EVB_Air724UG_A13开发板使用指南

  Air724 是上海合宙物联网于2020年3月下旬发布的一款基于UIS8910DM芯片组的物联网通讯模块。 模块通讯性能优越，符合Cat1通讯标准，支持最大下行速率 10Mbps 和最大上行速率5Mbps数据传输。 具有全功能音频输入输出接口，LCD接口，Camera接口，内存卡接口，矩阵键盘接口，ADC接口，其外设齐全，是替代2G物联网模块的理想产品。

  EVB_Air724UG系列开发板是针对Air724模块而设计，本文将针对A13版本开发板做一个基本介绍。

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目录

• 准备工作
  • 一、准备好开发板
  • 二、上电
  • 三、开机
  • 四、环境搭建
• 固件下载
• 硬件接口描述
  • 一、引脚定义
  • 二、功能区定义
    • 1.Camera接口
    • 2.Audio接口
    • 3. 矩阵键盘接口
    • 4.MIC接口
    • 5. TF卡接口
    • 6. LCD屏接口
    • 7.SPK接口
    • 8. I2C接口
    • 9. WIFI天线接口
    • 10.ADC接口
    • 11. 串口切换
• 其他信息
  • 1.产品链接
  • 2.资源下载

准备工作

一、准备好开发板

• 下图为合宙提供的开发板实物图，配件含天线一根。如进行USB调试，需自行配置一根USB电缆与电脑进行通讯。
  
  ![在这里插入图片描述](https://img-blog.csdnimg.cn/2021041218393779.png?x-oss-process=image/watermark,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk,shadow_10,text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl81NDI0ODU0OA==,size_16,color_FFFFFF,t_70

注意：

1. 如上图的红框部分，位于开发板右下角的串口检测接口未装配测试排针，如果不使用，可以不进行焊接，其他接口均有引出。
2. 用户如需对模块单独供电，可焊接左侧红框标注的4V排针，同时注意在上电前需将USB供电的4V对应开关拨至OFF档后，再进行单独供电，负极连接GND排针。
3. 开发板的部分功能虽有自带，但默认是不连接的，需自行配置跳帽进行短接以便使用。
4. 开发板可能需要自行配全的零件：跳帽、排针、杜邦线。

二、上电

接口：

开发板上有两个micro USB接口。

• 如下图，位于上方的USB连接器(上方红框)与Air724的USB_DM，USB_DP相连，实际连接的是模块的USB接口，这个USB口比较常用，用于固件下载，调试，日志抓取，RNDIS应用等。安装模块对应的USB驱动后，在设备管理器中会枚举出三个虚拟串口
  
  (USB串口驱动的安装参考第四节：配置相关开发环境)
• 位于下方的USB连接器是通过串口转换芯片CH330N和Air724的 UART1/UART2相连，可通过一个拨动开关来选择工作在 UART1或者UART2，实际连接的是模块的串口。在设备管理器中会枚举出一个CH340的串口设备，CH330N的串口驱动可自行安装与下载。
  
  

供电：

开发板提供三种方式供电。

1. 从上方的USB接口直接用micro USB数据线连接PC供电。开发板上内置了JW5033S 电源转换芯片，可以将USB的5V电源转换为4V电压给模块供电，此时注意不要使用4V再给模块供电。
2. 从下方的USB连接器的串口接口供电，也是可以直接用micro USB数据线连接PC供电，与上方的电源路径相同。
3. 同时提供了4V的测试点与测试排针孔，可以不通过内置的JW5033S电源芯片，用外部的直流稳压电源给模块供电，建议电压范围为：3.5V~4.2V。这种供电方式通常用于模块的功耗测试。
   
   

注意：这两个USB连接器都可以给模块供电，也可以同时插上，以提高对开发板的供电能力。

三、开机

1. 如下图，使用USB线缆，插入左侧的USB端口，将开发板左侧的电源拨动开关拨至“ON”。长按开机按钮3秒钟。

注意：A所指示的框图区域，拨码开关1和2的位置需拨至上方与下图保持一致，以确保开发板能够正常工作。

1. 如下图，此时位置1的电源红灯会处于常亮，如果开发板是AT版本的固件，位置2的绿灯会闪烁（LUA固件不带脚本时绿灯不亮）。
   
   

3.此时打开电脑的设备管理器，如果出现如下图情况，需按照第四节配置相关开发环境。

四、环境搭建

• 第一步，安装驱动程序
  
  驱动下载地址如下,直接安装即可。
  
  720U-USB驱动：点击此处
  
  安装成功后打开设备管理器，会出现如下界面:
  
  

• 第二步，安装编程环境（如果不使用开发功能此步骤可做简要了解），推荐使用微软公司的最新开源编辑器Visual studio code + 合宙官方Luatools V2，VS code可自行寻找资源下载与安装，Luatools V2下载地址为:
  
  Luatools V2：点击此处

注意：电脑没有映射出端口怎么办？

如电脑未映射出端口，请依次检查：

1. 开发板指示灯红灯是否常亮，如有，请检查3)
2. 供电是否充足（板子有没有反复重启，或者电源指示灯红灯点不亮）
3. USB电缆的质量
4. 驱动是否安装成功（设备管理器里能看到3个虚拟COM口）

固件下载

常用固件包资源

• AT固件下载地址：
  
  http://doc.openluat.com/article/1061/0
• luat固件下载地址：
  
  http://doc.openluat.com/article/1334/0

开发板支持两种下载方式：免BOOT下载与BOOT模式下载

• BOOT下载模式
  
  Air724UG模块需要使模块进入特定的下载模式，也就是BOOT模式，才能更新该模块的固件。原理为通过在上电前拉高第66脚复用管脚USB_BOOT/KEYIN0管脚至1.8V，可使模块进入BOOT模式。
  
  ①开发板BOOT按键已经连接了1.8V的管脚，在上电前按下该键，模块在上电后就可进入BOOT模式进行更新固件。需要注意的是在此模式下，模块更新固件时的整个过程和更新后会一直保持BOOT模式，不会自行开机，所以在提示固件更新完成后需要按下重启键重启开发板。
• 免BOOT下载模式
  
  ②免BOOT模式通过Luatools软件内部功能智能实现，软件在更新模块固件前先使模块重启，在重新开机时主动让模块进入BOOT模式，省去了手动按键的流程，需要注意的是该模式只有在模块处于开机状态，并且模块正常运行时才能够进行免BOOT更新，在更新完成后会自动重启。

操作步骤：

一、免BOOT下载

• AT固件或lua固件不带脚本下载流程

1. 开发板上电开机，打开luatools，点击下载选项。
   
   

2. 免BOOT下载取消勾选1，选择其需要下载的文件2，点击下载3。
   
   

3. 下载完成
   
   

• lua固件带脚本下载流程

1. 选择项目管理测试。
   
   

2. 选择底层固件包1，增加所需脚本2，不勾选BOOT下载3，点击下载底层与脚本4。
   
   

3. 下载完成
   
   

二、BOOT模式下载

• AT固件或lua固件不带脚本下载流程

1. 开发板上电开机，打开luatools，点击下载选项。
   
   

2. BOOT下载勾选1，选择其需要下载的文件2，点击下载3。
   
   

3. 提示等待进入BOOT模式。
   
   

4. 按下开发板BOOT键不松，点击重启键一次，即可进入BOOT模式。

5. 提示下载后松开BOOT键。
   
   

6. 下载完成。
   
   

• lua固件带脚本下载流程

1. 选择项目管理测试。
   
   

2. 选择底层固件包1，增加所需脚本2，勾选BOOT下载3，点击下载底层与脚本4。
   
   

3. 下载完成
   
   

硬件接口描述

一、引脚定义

  Air724 模块支持的GPIO接口达29个，电平为1.8V ，最大输出电流约2mA，部分引脚可改变其电压域，GPIO介绍：点击此处

  Air724 模块支持通用串口3个，SPI显示屏接口1个，I2C接口1个，相机接口1个，接口介绍：点击此处

开发板双侧引脚定义如下：

1. 如上图，开发板的上下插针均为26pin，共计52个引脚，上下插针GPIO口的引出达18个。
2. 上侧的插针（J24） GPIO 有11pin，GND 2pin，通用串口2组 4pin，4V与1.8V电压输出2 pin，PBINT开机按键1pin，按键脚1个KIN01pin（与下载功能复用），PSM内部保留功能引脚 1pin，其他功能4pin。
3. 下侧的插针（J26） GPIO有7pin，耳机差分输出1组 2pin，HOST专用串口1组 2pin，麦克风差分输入1组2pin，电源输出 1pin，按键 11pin（KEYOUT4复用UART3TX，KEYOUT5复用UART3RX），其他功能引脚 1pin。

其他接口定义如下：

1）左侧有一个SPI的显示屏接口为7pin （K2），其中信号线 5pin，电源 1pin， GND 1pin。

2）右侧有一个24pin 的串口相机接口（J27），其中信号线 8pin，电源 3pin，GND 2pin，NC(未使用）11 pin，其中有一根数据线可以和GPIO17复用。

3）板载有两个SIM卡槽， SIM0 （J25） 和 SIM1 （J15），其中SIM0为优先专用卡槽，SIM1的3pin信号线与GPIO29,30,31复用。

4）板载的LED有三个灯，红色为工作指示，信号由GPIO5控制，绿色为网络状态灯，蓝色为LTE注册灯，分别受GPIO_1和GPIO_4控制

5）除此之外板载接口还有串口数据检测接口（J14）、SPK接口（扬声器）与ADC（模拟电压输入）接口。

二、功能区定义

• Air724开发板支持以下功能：
  • 支持Camera接口
  • 支持Audio接口
  • 支持矩阵键盘接口
  • 自带MIC功能
  • 支持TF卡功能与LCD屏功能
  • 支持SPK功能
  • 支持I2C接口，自带I2C传感器功能
  • 支持WIFI外部天线接口，自带板载天线功能
  • 支持ADC2与ADC3两路接口，ADC2自带热敏电阻，ADC3自带电位器
  • 支持串口1、串口2内部与外部切换

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1.Camera接口

  Note:开发板上的Camera接口使用24Pin的上接触式端子，安装时摄像头朝上插入，注意正反。

• 摄像头链接：点击此处
• 相关管脚定义

管脚名	管脚号	复用	I/O	管脚描述	电气特性	备注
VCC_CAMA	79	/	/	Camera模拟部分电源	1.6V~3.2v/100mA 默认1.8V
VCC_CAMD	80	/	/	Camera数字部分电源	1.4V~2.18v/100mA 默认1.8V
GPIO_17	50	CAMI2C_SDA1	I/O	Camera I2C	VILmin=-0.3V VILmax=0.6V VIHmin=1.2V VIHmax=2.0V VOHmin= V_GLOBAL_1V80.7 VOLmax= V_GLOBAL_1V80.3	电压域V_GLOBAL_1V8
CAMI2C_SCL1	51	/	O	Camera I2C	同上	同上
CAM_RST	84	/	O	重启Camera	同上	同上
CAM_PWDN	78	/	O	关闭Camera	同上	同上
CAM_REFCLK	85	/	O	Camera 基准时钟	同上	同上
CAM_SCK	86	/	I	SPI Camera 时钟输入	同上	同上
CAM_SI1	88	/	I	SPI Camer数据输入1	同上	同上
CAM_SI0	87	/	I	SPI Camer数据输入0	同上	同上

2.Audio接口

  耳机根据第3段和第4段的接线定义不同可以分为 国标OMTP 和 美标CTIA 两种，在设计耳机插座的电路后需要选择相应的耳机。

  Note:Air724UG 开发板是按照国标OMTP设计的，故只能使用 OMTP标准的耳机，示意图如下：

• 相关管脚定义

管脚名	管脚号	复用	I/O	管脚描述	电气特性	备注
HEADMIC_IN_DET	105	/	I	耳机按键检测
HP_R	103	/	O	耳机输出
HP_L	112	/	O
HP_DET	106	/	I	耳机插入检测
HEADMIC_N	104	/	I	麦克输入，需要加外部偏置电路
HEADMIC_P	113	/	I
HEADMIC_BIAS	114	/	O	给HEADMIC 提供偏置电压

3. 矩阵键盘接口

   如上图，开发板右侧的排针共引出11个按键pin，分别是keyout0_5与keyin15，最高支持5×5的矩阵键盘。

下图为4×4矩阵键盘接法示意，购买链接：点击此处

注意：Air724UG模块最大支持6×6矩阵键盘，共计12个按键pin，分别是keyout0_5与keyin05。由于keyin0与BOOT键复用，开发板将keyin0引出到了左侧排针，以此防止用户连接不当导致模块工作不正常。如需支持6×6，需使用排线等其他方式将keyin0一起连接实现。

• 相关管脚定义

  管脚定义：http://doc.openluat.com/wiki/6?wiki_page_id=57

4.MIC接口

麦克风采用直连方式与模块管脚相连，参考以下管脚定义，MIC使用型号：B4013AM423-093

• 相关管脚定义

管脚名	管脚号	复用	I/O	管脚描述	电气特性	备注
MIC-	21	/	I	麦克输入，已内置偏置电路
MIC+	22	/	I

5. TF卡接口

SD卡要求如下：

  1、文件系为FAT32格式（windows、linux都可以正常识别），所以非FAT格式的SD卡会挂载失败，而无法正常识别

  2、支持的SD卡最大容量为32GB

  3、SD卡文件访问通过路径前加上【/sdcard0】

• 相关管脚定义

  管脚定义：http://doc.openluat.com/wiki/6?wiki_page_id=56

6. LCD屏接口

  使用LCD专用SPI接口，用于驱动1.8V /2.8V电压的SPI LCD屏幕，最大支持320*240分辨率。

合宙官方淘宝店有售配套的LCD屏，插入方式如下图，购买链接：点击此处

• 相关管脚定义

  管脚定义：http://doc.openluat.com/wiki/6?wiki_page_id=53

7.SPK接口

SPK接口为一个排针座子，管脚采用直连模块方式，可直接驱动8欧姆Speaker，最大输出功率1W。

合宙官方淘宝店有售配套的喇叭，可直接插入，购买链接：点击此处

• 相关管脚定义

管脚名	管脚号	复用	I/O	管脚描述	电气特性	备注
SPK-	18	/	O	Speaker差分信号输出，可以直接驱动8欧姆Speaker，最大输出功率1W
SPK+	19	/	O

8. I2C接口

  开发板自带一颗使用较为广泛的加速度传感器1，通过Air724模块的1V8引脚进行上电，可配置I2C用来实现此功能，同时引出3.3V接口，用于驱动3.3V的I2C设备。

Notes:外接3.3V的I2C设备时，无需断开开发板自带的传感器。

• 相关管脚定义

管脚名	管脚号	复用	I/O	管脚描述	电气特性	备注
GPIO_15	31	I2C2_SDA	I/O	I2C2数据信号	VDDIO(1.8V)
GPIO_14	32	I2C2_SCL	O	I2C2时钟信号	VDDIO(1.8V)

9. WIFI天线接口

  如上图，开发板默认在1的位置贴装一颗0R电阻，以实现板载天线工作功能，同时预留了外接WIFI天线的射频座，如需使用外接WIFI天线功能，将该电阻逆时针90°移至2号位置即可使用。

• 相关管脚定义

管脚名	管脚号	复用	I/O	管脚描述	电气特性	备注
WIFI_ANT	34	/	/	/

参考文档：http://doc.openluat.com/wiki/6?wiki_page_id=63

10.ADC接口

开发板支持位置1和位置2两路ADC接口，采用跳帽来切换其不同功能：

• 板载热敏电阻

  如上图，位置1的上方针脚直连模块的ADC2引脚，可使用杜邦线连接外部ADC设备，同时位置1的下方针脚直连了一颗热敏电阻，可采用跳帽来短接位置1进行板载的热敏电阻ADC电压测试，下图为热敏电阻位置。

• 板载电位器

  位置2的上方针脚直连模块的ADC3引脚，可使用杜邦线连接外部ADC设备，同时位置2的下方针脚直连了一颗微调电位器，可采用跳帽来短接位置2进行板载的电位器的ADC电压调试，下图为电位器位置。

• 调试方法

1.如下图，当连通J17的1和2时，热敏电阻R3与电阻R1组成分压电路，热敏电阻周围的温度发生变化时，其阻值会发生相应变化，此时ADC2的输入电压就会发生变化。热敏电阻选型：10KΩ_2017-02-21.pdf

2.当连通J17的3和4时，电位器R4与R2组成分压电路，使用螺丝刀旋转电位器会使电位器的电阻发生变化，此时ADC3的输入电压就会发生变化。电位器选型：AOI0000C51.pdf

• 相关管脚定义

  管脚定义：http://doc.openluat.com/wiki/6?wiki_page_id=61

11. 串口切换

• 开发板UART1与UART2切换

如下图，可拨动开发板右侧的拨动开关完成切换操作：

• 与外部MCU建立通信

1） 如下图，将拨码开关3与4往上拨动至ON档(红色框)，开发板可以和PC端建立通信。

2） 将拨码开关3与4往下拨动至OFF档(黄色框)，将其他的3.3V的MCU串口连接到蓝色框，可以和开发板直接建立通信。

• 相关管脚定义

  管脚定义：http://doc.openluat.com/wiki/6?wiki_page_id=46

其他信息

1.产品链接

EVB_Air724官方商城购买链接：

http://m.openluat.com/product/1275

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2.资源下载

• <1>以下为开发板PADS格式设计参考文件
  
  EVB_Air724UG_A13_设计文件_20200723.rar
• <2>以下为原理图PDF格式设计参考文件
  
  EVB_Air724UG_A13_设计文件_20200723.pdf

上海合宙通信模块 - 合宙Luat,让万物互联更简单