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SIM800H _硬件设计手册_V2.03
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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
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文档名称:
前言
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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。
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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。
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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。
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版权声明
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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
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1.
SIM800H_硬件设计手册_V2.03
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Smart Machine Smart Decision
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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
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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
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Smart Machine Smart Decision
安全警告 ................................................................................................................................................ 66
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III.
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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
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表 6: 推荐的齐纳二极管型号 .................................................................................................................................... 21
表 7: RESET 硬件参数 ............................................................................................................................................... 26
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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
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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
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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
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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
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表 55: 安全警告 ........................................................................................................................................................... 66
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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
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图 7: DC-DC 电源参考电路 ........................................................................................................................................ 22
图 8: 突发时 VBAT 的跌落 ......................................................................................................................................... 22
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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
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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
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图 20:串口连接图 ......................................................................................................................................................... 30
图 21:电阻分压电路 ..................................................................................................................................................... 31
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图 22:二极管隔离电路 ................................................................................................................................................. 31
图 23:TX 连接图 ........................................................................................................................................................... 31
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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
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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
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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
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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
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2.01
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2014-07-03
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2013-08-19
宋家林
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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
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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。
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2. 模块综述
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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
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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
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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
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RAM
O
BT
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GSM
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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
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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)
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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
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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
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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
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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
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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
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仅 SIM800H
FM 差分式天线
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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
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SI
M
C
O
M
C
O
N
FI
D
EN
TI
AL
FI
L
E
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图 4: 推荐 PCB 封装尺寸(单位:毫米)
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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
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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
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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:
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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
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