Air724 是上海合宙物聯網於2020年3月下旬發布的一款基於UIS8910DM芯片組的物聯網通訊模塊。 模塊通訊性能優越，符合Cat1通訊標准，支持最大下行速率 10Mbps 和最大上行速率5Mbps數據傳輸。 具有全功能音頻輸入輸出接口，LCD接口，Camera接口，內存卡接口，矩陣鍵盤接口，ADC接口，其外設齊全，是替代2G物聯網模塊的理想產品。
EVB_Air724UG系列開發板是針對Air724模塊而設計，本文將針對A13版本開發板做一個基本介紹。
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准備工作
一、准備好開發板
- 下圖為合宙提供的開發板實物圖，配件含天線一根。如進行USB調試，需自行配置一根USB電纜與電腦進行通訊。
注意：
- 如上圖的紅框部分，位於開發板右下角的串口檢測接口未裝配測試排針，如果不使用，可以不進行焊接，其他接口均有引出。
- 用戶如需對模塊單獨供電，可焊接左側紅框標注的4V排針，同時注意在上電前需將USB供電的4V對應開關撥至OFF檔后，再進行單獨供電，負極連接GND排針。
- 開發板的部分功能雖有自帶，但默認是不連接的，需自行配置跳帽進行短接以便使用。
- 開發板可能需要自行配全的零件：跳帽、排針、杜邦線。
二、上電
接口：
開發板上有兩個micro USB接口。
- 如下圖，位於上方的USB連接器(上方紅框)與Air724的USB_DM，USB_DP相連，實際連接的是模塊的USB接口，這個USB口比較常用，用於固件下載，調試，日志抓取，RNDIS應用等。安裝模塊對應的USB驅動后，在設備管理器中會枚舉出三個虛擬串口
(USB串口驅動的安裝參考第四節：配置相關開發環境) - 位於下方的USB連接器是通過串口轉換芯片CH330N和Air724的 UART1/UART2相連，可通過一個撥動開關來選擇工作在 UART1或者UART2，實際連接的是模塊的串口。在設備管理器中會枚舉出一個CH340的串口設備，CH330N的串口驅動可自行安裝與下載。
供電：
開發板提供三種方式供電。
- 從上方的USB接口直接用micro USB數據線連接PC供電。開發板上內置了JW5033S 電源轉換芯片，可以將USB的5V電源轉換為4V電壓給模塊供電，此時注意不要使用4V再給模塊供電。
- 從下方的USB連接器的串口接口供電，也是可以直接用micro USB數據線連接PC供電，與上方的電源路徑相同。
- 同時提供了4V的測試點與測試排針孔，可以不通過內置的JW5033S電源芯片，用外部的直流穩壓電源給模塊供電，建議電壓范圍為：3.5V~4.2V。這種供電方式通常用於模塊的功耗測試。
注意：這兩個USB連接器都可以給模塊供電，也可以同時插上，以提高對開發板的供電能力。
三、開機
- 如下圖，使用USB線纜，插入左側的USB端口，將開發板左側的電源撥動開關撥至“ON”。長按開機按鈕3秒鍾。
注意：A所指示的框圖區域，撥碼開關1和2的位置需撥至上方與下圖保持一致，以確保開發板能夠正常工作。
- 如下圖，此時位置1的電源紅燈會處於常亮，如果開發板是AT版本的固件，位置2的綠燈會閃爍（LUA固件不帶腳本時綠燈不亮）。
3.此時打開電腦的設備管理器，如果出現如下圖情況，需按照第四節配置相關開發環境。
四、環境搭建
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第一步，安裝驅動程序
驅動下載地址如下,直接安裝即可。
720U-USB驅動：點擊此處
安裝成功后打開設備管理器，會出現如下界面:
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第二步，安裝編程環境（如果不使用開發功能此步驟可做簡要了解），推薦使用微軟公司的最新開源編輯器Visual studio code + 合宙官方Luatools V2，VS code可自行尋找資源下載與安裝，Luatools V2下載地址為:
Luatools V2：點擊此處
注意：電腦沒有映射出端口怎么辦？
如電腦未映射出端口，請依次檢查：
- 開發板指示燈紅燈是否常亮，如有，請檢查3)
- 供電是否充足（板子有沒有反復重啟，或者電源指示燈紅燈點不亮）
- USB電纜的質量
- 驅動是否安裝成功（設備管理器里能看到3個虛擬COM口）
固件下載
常用固件包資源
- AT固件下載地址：
http://doc.openluat.com/article/1061/0 - luat固件下載地址：
http://doc.openluat.com/article/1334/0
開發板支持兩種下載方式：免BOOT下載與BOOT模式下載
- BOOT下載模式
Air724UG模塊需要使模塊進入特定的下載模式，也就是BOOT模式，才能更新該模塊的固件。原理為通過在上電前拉高第66腳復用管腳USB_BOOT/KEYIN0管腳至1.8V，可使模塊進入BOOT模式。
①開發板BOOT按鍵已經連接了1.8V的管腳，在上電前按下該鍵，模塊在上電后就可進入BOOT模式進行更新固件。需要注意的是在此模式下，模塊更新固件時的整個過程和更新后會一直保持BOOT模式，不會自行開機，所以在提示固件更新完成后需要按下重啟鍵重啟開發板。 - 免BOOT下載模式
②免BOOT模式通過Luatools軟件內部功能智能實現，軟件在更新模塊固件前先使模塊重啟，在重新開機時主動讓模塊進入BOOT模式，省去了手動按鍵的流程，需要注意的是該模式只有在模塊處於開機狀態，並且模塊正常運行時才能夠進行免BOOT更新，在更新完成后會自動重啟。
操作步驟：
一、免BOOT下載
- AT固件或lua固件不帶腳本下載流程
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開發板上電開機，打開luatools，點擊下載選項。
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免BOOT下載取消勾選1，選擇其需要下載的文件2，點擊下載3。
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下載完成
- lua固件帶腳本下載流程
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選擇項目管理測試。
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選擇底層固件包1，增加所需腳本2，不勾選BOOT下載3，點擊下載底層與腳本4。
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下載完成
二、BOOT模式下載
- AT固件或lua固件不帶腳本下載流程
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開發板上電開機，打開luatools，點擊下載選項。
-
BOOT下載勾選1，選擇其需要下載的文件2，點擊下載3。
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提示等待進入BOOT模式。
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按下開發板BOOT鍵不松，點擊重啟鍵一次，即可進入BOOT模式。
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提示下載后松開BOOT鍵。
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下載完成。
- lua固件帶腳本下載流程
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選擇項目管理測試。
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選擇底層固件包1，增加所需腳本2，勾選BOOT下載3，點擊下載底層與腳本4。
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下載完成
硬件接口描述
一、引腳定義
Air724 模塊支持的GPIO接口達29個，電平為1.8V ，最大輸出電流約2mA，部分引腳可改變其電壓域，GPIO介紹：點擊此處
Air724 模塊支持通用串口3個，SPI顯示屏接口1個，I2C接口1個，相機接口1個，接口介紹：點擊此處
開發板雙側引腳定義如下：
- 如上圖，開發板的上下插針均為26pin，共計52個引腳，上下插針GPIO口的引出達18個。
- 上側的插針（J24） GPIO 有11pin，GND 2pin，通用串口2組 4pin，4V與1.8V電壓輸出2 pin，PBINT開機按鍵1pin，按鍵腳1個KIN01pin（與下載功能復用），PSM內部保留功能引腳 1pin，其他功能4pin。
- 下側的插針（J26） GPIO有7pin，耳機差分輸出1組 2pin，HOST專用串口1組 2pin，麥克風差分輸入1組2pin，電源輸出 1pin，按鍵 11pin（KEYOUT4復用UART3TX，KEYOUT5復用UART3RX），其他功能引腳 1pin。
其他接口定義如下：
1）左側有一個SPI的顯示屏接口為7pin （K2），其中信號線 5pin，電源 1pin， GND 1pin。
2）右側有一個24pin 的串口相機接口（J27），其中信號線 8pin，電源 3pin，GND 2pin，NC(未使用）11 pin，其中有一根數據線可以和GPIO17復用。
3）板載有兩個SIM卡槽， SIM0 （J25） 和 SIM1 （J15），其中SIM0為優先專用卡槽，SIM1的3pin信號線與GPIO29,30,31復用。
4）板載的LED有三個燈，紅色為工作指示，信號由GPIO5控制，綠色為網絡狀態燈，藍色為LTE注冊燈，分別受GPIO_1和GPIO_4控制
5）除此之外板載接口還有串口數據檢測接口（J14）、SPK接口（揚聲器）與ADC（模擬電壓輸入）接口。
二、功能區定義
- Air724開發板支持以下功能：
- 支持Camera接口
- 支持Audio接口
- 支持矩陣鍵盤接口
- 自帶MIC功能
- 支持TF卡功能與LCD屏功能
- 支持SPK功能
- 支持I2C接口，自帶I2C傳感器功能
- 支持WIFI外部天線接口，自帶板載天線功能
- 支持ADC2與ADC3兩路接口，ADC2自帶熱敏電阻，ADC3自帶電位器
- 支持串口1、串口2內部與外部切換
1.Camera接口
Note:開發板上的Camera接口使用24Pin的上接觸式端子，安裝時攝像頭朝上插入，注意正反。
- 攝像頭鏈接：點擊此處
- 相關管腳定義
| 管腳名 | 管腳號 | 復用 | I/O | 管腳描述 | 電氣特性 | 備注 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| VCC_CAMA | 79 | / | / | Camera模擬部分電源 | 1.6V~3.2v/100mA 默認1.8V | |
| VCC_CAMD | 80 | / | / | Camera數字部分電源 | 1.4V~2.18v/100mA 默認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 | 電壓域V_GLOBAL_1V8 |
| CAMI2C_SCL1 | 51 | / | O | Camera I2C | 同上 | 同上 |
| CAM_RST | 84 | / | O | 重啟Camera | 同上 | 同上 |
| CAM_PWDN | 78 | / | O | 關閉Camera | 同上 | 同上 |
| CAM_REFCLK | 85 | / | O | Camera 基准時鍾 | 同上 | 同上 |
| CAM_SCK | 86 | / | I | SPI Camera 時鍾輸入 | 同上 | 同上 |
| CAM_SI1 | 88 | / | I | SPI Camer數據輸入1 | 同上 | 同上 |
| CAM_SI0 | 87 | / | I | SPI Camer數據輸入0 | 同上 | 同上 |
2.Audio接口
耳機根據第3段和第4段的接線定義不同可以分為 國標OMTP 和 美標CTIA 兩種，在設計耳機插座的電路后需要選擇相應的耳機。
Note:Air724UG 開發板是按照國標OMTP設計的，故只能使用 OMTP標准的耳機，示意圖如下：
- 相關管腳定義
| 管腳名 | 管腳號 | 復用 | I/O | 管腳描述 | 電氣特性 | 備注 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| HEADMIC_IN_DET | 105 | / | I | 耳機按鍵檢測 | ||
| HP_R | 103 | / | O | 耳機輸出 | ||
| HP_L | 112 | / | O | |||
| HP_DET | 106 | / | I | 耳機插入檢測 | ||
| HEADMIC_N | 104 | / | I | 麥克輸入，需要加外部偏置電路 | ||
| HEADMIC_P | 113 | / | I | |||
| HEADMIC_BIAS | 114 | / | O | 給HEADMIC 提供偏置電壓 |
3. 矩陣鍵盤接口
如上圖，開發板右側的排針共引出11個按鍵pin，分別是keyout05與keyin15，最高支持5×5的矩陣鍵盤。
下圖為4×4矩陣鍵盤接法示意，購買鏈接：點擊此處
注意：Air724UG模塊最大支持6×6矩陣鍵盤，共計12個按鍵pin，分別是keyout05與keyin05。由於keyin0與BOOT鍵復用，開發板將keyin0引出到了左側排針，以此防止用戶連接不當導致模塊工作不正常。如需支持6×6，需使用排線等其他方式將keyin0一起連接實現。
- 相關管腳定義
管腳定義：http://doc.openluat.com/wiki/6?wiki_page_id=57
4.MIC接口
麥克風采用直連方式與模塊管腳相連，參考以下管腳定義，MIC使用型號：B4013AM423-093
- 相關管腳定義
| 管腳名 | 管腳號 | 復用 | I/O | 管腳描述 | 電氣特性 | 備注 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| MIC- | 21 | / | I | 麥克輸入，已內置偏置電路 | ||
| MIC+ | 22 | / | I |
5. TF卡接口
SD卡要求如下：
1、文件系為FAT32格式（windows、linux都可以正常識別），所以非FAT格式的SD卡會掛載失敗，而無法正常識別
2、支持的SD卡最大容量為32GB
3、SD卡文件訪問通過路徑前加上【/sdcard0】
- 相關管腳定義
管腳定義：http://doc.openluat.com/wiki/6?wiki_page_id=56
6. LCD屏接口
使用LCD專用SPI接口，用於驅動1.8V /2.8V電壓的SPI LCD屏幕，最大支持320*240分辨率。
合宙官方淘寶店有售配套的LCD屏，插入方式如下圖，購買鏈接：點擊此處
- 相關管腳定義
管腳定義：http://doc.openluat.com/wiki/6?wiki_page_id=53
7.SPK接口
SPK接口為一個排針座子，管腳采用直連模塊方式，可直接驅動8歐姆Speaker，最大輸出功率1W。
合宙官方淘寶店有售配套的喇叭，可直接插入，購買鏈接：點擊此處
- 相關管腳定義
| 管腳名 | 管腳號 | 復用 | I/O | 管腳描述 | 電氣特性 | 備注 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| SPK- | 18 | / | O | Speaker差分信號輸出，可以直接驅動8歐姆Speaker，最大輸出功率1W | ||
| SPK+ | 19 | / | O |
8. I2C接口
開發板自帶一顆使用較為廣泛的加速度傳感器1，通過Air724模塊的1V8引腳進行上電，可配置I2C用來實現此功能，同時引出3.3V接口，用於驅動3.3V的I2C設備。
Notes:外接3.3V的I2C設備時，無需斷開開發板自帶的傳感器。
- 相關管腳定義
| 管腳名 | 管腳號 | 復用 | I/O | 管腳描述 | 電氣特性 | 備注 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| GPIO_15 | 31 | I2C2_SDA | I/O | I2C2數據信號 | VDDIO(1.8V) | |
| GPIO_14 | 32 | I2C2_SCL | O | I2C2時鍾信號 | VDDIO(1.8V) |
9. WIFI天線接口
如上圖，開發板默認在1的位置貼裝一顆0R電阻，以實現板載天線工作功能，同時預留了外接WIFI天線的射頻座，如需使用外接WIFI天線功能，將該電阻逆時針90°移至2號位置即可使用。
- 相關管腳定義
| 管腳名 | 管腳號 | 復用 | I/O | 管腳描述 | 電氣特性 | 備注 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| WIFI_ANT | 34 | / | / | / |
參考文檔：http://doc.openluat.com/wiki/6?wiki_page_id=63
10.ADC接口
開發板支持位置1和位置2兩路ADC接口，采用跳帽來切換其不同功能：
- 板載熱敏電阻
如上圖，位置1的上方針腳直連模塊的ADC2引腳，可使用杜邦線連接外部ADC設備，同時位置1的下方針腳直連了一顆熱敏電阻，可采用跳帽來短接位置1進行板載的熱敏電阻ADC電壓測試，下圖為熱敏電阻位置。
- 板載電位器
位置2的上方針腳直連模塊的ADC3引腳，可使用杜邦線連接外部ADC設備，同時位置2的下方針腳直連了一顆微調電位器，可采用跳帽來短接位置2進行板載的電位器的ADC電壓調試，下圖為電位器位置。
- 調試方法
1.如下圖，當連通J17的1和2時，熱敏電阻R3與電阻R1組成分壓電路，熱敏電阻周圍的溫度發生變化時，其阻值會發生相應變化，此時ADC2的輸入電壓就會發生變化。熱敏電阻選型：10KΩ_2017-02-21.pdf
2.當連通J17的3和4時，電位器R4與R2組成分壓電路，使用螺絲刀旋轉電位器會使電位器的電阻發生變化，此時ADC3的輸入電壓就會發生變化。電位器選型：AOI0000C51.pdf
- 相關管腳定義
管腳定義：http://doc.openluat.com/wiki/6?wiki_page_id=61
11. 串口切換
- 開發板UART1與UART2切換
如下圖，可撥動開發板右側的撥動開關完成切換操作：
- 與外部MCU建立通信
1） 如下圖，將撥碼開關3與4往上撥動至ON檔(紅色框)，開發板可以和PC端建立通信。
2） 將撥碼開關3與4往下撥動至OFF檔(黃色框)，將其他的3.3V的MCU串口連接到藍色框，可以和開發板直接建立通信。
- 相關管腳定義
管腳定義：http://doc.openluat.com/wiki/6?wiki_page_id=46
其他信息
1.產品鏈接
EVB_Air724官方商城購買鏈接：
http://m.openluat.com/product/1275
2.資源下載
- <1>以下為開發板PADS格式設計參考文件
EVB_Air724UG_A13_設計文件_20200723.rar - <2>以下為原理圖PDF格式設計參考文件
EVB_Air724UG_A13_設計文件_20200723.pdf