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Neo_M580i模块硬件设计指南V1.0

来源：华佗健康网

Neo_M580i

硬件设计指南

Version V1.0

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说明

本指南的使用对象为系统工程师，开发工程师及测试工程师。

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1. 概述..................................................................4 2. 外形..................................................................4 3. 设计框图..............................................................4 4. 特性..................................................................5 5. 管脚定义..............................................................5 6. 接口设计参考..........................................................6 6.1. 电源及复位接口......................................................6 6.1.1. 电源..............................................................7 6.1.2. 上电时序..........................................................8 6.1.3. ON/OFF管脚说明....................................................8 6.1.4. EMERGOFF管脚说明.................................................10 6.1.5. VCCIO管脚说明....................................................11 6.1.6. VCCRTC管脚说明...................................................11 6.1.7. 模块开机、关机及复位.............................................11 6.2. 串口...............................................................12 6.3. SIM卡接口.........................................................13 6.4. 音频接口...........................................................13 6.5. 指示灯.............................................................14 6.6. 未用管脚...........................................................14 6.7. 信号连接器.........................................................14 6.8. 射频连接器.........................................................15 7. 装配.................................................................15 8. 缩略语...............................................................16

1. 概述

M580i通信模块是一款Dual Band的GSM/GPRS工业无线模块，提供高品质的语音、短信、数据业务等功能，在各种工业和民用领域得到广泛的应用。

2. 外形

表 1 M580i外形规格

规格尺寸重量正视图

描述

mm*36mm*3.5mm(长*宽*高)

3. 设计框图

4. 特性

表 2 M580i主要规格

规格

频段 EGSM900/GSM1800双频灵敏度 -106dBm 最大发射功率

EGSM900 Class4(2W) DCS1800 Class1(1W)

描述

瞬间电流 Max 2A 工作电流 210mA 待机电流 2.5mA 工作温度 -40℃～+80℃

工作电压 3.3V～4.8V（推荐值3.9V ）协议 AT 连接器

兼容GSM/GPRS Phase2/2+ GSM07.07 扩展指令集 40Pin FPC连接器 GSC射频连接 TEXT/PDU 点对点/小区广播 GPRS CLASS 10

编码方式CS1，CS2，CS3，CS4 支持CSD数据业务支持USSD 来电显示

补充业务

呼叫转移（CFB,CFNA,CFU）呼叫等待三方通话

话音 FR、EFR、HR、AMR语音编码短消息分组数据电路交换数据

5. 管脚定义

表 3 M580I模块管脚定义

管脚

信号名称

1-5 VCC_MAIN6-10 GND 11 NC 12 NC 功能描述 I/O

PWR 模块主电源输入 PWR 地 NC NC NC NC

备注

13 VCCIO O 2.85V接口电平输出 IO参考电平，负载能力<3mA14 NC NC NC

15 ON/OFF I 开关机控制 16 DSR O

模块就绪

17 RING O 振铃指示

TXD O 18 模块发送数据 RXD I 模块接收数据

O 20 CTS 模块允许用户发送数据 19

21 RTS 22 DTR 23 DCD I I O

用户向模块请求发送数据用户电路就绪数据载波检测

暂不支持暂不支持

24 NC NC NC

SIMRST O SIM卡复位 25

26 SIMIO I/O SIM卡数据 27 SIMCLK O SIM卡时钟 28 SIMVCC PWR SIM卡电源输出 29 GND PWR 地

30 VCCRTC I/O RTC电源

紧急关机 31 EMERGOFFI/O

32 LIGHT O 工作状态指示 33 EAR2P O 第二路音频输出正极 34 EAR2N O 第二路音频输出负极 35 EAR1P O 第一路音频输出正极 36 EAR1N O 第一路音频输入负极 37 MIC1P I 第一路音频输入正极 38 MIC1N I 第一路音频输入负极 39 MIC2P I 第二路音频输入正极 40 MIC2N I 第二路音频输入负极说明：所有IO口的最高电压不能超过3.15V。

6. 接口设计参考

6.1. 电源及复位接口

表 4 电源及复位接口

管脚

信号名称

1-5 VCC_MAIN6-10 GND

功能描述 I/O

PWR 模块主电源输入 PWR 地

备注

13 VCCIO O 2.85V接口电平输出 IO参考电平，负载能力<3mA15 ON/OFF I 开关机控制

29 GND PWR 地

30 VCCRTC I/O RTC电源

紧急关机 31 EMERGOFFI/O

6.1.1. 电源

图 1 电源设计参考

注意：在用户系统中，模块位置的布局应注意远离高速电路、开关电源、电源变压器、大的电感和单片机的时钟电路等。

第1-5pin的VCC_MAIN为模块主电源，电源输入范围为3.3V-4.8V，推荐值为3.9V。要求电源的瞬间电流不超过2A；且当2A时，电源电压不能小于3.3 V，如下图。

电源的参考设计如图1，MIC29302WU为电源转换芯片。因模块的PA部分直接采用VCC_MAIN供电，在靠近模块电源引脚位置最好能放置大容量的低ESR电容，如470uF的钽

电容或者1000uF的铝电解电容，否则，VCC_MAIN可能会有电压瞬间跌落过大，导致模块复位、重启。

6.1.2. 上电时序

第30pin的VCCRTC为RTC电源脚，上电时序如图2，VCC_MAIN达到2.5V 135uS后，VCCRTC输出2.0V电压。

第31PIN的EMERGOFF为模块紧急关机脚。EMERGOFF信号详细上电时序如图2，模块上电后，当VCCRTC稳定达到2.0V 4ms后，EMERGOFF为高阻态，持续时间为14ms。之后，EMERGOFF输出22ms低电平，使模块内部复位。

图 2 模块上电时序图

6.1.3. ON/OFF管脚说明

第15pin的ON/OFF为输入管脚，可由外部控制模块开机和关机，低电平有效。ON/OFF模块内部都有到VCCRTC的弱上拉。需要用户OC输出，驱动该信号的内阻不能超过1K欧姆，输入电流小于0.5mA。 1）使用ON/OFF开机

有外接CPU时，建议采用ON/OFF控制开机。

用ON/OFF控制上电的时序如下图3，在模块供电200ms内保持高电平或高阻状态，之后任意时刻开始给模块ON/OFF管脚输入低电平，并保持至少600ms，再输入高电平或者悬空。

VCCIO时序

在使用ON/OFF开机的电路中，VCCIO信号在ON/OFF下降沿10ms后稳定输出2.85V

电压。

图 3 开机时序（ON/OFF控制开机）

2）不使用ON/OFF的开机

ON/OFF管脚在没有CPU控制的电路中，也可以直接接地。VCCIO信号在EMERGOFF信号上升沿后，稳定输出2.85V电压。

图 4 开机时序（ON/OFF接地）

3）使用ON/OFF关机

模块开机后，如果给模块ON/OFF管脚输入低电平，且保持最少600ms，再输入高电平或者悬空，可使模块关机。

注意：ON/OFF管脚具备开机和关机功能，注意避免重复触发导致开机或关机失败。如：用户希望进行开机时，却给了2次600 ms的低脉冲，导致模块关机。

ON/OFF管脚的关机功能是通过模块软件识别的，如模块软件未正常运行，将不能正常关机。

6.1.4. EMERGOFF管脚说明

第31pin的EMERGOFF的功能是紧急关机，在模块上电后，有短暂的输出态。注意：用户采用EMERGOFF关机，属于硬关机，即不需要模块软件识别关机，相当于直接关电源。如关机时，模块正执行FLASH写操作，有可能造成FLASH损害，因此，建议用户采用EMERGOFF结合AT关机命令对模块关机。

EMERGOFF在模块内部的连接示意图如下：

VCC_MAIN

电源管理（PMU）上电复位输出 R OM580 VCCRTC EMERGOFF 基带部分（BB）

模块上电时，由内部的电源管理部分（PMU）完成对基带的上电复位，见上图中的EMERGOFF信号，这个上电复位输出的脉冲宽度为22ms左右。PMU的复位输出为OC输出，内部上拉到VCCRTC（2.0V），上拉电阻的阻值范围在10~15K左右。

紧急关机电路设计建议：

1) EMERGOFF最好为OC输出，如不需要使用，EMERGOFF可以悬空。

2) 如果EMERGOFF不能做到OC输出，建议在模块完成内部上电复位前，控制脚保

持为输入，在用户需要紧急关机时，再输出低电平，其他时间都保持为输入。 3) 如果控制脚只能为输出且做不到非OC的，则建议在控制脚和模块紧急关机脚之间

串接一个2K的电阻，以保证在上电复位期间，模块不吸收过大的电流。 4) EMERGOFF的有效紧急关机脉冲宽度最少1mS。有效低电平不能高于0.4V。

6.1.5. VCCIO管脚说明

第13pin的VCCIO是模块提供的参考电压，幅值为2.85V，负载能力为3mA，建议仅用于接口电平转换，不作它用。关机后，VCCIO输出关闭。

6.1.6. VCCRTC管脚说明

第30pin的VCCRTC可外接电池，当VCC_MIAN断电时，可由电池对RTC电路供电。外部电池的电压输入范围是1.2-2.5V，电流消耗为4uA。当VCC_MIAN有电时，可对电池充电，输出电压2.0V，负载能力为4mA。

6.1.7. 模块开机、关机及复位

建议流程如下。

开机： 1） 2） 3）关机： 1） 2）复位：

输入相应AT指令，保证模块软件安全关闭；用EMERGOFF对模块关机。给模块VCC_MIAN供电；

给模块ON/OFF管脚输入低电平，至少保持600ms，再输入高电平或者悬空；输入相应AT'指令，通过回码判断模块是否已经工作。

1） 2）

进行上述关机流程；进行上述开机流程。

详细说明，请参见《模块开机、关机及复位操作指南》。

6.2. 串口

表 5 串口接口

管脚

信号名称

I/O

功能描述

暂不支持

不用时请串联3K电阻接地不用时请串联3K电阻接地暂不支持

备注

16 DSR 17 RING 18 TXD 19 RXD 20 CTS 21 RTS 22 DTR 23 DCD O 模块就绪 O 振铃指示 O 模块发送数据 I

模块接收数据

O 模块允许用户发送数据 I 用户向模块请求发送数据 I

用户电路就绪

O 数据载波检测

模块作为DCE设备，模块和终端（DTE）设备信号连接如下图：

图 5 DCE和DTE设备信号连接图

串口为2.85V的CMOS电平信号，最高允许3.15V输入，最大速率为230400bps。串口通常用于AT指令、数据业务、升级模块软件等。特别提醒：目前不提供DCD/DSR功能。

RING信号指示：

1) 来电：来电时，输出周期为5s脉宽为30ms的低脉冲。电话接通后，恢复成高电平； 2) 来短信：有短信到来时，产生一个35ms脉宽的低脉冲提示；

3) 数据：只要GPRS有数据到来，就会连续输出周期为2s，脉宽为24ms的低脉冲。

6.3. SIM卡接口

表 6 SIM卡接口

管脚 25

信号名称

I/O

功能描述

模块内有33.2K的上拉电阻结电容<20pF

备注

SIMRST O SIM卡复位

26 SIMIO I/O SIM卡数据 27 SIMCLK O SIM卡时钟 28 SIMVCC PWR SIM卡电源输出

图 6 SIM卡接口设计参考

模块支持3V和1.8V的SIM卡。

第28pin的SIMVCC是SIM卡供电电源，电压2.85V，负载能力30mA。只有对SIM有操作时，该电源才有输出。在恶劣的环境下，一定要加上ESD保护卡，图6中D2器件是ESD保护器件。

第27pin的SIMCLK是SIM卡时钟线，要求PCB布线不能分叉，短粗。远离天线和射频，结电容不能超过20pF。

模块内部在SIMIO和SIMVCC之间已有33.2K的上拉电阻，如图6中R21。 M580i不支持VPP输入，VPP是SIM是否在位的指示信号。

6.4. 音频接口

表 7 音频接口

功能描述 I/O

33 EAR2P O 第二路音频输出正极 34 EAR2N O 第二路音频输出负极 35 EAR1P O 第一路音频输出正极 36 EAR1N O 第一路音频输入负极 37 MIC1P I 第一路音频输入正极 38 MIC1N I 第一路音频输入负极 39 MIC2P I 第二路音频输入正极 40 MIC2N I 第二路音频输入负极管脚

信号名称

备注

不用时请串联3K电阻接地不用时请串联3K电阻接地不用时请串联3K电阻接地不用时请串联3K电阻接地

模块提供2路话筒和2路听筒。音频目前只能1和1、2和2配对，通过一条AT指令选则。

话筒：

MIC1的内部偏置电压为1.8V，MIC2的内部偏置电压为2.6V。

听筒：

EAR1峰峰值是3.7V（开路）；EAR2峰峰值是1.85V（开路）；

输出直接接手柄和耳机。驱动EAR1：是差分接口，8Ω，EAR2：是单端接口，16Ω。

6.5. 指示灯

表 8 指示灯接口

管脚

信号名称

I/O

功能描述

备注

32 LIGHT O 工作状态指示

模块运行时，指示灯就1秒亮、1秒灭地闪烁，没有插卡或者没有信号是如此。

6.6. 未用管脚

表 9 未用接口

管脚

信号名称

I/O

11 NC 12 NC 14 NC 24 NC

功能描述

备注

11 NC 12 NC 14 NC 24 NC 未用管脚请保持悬空。

6.7. 信号连接器

M580i使用的信号连接器是40Pin FPC连接器，引脚间距为0.5mm，线距0.5mm ，结构为单排弯式表贴型，带电缆锁紧机构，型号是Hirose的 FH12-40S-0.5SH。

6.8. 射频连接器

M580i使用的天线接口为GSC射频连接器，外接天线通过射频电缆连接。该连接器是由Murata公司提供，器件编码是MM9329-2700RA1，封装信息如下图所示。

射频接口的阻抗为50Ω，模块天线部分应采取必要措施避免有用频段干扰信号，在外部天线和射频连接之间要有良好的屏蔽，而且，要使外部的射频缆线远离所有的干扰源，特别是高速数字信号及开关电源等。

模块所用天线按照移动设备标准，驻波比应在1.1到1.5之间，输入阻抗50Ω，使用环境不同，对天线的增益要求也不同，一般情况下，带内增益越大，带外增益越小，天线的性能越好。当使用多端口天线时，各个端口之间的隔离度应大于30dB。如双极化天线的两个不同极化端口，双频天线的两个不同频段端口之间，以及双频双极化天线的四个端口之间，隔离度应大于30dB。

7. 装配

M580i的安装需采用接地的金属螺丝对模块进行固定，为达到性能最优，请确保接地良

好。

8. 缩略语

ADC AFC AGC AMR CSD CPU DAI DAC

Analog-Digital Converter Automatic Frequency Control Automatic Gain Control

Acknowledged multirate (speech coder) Circuit Switched Data Central Processing Unit Digital Audio interface Digital-to-Analog Converter

模数转换自动频率控制自动增益控制自适应多速率电路交换数据处理单元数字音频接口数模转换

DCE DSP DTE DTMF DTR EFR EGSM EMC EMI ESD ETS FDMA FR GPRS GSM HR IC IMEI LCD LED MS PCB PCS RAM RF ROM RMS RTC SIM SMS SRAM TA TDMA UART VSWR

Data Communication Equipment Digital Signal Processor Data Terminal Equipment Dual Tone Multi-Frequency Data Terminal Ready Enhanced Full Rate Enhanced GSM

Electromagnetic Compatibility Electro Magnetic Interference Electronic Static Discharge

European Telecommunication Standard Frequency Division Multiple Access Full Rate

General Packet Radio Service

Global Standard for Mobile Communications Half Rate Integrated Circuit

International Mobile Equipment Identity Liquid Crystal Display Light Emitting Diode Mobile Station Printed Circuit Board

Personal Communication System Random Access Memory Radio Frequency Read-only Memory Root Mean Square Real Time Clock

Subscriber Identification Module Short Message Service Static Random Access Memory Terminal adapter

Time Division Multiple Access

Universal asynchronous receiver-transmitter Voltage Standing Wave Ratio

数据通讯设备数字信号处理数据终端设备双音多频数据终端准备好增强型全速率增强型GSM 电磁兼容电磁干扰静电放电欧洲通信标准频分多址全速率

通用分组无线业务全球移动通讯系统半速率集成电路国际移动设备标识液晶显示器发光二极管移动台印刷电路板个人通讯系统随机访问存储器无线频率只读存储器均方根实时时钟用户识别卡短消息服务静态随机访问存储器终端适配器时分多址

通用异步接收/发送器电压驻波比

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