EVB_Air724UG_A13开发板使用指南

2024-02-17 11:41:53

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。

准备工作
固件下载
硬件接口描述
- 一、引脚定义
- 二、功能区定义
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://www.icode9.com/i/ll/?i=2021041218393779.png?,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk,shadow_10,text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl81NDI0ODU0OA==,size_16,color_FFFFFF,t_70

注意：

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。

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。

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。

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。

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。
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。
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

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。

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：

开发板指示灯红灯是否常亮，如有，请检查3)

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）

USB电缆的质量

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

开发板上电开机，打开luatools，点击下载选项。
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。
下载完成

lua固件带脚本下载流程

选择项目管理测试。
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。
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

开发板上电开机，打开luatools，点击下载选项。
BOOT下载勾选1，选择其需要下载的文件2，点击下载3。
提示等待进入BOOT模式。
按下开发板BOOT键不松，点击重启键一次，即可进入BOOT模式。
提示下载后松开BOOT键。
下载完成。

lua固件带脚本下载流程

选择项目管理测试。
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。
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：

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。
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。
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

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
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

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

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