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GSM_GPRS_数传模块设计方案书_MTK6260

惠州市新思为电子科技有限公司
G608 GSM/GPRS数传模块硬件设计规格书 Specification
Revision: 1.0
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阮小姐(Becky Yuan) 2010-9-12
V1.0 20130728
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目 录
1 模块总体介绍(Gerneral introduction)........................................................ 3
1.1 概述及实物图片(Description) ............................................................. ............................................... 3 1.2 应用领域(Application).............................................................................................................. ............ 3 1.3 产品特性 (Main feature).................................................................................................... ................... 4
2 模块电气特性(Electric Characteristics)................................................... 5
2.1 极限条件(Absolute Maximum Ratings)..................................................................................... ............ 5 2.2 工作条件(Recommended Operate Range) ............................................................................. ............... 5 2.3 电气特性(General Electric Characteristics)............................... ............................................. ............... 5 2.4 拼脚定义(Pin Assignment and Description).......................................................................... ................. 6
3 模块应用设计指导(Application note) ......................................................... 8
3.1 功能框图(Function Block description) .............................................................................. ............ 8 3.2 硬件接口概述 ............................................................................................................................ ..........9 3.2.1 主电源VBAT特性 ..................................................................................................................... ... .....9 3.2.2 开关机及复位(Power ON/OFF and Reset) ........................................................................... ..... ........ 10
4 硬件设计指南……………………........................................................... ...12
4.1 PCB板布局说明........................................................................................................................................ 12 4.2 PCB 关键走线说明 ......................................................... .................................................................... 32 4.3 模块应用参考设计原理图 ..................................................................................................................... 13
5 机械特性........................................................................................................................ 14
5.1 5.2 模块机械尺寸 ........................................................................................................................................ 14 模块产品 Bottom-View 视图 .......................................... ................................................................. 15
6 附录 .............................................................................................................. 16
6.1 射频指标 ................................................................................................................................................. 17 6.2 通信专用术语 .......................................................................................................................................... 18
1 模块总体介绍
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1.1 概述及实物图片
G608 模块是一款集成四频(900/850/1800/1900)GSM/GPRS,数据传输,增值业务, 语音接口等功能,用来开发应用外围器件很少,设计简单,成本低廉,结合可定制的应 用处理程序,轻松搭建终端应用。 G608模块尺寸:25.52×21.42×3mm,模块实物图片及管脚分布图分别如下,采用QFN 封装,易于SMT焊接;
1.2 应用领域
应用于 GPRS 数据传输,语言通讯,安防设备,远程监控系统等等。
1.3 产品特性
基本特性 制式 描述 GSM
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结构尺寸 电源供电 功耗 工作频带 发射功率 灵敏度 长*宽*高:25.52×21.42×3mm [±0.2](mm);66Pin 邮票孔贴片焊接 单电源供电 3.5-4.2 伏 Power OFF mode < 200uA;Deep sleep mode < 3mA Q-Band:GSM850/EGSM900/DCS1800/PCS1900 GSM850/900:33DB(2W,Class4);DCS1800/PCS1900:30DB(1W,Class1) GSM850/900:<-108DB;DCS1800/PCS1900<-107DB GPRS multi-slot class12,GPRS mobile station class B GPRS 数据传输:下行最大 85.6kbps;上行最大 42.8kbps GPRS 特性 编码格式:CS-1,CS-2,CS-3,CS-4 支持通常用于 PPP 连接 PAP(密码验证协议)协议 支持分组广播控制信道(PBCCH),内嵌 TCP/IP 协议 语音编码模式:AMR/FR/HF/EFR;回声/侧音消除,噪音抑止 音频特性 内置 AB 类功放, 支持双路 MIC 差分输入, 天线接口 SIM 卡接口 UART 串口 支持 GSM07.10 协议的 AT 指令 USB 接口 ENIT 接口 IIC 接口 按键接口 2 路 LDO 输出 支持 USB1.1 协议规范 可以用于唤醒功能 支持 IIC 接口 Becky 137******** 采用邮票孔焊接方式 支持双卡功能,外置 SIM 卡:1.8V/3V 电压自动匹配 支持 2 组 UART 口,传输速率可设,最大 921600 kbps
可支持 5×5 按键矩阵,也可支持 QWERTY 全键盘; VIO2.8V 和 VIBR 两路 LDO 输出, 其中 VIBR 输出软件可设置 1.8/2.8/3.0V
2 模块电气特性
2.1 极限条件(Absolute Maximum Ratings)
极限条件是指模块能够承受的最大的电压、温度范围,超出此范围之外可能导致本 产品永久损坏。
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项目 主电源供电 IO 口及中断 存储温度 回流炉焊 接温度 Tstg Treflow Symbol VBAT Min -0.3 -0.3 -55 Max 4.5 3.6 125 265 Unit V V Celsius Celsius 模块可进行二次回流炉焊接,温 度在 260 度以下建议小于 10 秒 备注 小于 3.5V 将低压自动关机 包括通用 GPIO 口,中断 EINT, UART,IIC,
2.2 推荐工作条件(Recommended Operate Range)
项目 主电源供电 充电输入 IO 口及中断 工作温度 Symbol VBAT CHGIN/USBIN Tstg Min 3.4 4.5 0 -30 Normal 3.9 5 2.8 25 Max 4.25 5.5 3.3 75 Unit V V V Celsius
2.3 总体电气特性(General Electric Characteristics)
Item Min Typical 开机键 ON_OFF Input High voltage level 0.7*Vbat Low voltage level 通用 GPIO/中断 EINT Input/output High logic level 2.0 Low logic level 2.8V LDO output VDD output voltage 2.7 2.8 VDD current capacity 30 Line regulation Load regulation VSIM LDO output Voltage output(3V SIM Card) 2.82 3 Voltage output(1.8V SIM Card) 1.71 1.8 Current capacity 20 Max Unit V V V V V Ma Mv Mv V V Ma
0.3*Vbat
0.5 2.9 50 5 20 3.18 1.89 30
2.4 引脚定义
按照66Pin邮票孔连接器顺序排列,其引脚定义如下: 引脚号 1 2 3 引脚名称 GND I/O 功能描述 接地
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4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 TXD1 RXD1 RXD2/IO20 TXD2/IO21 KROW1/IO14 KROW2/IO13 KROW0/IO15 KCOL1/IO8 RESET/IO74 KCOL3/IO6 KROW4/IO11 KCOL4/IO5
GPIO0/EINT0 KROW3/IO12 GND
O I I/O I/O I I I O I/O O I I I/O I G I/O O O I/O I/O I/O I/O I/O O O I/O O O P A/0 A/O O O O I
串口1数据发送 串口1数据接收 串口2数据接收/普通IO20 串口2数据发送/普通IO21 键盘扫描行/普通IO14 键盘扫描行/普通IO13 键盘扫描行/普通IO15 键盘扫描列/普通IO8 系统复位/普通IO74 键盘扫描列/普通IO6 键盘扫描行/普通IO11 键盘扫描列/普通IO5 中断0/普通IO0 键盘扫描行/普通IO12 接地 I2C时钟信号/普通IO1/默认为LCD时钟信号
键盘扫描列/普通IO7
SKL28/IO1/LCD _CLK KCOL2/IO7 KCOL0/IO9 SDA28/IO2/LCD _SDA MCDAO/IO26/LC D_SA0 MCCMO/IO27/LC D_RST MCCLK/IO25/LC D_CS SIM2_IO SIM2_SCLK SIM2_SRST SIM_DATA SIM_RESET SIM_CLK VSIM USB_DP USB_DM VIO2V8 VSIM2 VIBR BATED
按键扫描/普通IO9 I2C数据信号/普通IO2/默认为LCD数据信号
SD卡数据/普通IO26/默认为LCD数据和指令控制 SD卡数据/普通IO27/默认为LCD复位信号输出 SD卡时钟/普通IO25/默认为LCD片选
SIM2卡数据信号 SIM2卡复位信号 SIM2卡时钟信号 SIM1卡数据信号 SIM1卡复位信号 SIM1卡时钟信号 SIM卡电源供给,可支持1.8V和3V SIM卡 USB V1.1 数据DP USB V1.1 数据DM 2.8V电源输出,电流能力为50mA;模块开机后此LDO 输出一直为2.8V。 SIM2卡电源供电,可支持1.8V和3V SIM卡 软 件 可 设 置 1.8/2.8/3.0 伏 LDO 输 出 最 大 输 出 电 流 100ma Becky137******** 电池及温度检测
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40 41 42 66 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 POWERKEY RECREC+ MICBIAS1 MIC1+ MIC1MICN0 MICP0 MICBIASO PSKN0 SPKP0 GND VCHG CHR_LDO GADRV VBAT VBATSENSE ISENSE ISNK0/1/3 O O O P I I I I P O O G I O O I O O I 开关机控制
音频输出负极,可接受话器 音频输出正极,可接受话器
麦克风1偏置供电输出 麦克风1输入正极 麦克风1输入负极 麦克风0输入负极 麦克风0输入正极 麦克风0偏置供电输出
喇叭输出负极,已是放大信号,可驱动8ohm喇叭 喇叭输出正极,已是放大信号,可驱动8ohm喇叭
供电主地 USB电源输入检测 充电电流调节 充电控制 模块主供电,直流电源输入,电压范围3.4~4.3V,持 续电流能力1A,瞬间2A。 ADC检测 ADC检测 默认LCD背光控制,也可作为外设驱动,可设置为恒流 输出,低电平有效。
GND
G
电源地
GSM_ANT
O
GSM天线接口
3 模块应用设计指导 (Application note )
3.1 系统框图(Function Block description)
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图2-1 图2-1 是G608模块的系统框图,图中注明了主要的功能模块:
☆ 射频PA部分: ☆ 基带和MCU部分: ☆ 66Pin邮票孔连接器部分
3.2 硬件应用接口概述
通过66Pin 的邮票孔工艺焊接, G608模块可以方便地嵌入到终端应用系统中, 构成 一个GSM&GPRS无线应用系统。接口上主要的硬件信号有: ☆ 电源、复位接口 包括主电源输入VBAT,VCHGIN输入,开关机ON/OFF, 2.8V LDO输出,系统复位 SYSRESET; ☆ I2C接口 可提供一组2.8V电平的I2C接口
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☆ ☆ 语音接口 提供两路路音频输出、两路MIC输入接口。 USB接口 USB接口可作为与外部的业务通讯口以及程序下载口,还可作为调试接口,跟踪模 块内部信息。 SIM 卡接口 支持外部SIM卡接口. UART接口 提供两路标准的UART接口,其中UART1可作为程序下载和调试接口。 按键接口 可支持5X5的矩阵按键扫描。 射频接口 可提供一路天线接口。
☆ ☆ ☆ ☆
3.2.1 主电源供电 Vbat 特性(Pin55~56)
G608模块采用单电源供电VBAT输入,有效电压范围3.5~4.2V,瞬时电流能力要求 2A, 持续电流能力要求500mA以上, 可用外部直流电源供电, 也可采用外部锂电池供电。 主电源VBAT主要供给射频单元和电源管理PMU 单元,前者用于射频PA收发,后者 提供给系统电源管理,输出系统工作需要的各种电源。 射频PA大功率发射时,瞬间的电流可到2A,为了减小线路的压降,使供电稳定, 同时保证供电电流能力,主供电Vbat走线要尽量短,走线宽度要求2mm以上,当走线换 层时,双面板要求多于5个以上的过孔; 由于GSM系统采用TDMA分时复用的技术,持续的通讯过程中,射频PA发射间隙 时电流大,线路压降大,空闲间隙时,电流小,线路压降可忽略,因而主电源VBAT在 通讯过程中的纹波较大,如下图所示:
上图中,如Vbat电压瞬间低于3.3V,会导致系统瞬间掉电关机,为了减小射频PA 发射时的纹波,建议靠近模块供电端Vbat脚,加上一个1000uF或者2200uF的大电容,同 时预留一些小电容用于电源滤波。如下图:
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主供电小结: 1)有效电源输入3.5~4.2V,瞬间电流能力2A,持续电流能力700mA以上; 2)电源端到模块主供电输入脚Vbat之间的走线尽量短,走线宽度2mm以上,双面 板走线换层时过孔数量5个以上,模块供电脚占用PIN1~4四个引脚,也是处于此考虑; 电源走线要走最小环路,避免大的环路造成电磁干扰; 3) 电源输入端增加一颗1000uF以上的电解电容,1000uF /2200uF /4700uF , 越大 越好,以减小电源纹波,同时预留一些小的滤波电容; 4)模块对应的PIN60~65为主地的脚,请保证良好的接地,铺铜注意地平面宽度 至少2mm以上。
3.2.2 开关机ON/OFF及复位SYSRESET
1)开机 主电源VBAT 上电后,开关机信号ON/OFF被上拉到高电平,此时拉低ON/OFF信 号,PMU LDOS输出启动ok后,发出复位SYSRST信号给CPU,系统软件开始执行,一段时 间后系统能够保持,此时可以释放ON/OFF低电平信号,ON/OFF拉低时间T约为2秒。 开机流程如下图所示:
模块正常开机后,LDO 输出 VDD 一直为 2.8V,在无显示无语音的终端产品上,可 以通过检测此脚的电平来判断模块是否已经开机。 2)关机 模块上电开机后,拉低ON/OFF 信号一段时间约2秒后,系统启动并完成关机操作, PMU各LDOS电源输出关闭。流程如下图所示:
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4 硬件设计指南
4.1 .1 接; 2)天线同轴电缆线尽量短,避免对其它敏感线造成干扰; 3)电池连接器远离天线,主供电线路最短路径最小环路; 4)SIM 卡座/咪头/喇叭尽量远离 GSM 天线,咪头/喇叭焊接线尽量短; 5)滤波电容靠近相应器件摆放,走线先经过电容再到负载的输入端。 4.1.2 PCB 关键走线说明: 1)从火牛或电池到模块主供电线线宽要求 2mm 以上,走线换层过孔时要求孔数 5 个以上; 2)VCHGIN 充电输入及 Vbensense 充电输出线宽要求 0.5mm 以上; 3)所有音频走线尽量避免天线干扰,一般布在底部面,差分平行走线,走线尽量短,左右上下进行地保 护;喇叭走线要求 0.3mm,其它音频走线 0.15mm,音频滤波电容要求良好接地; 4)SIM 卡走线布置在底部面,走线尽量短,VSIM 走线 0.2mm,其它 0.15mm,滤波电容和 ESD 要求良好接 地;Becky 137******** 5)天线阻抗线尽量短,天线附近尽量避免走电源线,音频,SIM 卡及时钟复位等敏感线。 4.1.3 UART 接口设计说明: PCB 板布局说明: 1)模块在摆放时需要充分考虑天线馈点周围有足够的空间,天线馈点位置尽量靠近天线,方便天线焊
1) 两组串口支持的通讯波特率可设,最小1200bps,最高可达921600bps; 2)UART1支持标准的AT指令,还可用作软件下载接口以及系统调试接口; 3)为了适应允许范围内的不同电平(如3.3V),同时防止静电等ESD干扰,建议电路上 串口UART信号线都串上一颗100ohm的电阻隔离;如电平超出3.6V,必须加电平转换; 4) 同一组UART口,走线TX/RX尽量平行差分走线,线宽0.15mm,上下左右尽量铺地屏蔽 干扰;
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4.1.3 模块应用参考设计原理图
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5 机械特性
5.1 模块模块机械尺寸:
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5.2 模块产品 Bottom-View 视图:
25.5mm
21.5m
5.3 模块供电要求及接法
直流电源 3.7~4.2V 供电输入,输出能力 1A 以上;
5.4 下载软件
按照参考设计原理图对模块供电和连接好下载线,打开下载工具 Flashtool,把下载软件的工具设置 好;长按开机键 2s,出现红色滚动条进入串口下载模式
5.5 模块开机
模块供电后,长按 POWERKEY 开机键 2s 或者将 POWERKEY 对地短路即可开机,开机时可听到开 机铃声。
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