................................................................... 21 4.1. 供电 ........................................................................................................................................................ 21 4.1.1. 电源引脚 ............................................................................................................................................. 22 4.1.2. 电源监测 ............................................................................................................................................. 23 4.2. 开机关机 ................................................................................................................................................ 23 4.2.1. 模块开机 ............................................................................................................................................. 23 4.2.2. 模块关机 ............................................................................................................................................. 24 4.2.3. 模块复位 ............................................................................................................................................. 26 4.3. 省电模式 ................................................................................................................................................ 26 4.3.1. 最小功能模式 ..................................................................................................................................... 27 4.3.2. 休眠模式 1(AT+CSCLK=1) ............................................................................................................... 27 4.3.3. 从休眠模式 1 唤醒模块 ..................................................................................................................... 27 4.3.4. 休眠模式 2（AT+CSCLK=2）.......................................................................................................... 27 4.3.5. 从休眠模式 2 唤醒模块 ..................................................................................................................... 28 4.4. RTC 电源 ............................................................................................................................................... 28 4.5. 串口、USB 口 ....................................................................................................................................... 29 4.5.1 串口功能 ............................................................................................................................................. 29 4.5.2 串口连接方式 ..................................................................................................................................... 30 4.5.3 USB 接口 ............................................................................................................................................ 32 4.5.4 软件升级 ............................................................................................................................................. 32 4.6. RI 电平状态 ........................................................................................................................................... 33 4.7. 音频接口 ................................................................................................................................................ 34 4.7.1. 受话器接口电路 ................................................................................................................................. 35 4.7.2. 麦克风接口电路 ................................................................................................................................. 35 4.7.3. 音频相关电气参数 ............................................................................................................................. 35 4.7.4. 音频 TDD ........................................................................................................................................... 36 4.8. SIM 卡接口 ............................................................................................................................................ 36 4.8.1. SIM 卡接口 ......................................................................................................................................... 36 4.8.2. SIM 卡设计注意事项 ......................................................................................................................... 37 4.8.3. SIM 卡座的选择 ................................................................................................................................ 38 SI M C O M C O N FI D EN TI AL FI L E 1. SIM800H_硬件设计手册_V2.03 3 2016-07-07 Smart Machine Smart Decision AL FI L E 4.9. PCM 接口............................................................................................................................................... 40 4.9.1. PCM 接口电路.................................................................................................................................... 40 4.10. 键盘接口 ................................................................................................................................................ 41 4.11. I2C 总线 ................................................................................................................................................. 43 4.12. 通用输入输出接口(GPIO) .................................................................................................................... 43 4.13. 模数转换器（ADC） ............................................................................................................................ 44 4.14. PWM....................................................................................................................................................... 44 4.15. 网络状态指示灯 .................................................................................................................................... 45 4.16. 状态指示灯 ............................................................................................................................................ 45 4.17. LED 接口 ............................................................................................................................................... 46 4.18. RF 发射同步信号 .................................................................................................................................. 46 4.19. 天线接口 ................................................................................................................................................ 47 4.19.1. GSM 天线接口 ................................................................................................................................ 47 4.19.2. 蓝牙天线接口 ................................................................................................................................. 48 4.19.3. FM 天线接口 ................................................................................................................................... 49 PCB 布局 ...................................................................................................................................................... 51 5.1 模块 PIN 分布 ........................................................................................................................................ 51 5.2 PCB 布局原则........................................................................................................................................ 52 5.2.1 天线..................................................................................................................................................... 52 5.2.2. 电源..................................................................................................................................................... 52 5.2.3 SIM 卡 ................................................................................................................................................. 52 5.2.4 音频..................................................................................................................................................... 52 5.2.5 其他..................................................................................................................................................... 52 5.3 推荐 PCB 布局....................................................................................................................................... 52 6. 电气，可靠性和射频特性 ........................................................................................................................... 54 6.1 绝对最大值 ............................................................................................................................................ 54 6.2 推荐的操作条件 .................................................................................................................................... 54 6.3 数字接口特性 ........................................................................................................................................ 54 6.4 SIM 卡接口特性 .................................................................................................................................... 55 6.5 SIM_VDD 特性 ..................................................................................................................................... 55 6.6 VDD_EXT 特性 ..................................................................................................................................... 55 6.7 VRTC 特性 ............................................................................................................................................ 55 6.8 耗流(VBAT=3.8V)................................................................................................................................. 56 6.9 静电防护 ................................................................................................................................................ 59 6.10 射频特性 ................................................................................................................................................ 59 6.10.1. 模块传导射频输出功率 ................................................................................................................. 59 6.10.2. 模块传导接收灵敏度 ..................................................................................................................... 60 6.10.3. 模块工作频段 ................................................................................................................................. 60 SI M C O M C O N FI D EN TI 5. 7. 生产 ............................................................................................................................................................... 61 7.1. 模块的顶视图和底视图 ........................................................................................................................ 61 7.2. 推荐焊接炉温曲线图 ............................................................................................................................ 61 7.3. 湿敏特性 ................................................................................................................................................ 62 7.4. 烘烤要求 ................................................................................................................................................ 62 8. 附录 ............................................................................................................................................................... 63 I. 参考文档 ................................................................................................................................................ 63 II. 术语和解释 ............................................................................................................................................ 64 SIM800H_硬件设计手册_V2.03 4 2016-07-07 Smart Machine Smart Decision 安全警告 ................................................................................................................................................ 66 SI M C O M C O N FI D EN TI AL FI L E III. SIM800H_硬件设计手册_V2.03 5 2016-07-07 Smart Machine Smart Decision 表格索引 表 1： 模块配置表 ........................................................................................................................................................ 12 表 2： 模块主要特性 .................................................................................................................................................... 12 表 3： 编码格式和最大网络数据速度率 ..................................................................................................................... 14 表 4： 工作模式 ............................................................................................................................................................ 14 表 5： 引脚描述 ............................................................................................................................................................ 17 E 表 6： 推荐的齐纳二极管型号 .................................................................................................................................... 21 表 7： RESET 硬件参数 ............................................................................................................................................... 26 FI L 表 8： AT+CFUN 不同设置下的耗流(BS-PA-MFRMS=9)......................................................................................... 27 表 9： 串口引脚定义 .................................................................................................................................................... 29 表 10： 串口逻辑电平 ................................................................................................................................................... 29 表 11： VBUS 工作电压 ................................................................................................................................................ 32 AL 表 12： RI 信号线电平状态 .......................................................................................................................................... 33 表 13： 音频接口定义 ................................................................................................................................................... 34 TI 表 14： 音频功放参数 ................................................................................................................................................... 34 表 15： 音频输入参数 ................................................................................................................................................... 35 EN 表 16： 音频输出参数 ................................................................................................................................................... 36 表 17： SIM 卡接口引脚定义 ....................................................................................................................................... 36 表 18： 引脚描述(AMPHENOL SIM 卡座) .................................................................................................................. 38 D 表 19： 引脚描述(AMPHENOL SIM 卡座) .................................................................................................................. 39 表 20： PCM 接口引脚定义 .......................................................................................................................................... 40 FI 表 21： PCM 参数表 ...................................................................................................................................................... 40 表 22： 键盘接口引脚信号定义 ................................................................................................................................... 42 N 表 23： I2C 总线接口引脚定义 .................................................................................................................................... 43 O 表 24： GPIO 接口引脚定义 ......................................................................................................................................... 43 表 25： ADC 接口引脚定义 .......................................................................................................................................... 44 C 表 26： ADC 参数 .......................................................................................................................................................... 44 表 27： PWM 引脚定义 ................................................................................................................................................. 44 表 28： BUZZER 特性 ................................................................................................................................................... 45 M 表 29： NETLIGHT 引脚定义 ....................................................................................................................................... 45 表 30： NETLIGHT 工作状态 ....................................................................................................................................... 45 O 表 31： STATUS 引脚定义 ............................................................................................................................................ 45 表 32： LED 引脚定义................................................................................................................................................... 46 C 表 33： ISINK 引脚参数 ................................................................................................................................................ 46 M 表 34： RF_SYNC 引脚定义 ......................................................................................................................................... 46 表 35: 推荐天线抗 ESD 器件列表 ................................................................................................................................. 48 SI 表 36： 绝对最大值 ....................................................................................................................................................... 54 表 37： 推荐的操作条件 ............................................................................................................................................... 54 表 38： 数字接口特性 ................................................................................................................................................... 54 表 39： SIM 卡接口特性 ............................................................................................................................................... 55 表 40： SIM_VDD 特性................................................................................................................................................ 55 表 41： VDD_EXT 特性 ................................................................................................................................................ 55 表 42： VRTC 特性 ........................................................................................................................................................ 55 表 43： 耗流 ................................................................................................................................................................... 56 表 44： 蓝牙性能参数 ................................................................................................................................................... 57 表 45： 蓝牙耗流 ........................................................................................................................................................... 58 SIM800H_硬件设计手册_V2.03 6 2016-07-07 Smart Machine Smart Decision 表 46： ESD 性能参数（温度：25℃，湿度：45%） ............................................................................................... 59 表 47： GSM850, EGSM900 传导输出功率 ................................................................................................................. 59 表 48： DCS1800, PCS1900 传导输出功率 .................................................................................................................. 60 表 49： 传导接收灵敏度 ............................................................................................................................................... 60 表 50： 模块工作频段 ................................................................................................................................................... 60 表 51： 模块湿敏特性 ................................................................................................................................................... 62 表 52： 模块烘烤要求 ................................................................................................................................................... 62 表 53： 参考文档 ........................................................................................................................................................... 63 E 表 54： 术语和解释 ....................................................................................................................................................... 64 SI M C O M C O N FI D EN TI AL FI L 表 55： 安全警告 ........................................................................................................................................................... 66 SIM800H_硬件设计手册_V2.03 7 2016-07-07 Smart Machine Smart Decision 图片索引 图 1： 模块功能框图 ..................................................................................................................................................... 15 图 2： 模块引脚图(TOP 面透视图) .............................................................................................................................. 16 图 3： 三维尺寸（单位：毫米） ................................................................................................................................. 19 图 4： 推荐 PCB 封装尺寸（单位：毫米） ................................................................................................................ 20 图 5： VBAT 输入参考电路 ......................................................................................................................................... 21 图 6： LDO 供电参考电路 ............................................................................................................................................ 21 E 图 7： DC-DC 电源参考电路 ........................................................................................................................................ 22 图 8： 突发时 VBAT 的跌落 ......................................................................................................................................... 22 FI L 图 9： VBAT 跌落的最低电压 ...................................................................................................................................... 22 图 10：使用 PWRKEY 驱动电路开机 ........................................................................................................................... 23 图 11：使用 PWKEY 按键开机 ..................................................................................................................................... 23 图 12：使用 PWRKEY 开机时序图 ............................................................................................................................... 24 AL 图 13：使用 PWRKEY 关机时序图 ............................................................................................................................... 24 图 14：关机后重新开机时序图 ..................................................................................................................................... 25 TI 图 15：复位电路 ............................................................................................................................................................. 26 图 16：复位时序图 ......................................................................................................................................................... 26 EN 图 17：外部电容给 RTC 供电 ........................................................................................................................................ 28 图 18：不可充电电池给 RTC 供电 ................................................................................................................................ 28 图 19：可充电电池给 RTC 供电 .................................................................................................................................... 28 D 图 20：串口连接图 ......................................................................................................................................................... 30 图 21：电阻分压电路 ..................................................................................................................................................... 31 FI 图 22：二极管隔离电路 ................................................................................................................................................. 31 图 23：TX 连接图 ........................................................................................................................................................... 31 N 图 24：RX 连接图 ........................................................................................................................................................... 32 O 图 25：USB 连接图......................................................................................................................................................... 32 图 26：软件升级接口 ..................................................................................................................................................... 33 C 图 27：模块作为被叫当接收到语音呼叫时 RI 上的电平变化 .................................................................................... 33 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 ................................................. 34 图 29：模块作为主叫时 RI 上的电平变化 .................................................................................................................... 34 M 图 30：受话器接口电路 ................................................................................................................................................. 35 图 31：麦克风接口电路 ................................................................................................................................................. 35 O 图 32：8 引脚 SIM 卡座的接口推荐电路 ..................................................................................................................... 37 图 33：6 引脚 SIM 卡座的接口推荐电路 ..................................................................................................................... 37 C 图 34：MOLEX 91228 SIM 卡座 ................................................................................................................................... 38 M 图 35：AMPHENOL C707 10M006 512 2 SIM 卡座尺寸图 ........................................................................................ 39 图 36：PCM 连接图 ........................................................................................................................................................ 40 SI 图 37：键盘接口参考电路 1 .......................................................................................................................................... 41 图 38：键盘接口参考电路 2 .......................................................................................................................................... 41 图 39：键盘接口参考电路 3 .......................................................................................................................................... 42 图 40：键盘接口说明 ..................................................................................................................................................... 42 图 41：GPIO 时序图 ....................................................................................................................................................... 43 图 42：PWM 参考电路 ................................................................................................................................................... 44 图 43：NETLIGHT 参考设计电路 ................................................................................................................................. 45 图 44：LED 驱动电路连接示意图 ................................................................................................................................. 46 图 45：发射同步信号时序图 ......................................................................................................................................... 47 图 46：GSM 天线接口连接电路 .................................................................................................................................... 47 SIM800H_硬件设计手册_V2.03 8 2016-07-07 Smart Machine Smart Decision 图 47：GSM 天线接口简化连接电路 ............................................................................................................................ 48 图 48：蓝牙天线接口连接电路 ..................................................................................................................................... 49 图 49：FM 天线接口连接电路 ....................................................................................................................................... 49 图 50：以耳机 GND 管脚作为 FM 天线的接口连接电路 ........................................................................................... 50 图 51：模块 PIN 脚分布图 ............................................................................................................................................. 51 图 52：推荐 PCB 布局 .................................................................................................................................................... 53 图 53：SIM800H 顶视图和底视图................................................................................................................................. 61 SI M C O M C O N FI D EN TI AL FI L E 图 54：模块推荐焊接炉温曲线图（无铅工艺） .......................................................................................................... 61 SIM800H_硬件设计手册_V2.03 9 2016-07-07 Smart Machine Smart Decision 版本历史 版本 变更描述 作者 2013-05-10 1.00 初版 宋家林,李亚 2013-05-23 1.01 更新图 2、图 3、图 12、图 13、图 15、图 40；表 6、表 18、 表 43；增加附录 II； 宋家林 增加了休眠章节注意事项 2013-07-02 1.02 修正一些描述错误； 增加串口推荐电路； 增加了“音频 TDD”和“PCB 布局”章节 修正部分文字错误 修正表 1 中省电一项的说明 修改“内置 SIM 卡”描述 修改“4.1.1 电源引脚”第一段描述错误 表 6 中 300us 改为 105ms 表 7 中的“Ua”改为“Ma”；修改测试条件和数据； 表 10 的标题修改 表 20 中“可选功能”改为“描述” “6.8 耗流（VBAT=4.0V） ”改为“6.8 耗流（VBAT=3.8V） ” 更新图 12、图 13、图 15、图 23、图 47~图 51、图 54 增加图 22 和图 23 的注意事项。 修改 4.19.2 节蓝牙输出匹配推荐值。 增加 7.3 和 7.4 章节 修改部分表格属性 FI L 1.03 宋家林 增加“4.2.2.5 关机后重新启动”章节 更新表 7 更新表 9 增加 4.3.4、4.3.5 章节休眠模式 2 相关内容 修改 4.5.1 章节中串口波特率范围 4.8.1 章节增加 SIM 卡检测注意事项 4.10 章节增加按键设计注意事项 增加"4.18.1 RF_SYNC 的复用功能"章节 表 43 中 VBUS 的最大值改为 12V 增加"表 50：蓝牙性能参数"和"表 51：蓝牙耗流" 更新图 57：模块推荐焊接炉温曲线图（无铅工艺） 增加了模块配置表 增加了 GPIO1/2/3 的开机时序图 将 SIM800H 和 SIM800L 整合为一个文档、更新了模块的 PIN 命名方式并升级为 2.01 版本 宋家林 修改表 5 中 KBC0（pin20）的描述 SIM 卡料号改为“C707 10M006 5122 2” 修改表 44 中的蓝牙版本为 3.0 更新图 12 将“自动波特率”改为“自适应波特率” 更新耗流数据 宋家林 更新图 49、图 50，添加防静电 TVS 更新表 42，添加参考 TVS 型号 朱阿娟 N 2.01 SI M C O M C O 2014-07-03 FI D EN TI AL 2013-08-19 宋家林 E 日期 2015-07-27 2016-07-07 2.02 2.03 SIM800H_硬件设计手册_V2.03 10 2016-07-07 Smart Machine Smart Decision SI M C O M C O N FI D EN TI AL FI L E 删除复用功能 更新高低压自动关机注意事项 添加 ADC 检测功能注意事项 更新图 4 去掉“4.2.2.4 高温或者低温自动关机” SIM800H_硬件设计手册_V2.03 11 2016-07-07 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 速的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 速的使用模块来设计移动通讯应用方案。 E 2. 模块综述 FI L SIM800H模块可支持4频GSM/GPRS，工作的频段为：GSM850、EGSM900、DCS1800和PCS1900 MHz。 模块的尺寸只有17.8*15.8*2.4 mm，几乎可以满足所有用户应用中的对空间尺寸的要求。          FI D EN TI 最多可支持50个按键。 一路全功能串口 一路USB接口，可模拟出一路串口，便于用户调试、下载软件 两路音频接口，包含麦克风输入和受话器输出。 可编程的通用输入输出接口（GPIO）。 一路SIM卡接口 支持BT功能 支持FM功能 PWM功能引脚 AL 模块和用户的物理接口为88Pin的LGA焊盘，提供了模块的所有硬件接口。 O N SIM800H采用省电技术设计，在休眠模式下耗电流低至1.04毫安。 C 2.1. 模块配置表 表 1： 模块配置表 SIM800H FLASH 850、900、1800、1900MHz 支持 32Mbit 32Mbit M C RAM O BT M GSM SI 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1.04毫安 (BS_PA_MFRMS=9 ) 频段   四频：GSM850、EGSM900、DCS1800、PCS1900，可以自动地搜寻四个频段。 也可以通过AT命令来设置频段。 符合GSM Phase 2/2+ SIM800H_硬件设计手册_V2.03 12 2016-07-07 Smart Machine Smart Decision 小型移动台 发射功率   Class 4 (2W)：GSM850、EGSM900 Class 1 (1W)：DCS1800、PCS1900 GPRS 连接特性    GPRS 时隙缺省为等级12 GPRS 时隙 class8，10，12 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 和 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) 支持非结构化补充数据业务(USSD) 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 和 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 串口和调试口 串口：  默认支持一路标准的全功能串口  传输速率支持从1200bps到460800bps  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 的自适应波特率检测功能  软件升级 调试口：  用于调试 SI M C O M C O N FI D EN TI AL FI L E GSM 类型 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：17.8*15.8*2.4mm 重量：1.35g 软件升级 通过串口或USB口升级软件（推荐使用USB接口升级软件） SIM800H_硬件设计手册_V2.03 13 2016-07-07 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 FI L E 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。 AL 表 4： 工作模式 功能 正常工作 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和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， 以及GPRS 配置 (例如：使用多时隙配置)。 O N FI D EN TI 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。 软件也停止运行。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。 SI M C O M C 关机模式 SIM800H_硬件设计手册_V2.03 14 2016-07-07 Smart Machine Smart Decision 2.4. 模块功能框图 Power management unit Radio Frequency FI L RF Power Supply E 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 BT FM AL RTC Digital Interface Analog Interface UART SIM USB KEY PCM N FI D ADC Digital base band EN Analog base band TI GPIOs Audio SI M C O M C O 图 1： 模块功能框图 SIM800H_硬件设计手册_V2.03 15 2016-07-07 Smart Machine Smart Decision 3. 模块封装 3.1. 引脚分布图 40 39 38 37 36 35 34 33 32 31 VBAT GND GSM_ ANT GND GND GND BT_ ANT GND CTS RTS TXD RXD GND SDA SCL GND GND GND DCD DTR RI 76 75 74 73 72 71 70 69 GND 43 2 GND GND 44 3 GPIO1 4 STA TUS 5 RF_ SYNC ISINK0 GND PWR KEY 86 GND 77 GND GND 85 GND GND MIC2P 80 GND GND SPK2P MIC 1P SPK 1P 51 52 53 D 79 GND ADC 50 GPIO3 28 PCM_ SYNC GPIO2 27 NETLI GHT PWM 26 KBR4 KBC1 25 81 GND KBC4 24 KBR3 23 KBC2 22 64 63 KBR0 82 GND 62 KBR2 SIM_ DET SIM_ CLK VRTC FM_ ANTN GND 54 55 56 57 KBR1 58 59 60 KBC0 KBC3 20 21 MIC 2N SPK 2N MIC 1N SPK 1N SIM_ DATA SIM_ RST SIM_ VDD FM_ ANTP VDD_ EXT 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 M 61 USB_ DP USB_ DN 图 2： 模块引脚图(TOP 面透视图) SI M C O 9 USB_DP FI RESET PCM_ IN 65 83 GND EN 47 49 8 88 GND N VBUS GND 87 GND 78 GND O 7 29 GND TI ISINK1 48 PCM_ CLK 68 66 C 6 30 67 84 GND 45 46 PCM_ OUT FI L VBAT E 41 AL 1 42 SIM800H_硬件设计手册_V2.03 16 2016-07-07 Smart Machine Smart Decision 3.2. 模块引脚描述 表 5： 引脚描述 引脚名称 I/O 引脚序号 描述 备注 供电 1、42 I VRTC 引脚上接电池 或者电容。 如果不用，保持悬空。 56 I/O VDD_EXT 18 O 2.8V 电源输出 GND 2、6、8、35、 37、38、39、41、 43、44、45、58、 67、71、72、73、 76、77、78、79、 80、81、82、83、 84、85、86、87、 88 MIC1N 12 SPK1P 53 SPK1N 13 MIC2P 9 I AL TI 音频一路输入正端和负端 O 10 51 11 O 音频一路输出正端和负端 如果不用，保持悬空 I 音频二路输入正端和负端 O 音频二路输入正端和负端 C SPK2N 模块内部已经上拉至 VBAT C 52 M MIC1P SPK2P 通过拉低 PWRKEY 可以实现模块的开启和 关闭 O 音频接口 MIC2N FI I N 48 电源 GND 推荐使用 2,43,44,45pin D EN 接地 开机 关机 PWRKEY FI L VRTC 当系统电源 VBAT 没电时给实时时钟提供电 流输入。当 VBAT 有电而且后备电池电压过 低时可以给后备电池进行充电。 E VBAT 模块提供 2 个 VBAT 电源 pin 脚。模块采用 单电源供电，电压范围从 3.4V 到 4.4V。电 源要能够提供足够的峰值电流以保证在突发 模式时高达 2A 的峰值耗流。 M PCM 接口 29 O PCM_OUT 30 O PCM_SYNC 65 O PCM_IN 66 I KBC4 24 I KBC3 21 I KBC2 22 I KBC1 25 I SI PCM_CLK PCM 数字音频接口 如果不用，保持悬空 默认键盘功能。最多支持 5*5*2=50 个按键 如果不用，保持悬空 （开机过程请保持 pin20 为高电平或悬 空） 键盘接口 SIM800H_硬件设计手册_V2.03 17 2016-07-07 Smart Machine Smart Decision KBC0 20 I KBR4 63 O KBR3 23 O KBR2 61 O KBR1 60 O KBR0 62 O GPIO1 3 I/O GPIO2 27 I/O GPIO3 28 I/O NETLIGHT 64 O 网络状态指示灯 STATUS 4 O 运行状态指示灯 DTR 69 I 数据终端准备 RI 68 O 振铃指示 DCD 70 O 数据载波检测 CTS 34 O 请求发送 RTS 33 I 清除发送 TXD 32 O 数据发送 RXD 31 I 数据接收 VBUS 7 I USB_DP 59 I/O USB_DN 19 I/O E GPIO 口 FI L 通用输入输出口 50 TI EN 26 O 脉宽调制输出 如果不用，保持悬空 75 I/O 开漏输出 74 O 开漏输出 C SCL D 如果不用，保持悬空 M SDA N O 10bit 通用模拟数字转换器 O I2C 如果不用，保持悬空 I 脉宽调制 PWM 用于调试,下载 C 模数转换（ADC） ADC 不用的引脚，保持悬 空 FI 调试接口 AL 串口 如果不用，保持悬空 SIM_VDD 16 O SIM_DATA 14 I/O SIM_CLK 55 O SIM_RST 15 O SIM_DET 54 I 外部 Sim 卡在位检测脚 GSM_ANT 40 I/O 连接 GSM 天线 BT_ANT 36 I/O 连接蓝牙天线 FM_ANTP 17 I FM_ANTN 57 I SI M 外部 SIM 卡接口 如果不用，保持悬空 天线接口 SIM800H_硬件设计手册_V2.03 仅 SIM800H FM 差分式天线 18 2016-07-07 Smart Machine Smart Decision 射频同步信号 RF_SYNC 5 O 射频发射同步信号 RESET 49 I 拉低复位模块 ISINK1 46 I 可驱动按键背光灯 ISINK0 47 I 可驱动 LCD 背光灯 E 其他功能脚 图 3： 三维尺寸（单位：毫米） SI M C O M C O N FI D EN TI AL FI L 3.3. 机械尺寸 SIM800H_硬件设计手册_V2.03 19 2016-07-07 SI M C O M C O N FI D EN TI AL FI L E Smart Machine Smart Decision 图 4： 推荐 PCB 封装尺寸（单位：毫米） SIM800H_硬件设计手册_V2.03 20 2016-07-07 Smart Machine Smart Decision 4. 接口应用 4.1. 供电 E 模块VBAT的电压输入范围是3.4V到4.4V，推荐电压为4.0V。模块以最大功率发射时，电流峰值瞬间 最高可达到2A，从而导致在VBAT上有较大的电压跌落。 FI L 建议靠近VBAT使用一个大电容稳压，推荐使用100µF钽电容（CA低 ESR)和一个1µF~10µF的陶瓷电 容（CB）并联。增加并联的33pF和10pF电容可以有效去除高频干扰。同时为防止浪涌对芯片的损坏，建 议在模块VBAT引脚上使用一个5.1V/500mW的齐纳二极管。PCB布局时，电容和二极管应尽可能靠近模块 的VBAT引脚。 33pF 10pF 5.1V 500mW D EN CB TI CA AL VBAT FI 图 5： VBAT 输入参考电路 封装 1 On semi MMSZ5231BT1G 500mW SOD123 2 长电科技 MMSZ5231B 500mW SOD123 3 Prisemi PZ3D4V2H 500mW SOD323 4 Vishay MMSZ4689-V 500mW SOD123 5 Crownpo CDZ55C5V1SM 500mW 0805 O 功率 C 料号 O M 厂家 N 表 6： 推荐的齐纳二极管型号 注意：电路中的TVS要有良好的GND连接，位置要尽可能靠近接口，关断电压VRWM不能太高，一般是本身电压基础上增加 M C 1/3，如3V的信号线在选在TVS时，关断电压可以选择4V左右的。 DC INPUT 2 + C101 100uF 1 C102 1uF U101 MIC29302 Vout Vin On/Off PWR_CTRL GND SI DC输入电压为+5V，使用LDO供电的推荐电路如下图所示： VBAT 4 FB 5 R101 100K 3 + C103 C104 330uF 100nF R103 470R R102 43K 图 6： LDO 供电参考电路 SIM800H_硬件设计手册_V2.03 21 2016-07-07 Smart Machine Smart Decision 如果输入（DC）和输出（VBAT）的压差很大，建议采用开关稳压器。尤其是在当模块突发时电流达 到2A的情况下，开关稳压器效率优势明显。下图是DC-DC供电参考设计电路。 C101 100uF + C102 1uF 5 On/Off PWR_CTRL GND U101 LM2596- ADJ 1 Vin Vout 2 DC INPUT FB101 L101 100uH FB 4 D102 C103 330uF MBR360 3 + R101 C104 VBAT 270R 2.2K 100nF R102 FI L E 1K 图 7： DC-DC 电源参考电路 TI AL 用户可以直接用3.7V的锂离子电池给模块供电，也可以使用镍镉或者镍锰电池直接给模块供电，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。 4.615ms D 577us EN 下图是在VBAT等于4V、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， 100µF的钽电容，ESR等于0.7Ω。 N FI IVBAT Max:350mV C O VBAT Burst:2A 电源引脚 O 4.1.1. M 图 8： 突发时 VBAT 的跌落 M C 两个VBAT引脚用于电源输入，2、43、44、45脚的GND可用来连接电源的地，VRTC引脚用于模块内 部RTC电源输入，VDD_EXT输出2.8V电源供用户使用。 SI 在用户的设计中，请特别注意电源部分的设计，确保即使在模块耗电流达到2A时，VBAT的跌落也不 要低于3.0V。如果电压跌落低于3.0V, 模块可能会关机。从VBAT引脚到电源的PCB布线要足够宽以降低在 传输突发模式下的电压跌落。 VBAT MIN:3.0V 图 9： VBAT 跌落的最低电压 注意：模块的硬件关机电压为3.0V。因此当电压跌落到3.0V以下时会引起硬件关机。 SIM800H_硬件设计手册_V2.03 22 2016-07-07 Smart Machine Smart Decision 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所测的电压平均值。 注意：关于AT+CBC的详细信息请参考文档 [1] 。 E 4.2. 开机关机 4.2.1. FI L 当超过模块的温度和电压限制时不要开启模块。模块一旦检测到这些不适合的条件就会立即关机。在 极端的情况下这样的操作会导致模块永久性的损坏。 模块开机 TI AL 用户通过拉低 PWRKEY 引脚至少大于 1 秒然后释放，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： EN VBAT 100K 开机电路 D PWRKEY 1K FI 4.7K 脉冲 模块 C O N 47K M 图 10：使用 PWRKEY 驱动电路开机 100K PWRKEY 开机电路 1K M C O VBAT SI 模块 图 11：使用 PWKEY 按键开机 下图是开机时序说明： SIM800H_硬件设计手册_V2.03 23 2016-07-07 Smart Machine Smart Decision T>1.5s VBAT t>1s PWRKEY (输入) 低电平3s 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，再开机的时候URC就会上报“RDY”字符。 模块关机 FI 4.2.2. D 关于AT命令“AT+IPR”的详细信息请参考文档[1]。 C O N 下面是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：高电压或者低电压自动关机 4.2.2.1. 模块使用 PWRKEY 关机 O M 用户可以通过把PWRKEY信号拉低1.5秒用来关机，拉低时间超过33秒模块会重新开机。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： SI M C PWRKEY (输入) VDD_EXT 1.5s