1.产品概述
参数 |
说明 |
物理特征 |
尺寸:32 mm × 29 mm × 2.6mm 重量:约 5.2g 封装:共 144 个管脚,其中 80 个为 LCC 管脚,64 个为 LGA 管脚 |
供电 |
VBAT 供电电压范围:3.3V~4.3V 典型供电电压:3.8V |
频段 |
LTE FDD B1/B3/B5/B8 LTE TDD B38/39/40/41 WCDMA B1/B8 GSM B3/B8 |
发射功率 |
GSM900: 33dBm±2dB(Power Class 4) DCS1800: 30dBm±2dB(Power Class 1) EDGE 900MHz: 27dBm±3dB(Power Class E2) EDGE 1800MHz: 26dBm±3dB(Power Class E2) UMTS: 24dBm+1/-3dB(Power Class 3) LTE: 23dBm±2dB(Power Class 3) |
LTE 特性 |
最大支持 3GPP R9 non-CA Cat.4 支持 1.4MHz~20MHz 射频带宽下行支持 MIMO LTE-FDD:最大下行速率 150Mbps,最大上行速率 50Mbps LTE-TDD:最大下行速率 130Mbps,最大上行速率 30Mbps |
UMTS 特性 |
支持 3GPP R7 HSPA+ 支持 QPSK,16-QAM 调制CAT6: Max 5.76Mbps (UL), CAT14: Max 21Mbps (DL) UMTS Max 384Kbps (DL) Max 384Kbps (UL) |
GSM 特性 |
GSM/GPRS/EDGE 最大支持 3GPP R99 EDGE: 支持 EDGE 多时隙等级 12 支 持 GMSK 和 8-PSK |
|
最大下行速率 236.8Kbps,最大上行速率 236.8Kbps GPRS: 支持 GPRS 多时隙等级 12 最大下行速率 85.6Kbps,最大上行速率 85.6Kbps |
网络协议特性 |
支持 TCP/UDP/PPP/FTP/HTTP/NTP/PING 协议 支 持 PAP (Password Authentication Protocol) 和 CHAP (Challenge Handshake Authentication Protocol)、IPv4、IPv6 |
短消息(SMS) |
Text 和 PDU 模式点对点 MO 和 MT 短消息小区广播 短消息存储:默认存储在模块 |
音频特性 |
支持 1 路数字音频接口:PCM 接口 |
PCM 接口 |
用于音频使用,需要外接 Codec 芯片 |
(U)SIM 接口 |
支持USIM/SIM 卡:1.8V 和 3V 支持(U)SIM 卡热插拔检测 |
UART 接口 |
支持 2 路UART 接口:主UART 接口和调试 UART 接口主 UART 接口:5 线UART 接口 用于AT 命令传送和数据传输 波特率最大为 921600bps,默认为 115200bps 调试UART 接口:2 线UART 接口 用于日志输出 波特率为 115200bps |
USB 接口 |
兼容USB 2.0 特性(只支持从模式),数据传输速率最大到 480Mbps 用于AT 命令通信、数据传输、软件调试和固件升级 |
ADC 接口 |
支持 2 路 12-bits ADC,电压输入范围:0V~1.3V |
天线接口 |
主天线、分集天线; 50Ω 特征阻抗 |
分集接收 |
支持 LTE 分集接收 |
网络指示 |
NET_MODE 和 NET_STATUS 两个管脚指示网络状态 |
温度范围 |
正常工作温度:-35°C ~ +75°C 扩展工作温度:-40°C ~ +85°C |
RoHS |
所有器件完全符合 EU RoHS 标准 |
LTE FDD |
B1/B3/B8 |
B1/B3/B5/B8 |
B1/B3/B5/B8 |
B1/B3/B5/B8 |
LTE TDD |
B38/B39/B40/B41 |
B38/B39/B40/B41 |
B38/B39/B40/B41 |
B38/B39/B40/B41 |
接收分集 |
支持(可选) |
支持(可选) |
不支持 |
支持(可选) |
WCDMA |
支持(可选): B1/B8 |
支持(可选): B1/B8 |
支持(可选): B1/B8 |
支持(可选): B1/B8 |
GSM |
B3/B8 |
B3/B8 |
B3/B8 |
不支持 |
LTE FDD |
B1/B3/B5/B8 |
LTE TDD |
B38/B39/B40/B41 |
接收分集 |
支持(可选) |
WCDMA |
支持(可选): B1/B8 |
GSM |
B3/B8 |
模块主要包括以下功能组件与接口:
图 1 模块接口
管脚名称 管脚号 I/O 描述 DC 特性 备注
VBAT_RF |
63,64 |
PI |
模块射频电源 |
Vmax=4.3V Vmin=3.3V Vnorm=3.8V |
电源必须能够提供 2.0A 的电流 |
VBAT_BB |
65,66 |
PI |
模块基带电源 |
Vmax=4.3V Vmin=3.3V Vnorm=3.8V |
电源必须能够提供 1.0A 的电流 |
图2星型结构供电
为了减少电压跌落,需要使用低 ESR 的 100uF 滤波电容,并分别给 VBAT_BB 和 VBAT_RF 管脚增加 3 个陶瓷电容(100nF,33pF,10pF),且电容需靠近 VBAT 管脚放置。外部供电电源连接模块时,VBAT_BB 和 VBAT_RF 需要采用星型走线。VBAT_BB 走线宽度不应小于 1mm,VBAT_RF 走线宽度不应小于 2mm。原则上,VBAT 走线越长,线宽越宽。
为了保证电源稳定,建议在电源前端加 5.1V、功率 0.5W 以上的齐纳二极管。
AT+CBC 命令可以用来监测、查询当前 VBAT_BB 的电压。如需了解更多详情,请参考 AT 文档。
管脚名称 管脚号 I/O 描述 DC 特性 备注
PWRKEY |
25 |
DI |
模块开机/关机 |
VIHmax=3.8V VIHmin=1.5V VILmax=0.5V |
该 PIN 脚输出 3.8V |
开机流程:
VBAT 上电后,PWRKEY 管脚可以用来启动模块,输入超过 100ms 的低电平脉冲时可触发模块开机,推荐 200ms,如使用 USB 接口通讯需等待 6s 再操作 PWRKEY。高电平电压典型值为1.8V。在 STATUS 管脚(需要外部上拉)输出低电平之后,可以释放 PWRKEY 管脚。推荐使用如下两图参考电路来控制 PWRKEY 管脚:
图3开机驱动电路
图4按键开机电路
在拉低 PWRKEY 管脚之前,需保证 VBAT 电压稳定。建议从 VBAT 上电到拉低 PWRKEY 管脚之间的时间间隔不少于 50ms。如不需要控制模块开关机,可以直接将 PWRKEY 管脚使用 10k 电阻下拉到地,模块上电可自动开机。
在模块正常工作状态下发送 AT 命令 AT+QPOWD 时可使模块关机。
备注:
Ø 当 Ø模块正常工作时,不要立即切断模块电源。必须发送 AT 命令 AT+QPOWD 关机或者发送AT+CFUN=0 后,再断开电
源,以避免损坏模块内部的 Flash 数据,否则会有变砖风险。
Ø 使用 AT 命令或 API 关机时,确保在关机命令执行后 PWRKEY 一直处于高电平状态,否则模块完成关机后,会自动再次开机。
管脚名称 管脚号 I/O 描述 DC 特性 备注
RESET_N |
24 |
DI |
复位模块 |
VIHmax=1.8V VIHmin=1.44V VILmax=0.36V |
使用 RESET_N 管脚,在模块正常工作状态下拉低管脚 150~460ms 后可使模块复位。RESET_N 信号对干扰比较敏感,因此建议在模块接口板上的走线应尽量的短,且需包地处理。参考电路同上(开机电路)。
备注:
Ø 复位功能建议仅仅在使用 AT 命令或 API 接口进行关机均失败后才使用。
Ø 确保 PWRKEY 和 RESET_N 引脚没有大负载电容。
(U)SIM 接口符合 ETSI 和 IMT-2000 SIM 卡规范,支持 1.8V 和 3.0V (U)SIM 卡。
管脚名称 管脚号 I/O 描述 备注
USIM_DETECT |
15 |
DI |
(U)SIM 卡拔插检测 |
需加上拉电阻至 VDD_EXT |
USIM_VDD |
16 |
PO |
(U)SIM 卡供电电源 |
支持 1.8V 和 3.0V (U)SIM 卡 |
USIM_DATA |
17 |
IO |
(U)SIM 卡数据信号 |
需加上拉电阻至 USIM_VDD |
USIM_CLK |
18 |
DO |
(U)SIM 卡时钟信号 |
USIM_RST |
19 |
DO |
(U)SIM 卡复位信号 |
USIM_GND |
12 |
|
(U)SIM 卡专用地 |
在(U)SIM 接口的电路设计中,为了确保(U)SIM 卡的良好性能和可靠性,在电路设计中建议遵循以下原则:
Ø ( Ø SIM 卡座尽量靠近模块摆放,保证(U)SIM 卡信号线布线长度不超过 150mm。
Ø ( Ø SIM 卡信号线布线远离 RF 线和 VBAT 电源线。
Ø Ø 防止 USIM_CLK 信号与 USIM_DATA 信号相互串扰,两者布线不能太靠近,并且在两条走线之间需增加地屏蔽。
Ø USIM_DATA 上的上拉电阻有利于增加(U)SIM 卡的抗干扰能力,并建议放置在靠近卡座位置。
Ø USIM_DETECT 管脚支持(U)SIM 卡热拔插检测,需加上拉电阻至 VDD_EXT;如果无需使用(U)SIM 卡检测功能,请保持 USIM_DETECT 管脚悬空。
Ø 在 USIM_DATA,USIM_CLK 和 USIM_RST 线路上各串一个 22Ω的电阻,用以抑制杂散EMI,增强 ESD 防护。
Ø 为提高抗静电能力,在 USIM_VDD,USIM_DATA,USIM_CLK 和 USIM_RST 线路上加ESD 防护二极管(结电容不大于 50pF),或者压敏电阻;各线路上再并联 33pF 电容用于滤除GSM900 干扰。(U)SIM 卡的外围器件应尽量靠近(U)SIM 卡座摆放。
Ø (U)SIM 卡座的地与模块的 USIM_GND 之间的布线要短而粗;若客户 PCB 的 GND 很完整,USIM_GND 也可以直接接到 PCB 的 GND。
(U)SIM 接口参考电路如下:
图 5(U)SIM 卡参考电路
4.6 USB 接口
ML810 模块的 USB 接口符合 USB2.0 规范,支持高速(480Mbps),全速(12Mbps) 模式。USB 接口主要应用于 AT 命令、 数据传输、软件调试和固件升级。
管脚名称 管脚号 I/O 描述 备注
USB_DP |
75 |
IO |
USB 差分数据信号+ |
需 90Ω差分阻抗 |
USB_DM |
76 |
IO |
USB 差分数据信号- |
需 90Ω差分阻抗 |
USB_VBUS |
77 |
PI |
USB 电源,用于 USB 检测 |
典型值 5.0V |
GND |
78 |
|
地 |
|
Ø 为降低 USB 高速数据传输时的信号干扰,在 USB_DM 和 USB_DP 线路上串接 R1 和 R2,R1和 R2 均推荐使用 0Ω。在 USB 接口的电路设计中,为了确保 USB 的性能,在电路设计中建议遵循以下原则:
Ø USB_DP 和 USB_DM 走线需要做 90Ω的阻抗控制,不要在晶振、振荡器、磁性装置和 RF 信号下面走 USB 线,建议走内层差分走线且上下左右包地。
Ø 为提高抗静电能力,在 USB_DP 和 USB_DM 线路上加 ESD 防护二极管(结电容不大于3pF),ESD 器件尽量靠近 USB 接口放置 。
USB 接口参考电路如下:
备注:
Ø 建议预留 USB 接口或 USB 测试点,用于后续模块固件升级。
Ø USB_VBUS 只用于 USB 检测,不支持充电功能。
4.7 UART 接口
ML810 模块有两个串口:主串口和调试串口。下面描述了这两个串口的主要特性。
Ø 主串口支持 9600bps,19200bps,38400bps,57600bps,115200bps,230400bps, 460800bps,921600bps 波特率,默认波特率为 115200bps,用于数据传输和 AT 命令传送。
Ø 调试串口支持 115200bps 波特率,用于 log 打印。
表主串口管脚描述
管脚名称 管脚号 I/O 描述 备注
RI |
68 |
DO |
模块输出振铃提示 |
1.8V 电源域;不用则悬空 |
DCD |
69 |
DO |
模块输出载波检测 |
1.8V 电源域;不用则悬空 |
*RTS(开发中) |
70 |
DI |
请求发送 |
1.8V 电源域;不用则悬空 |
*CTS(开发中) |
71 |
DO |
允许发送 |
1.8V 电源域;不用则悬空 |
DTR |
72 |
DI |
DTE 准备就绪 |
1.8V 电源域;不用则悬空 |
TXD |
73 |
DO |
模块发送数据 |
1.8V 电源域 |
RXD |
74 |
DI |
模块接收数据 |
1.8V 电源域 |
表调试串口管脚描述
管脚名称 管脚号 I/O 描述 备注
DBG_RXD |
13 |
DI |
模块接收数据 |
1.8V 电源域;不用则悬空 |
DBG_TXD |
14 |
DO |
模块发送数据 |
1.8V 电源域;不用则悬空 |
表串口逻辑电平
参数 最小值 最大值 单位
VIL |
-0.3 |
0.6 |
V |
VIH |
1.2 |
2.0 |
V |
VOL |
0 |
0.45 |
V |
VOH |
1.35 |
1.8 |
V |
ML810 模块的串口电平为 1.8V。若客户主机系统电平为 3.3V,则需在模块和主机的串口连接中增加电平转换器,推荐使用 TI 公司的 TXS0108EPWR。下图为使用电平转换芯片的参考电路设计:
图 7 UART 接口参考电路
备注:
TXS0108EPWR 要求 VCCA 必须小于等于 VCCB
4.8 PCM 和 I2C 接口
PCM 和 I2C 接口的管脚定义如下表所示:
管脚名称 管脚号 I/O 描述 备注
PCM_IN |
28 |
DI |
PCM 数据输入 |
1.8V 电源域;不用则悬空 |
PCM_OUT |
29 |
DO |
PCM 数据输出 |
1.8V 电源域;不用则悬空 |
PCM_SYNC |
30 |
IO |
PCM 数据同步信号 |
1.8V 电源域;不用则悬空 |
PCM_CLK |
31 |
IO |
PCM 时钟 |
1.8V 电源域;不用则悬空 |
I2C_SCL |
45 |
OD |
I2C 时钟 |
需外部 1.8V 上拉;不用则悬空 |
I2C_SDA |
46 |
OD |
I2C 数据 |
需外部 1.8V 上拉;不用则悬空 |
ML810 模块提供一路 PCM 接口,支持 16 位线性编码格式,支持短帧模式:模块可做主设备或者从设备,二者选一
数据在 PCM_CLK 下降沿采样,上升沿发送。PCM_CLK 支持 512kHz 语音时钟。
下图为短帧模式时序图(PCM_SYNC=8kHz, PCM_CLK=2048kHz)
图 8 短帧模式时序图
Codec 芯片推荐使用 REALTEK 公司的 ALC5616。下图为带外部 Codec 芯片的 PCM 接口的参考设计:
图 9 PCM 和 I2C 接口参考电路
4.9 ADC 接口
ML810 模块提供两路 ADC 接口:电压范围为 0V~1.3V,分辨率为 12bits。通过 AT 命令能够读取 ADC0/ADC1 管脚电压,可以实现外部温度等采样监控。具体 AT 命令详见 AT 手册。
ADC 接口输入的是模拟信号,容易受到外界干扰,在布线时需要包地处理。
管脚名称 管脚号 I/O 描述 备注
ADC1 |
48 |
AI |
通用模数转换接口 1 |
不用则悬空 |
ADC0 |
49 |
AI |
通用模数转换接口 0 |
不用则悬空 |
Ø ADC 接口不能输入超过 1.3V 电压;备注:
Ø 建议 ADC 引脚采用分压电路输入。
4.10 网络状态指示
网络指示信号管脚 NET_MODE 和 NET_STATUS 可用于驱动网络状态指示灯。不同模式的状态指示灯闪烁指示不同的网络状态。
管脚名称 管脚号 I/O 描述 备注
NET_MODE |
5 |
DO |
指示模块的网络注册状态 |
1.8V 电源域;不用则悬空 |
NET_STATUS |
6 |
DO |
指示模块的网络运行状态 |
1.8V 电源域;不用则悬空 |
管脚名称 管脚工作状态 所指示的网络状态
NET_MODE |
高电平 |
注册 LTE 网络状态 |
低电平 |
其他 |
|
NET_STATUS |
慢闪(200ms 高/1800ms 低) |
找网状态 |
慢闪(1800ms 高/200ms 低) |
待机状态 |
|
快闪(125ms 高/125ms 低) |
数据传输模式 |
|
高电平 |
通话中 |
图 10 网络状态指示灯参考电路
4.11 STATUS
STATUS 管脚用于指示模块的工作状态,为开漏输出。当模块正常开机,将输出低电平。可将此管脚连接至设备带上拉的 GPIO 或 LED 指示灯。
管脚名称 管脚号 I/O 描述 备注
STATUS |
67 |
OD |
指示模块的工作状态 |
需要外部上拉;不用则悬空 |
下图为两种不同的 STATUS 参考电路设计,可根据应用需求选择其中任意一种。
图 11 STATUS 参考电路
4.12 RI 信号
客户可以用 AT+QCFG="risignaltype","physical"命令来配置 RI 指示动作。不管通过哪个口上报 URC 信息,物理 RI 都会有指示作用。
RI 作为指示信号可以有多种方式,默认的指示方式如下:
状态 RI 信号
Idle |
高电平 |
URC |
新的 URC 返回时 RI 会有 120ms 的低电平 |
备注:
Ø 通过 AT+QURCCFG 命令,可将主串口、USB AT 端口或 USB 调制端口设置为 URC 输出串口。默认为 USB AT 端口。
Ø RI 的指示方式可以用 AT+QCFG="urc/ri/ring"来配置。
4.13 USB_BOOT 接口
在模块开机前将 USB_BOOT 和 VDD_EXT 短接,再开机时模块将进入紧急下载模式。在此模式下,模块可通过 USB 接口进行软件升级。
管脚名称 管脚号 I/O 描述 备注
USB_BOOT |
22 |
DI |
紧急下载模式控制 |
1.8V 电源域;高电平有效; 建议预留测试点 |
USB_BOOT 接口参考设计如下:
图 12 USB_BOOT 参考设计电路
5.天线接口
ML810 模块天线接口包含一个主天线和一个分集天线。丰富的天线接口可以提高模块无线接入性能。天线接口阻抗值要求达到 50 欧姆。
管脚名称 管脚号 I/O 描述 备注
ANT_MAIN |
55 |
IO |
主集天线 |
50Ω阻抗 |
ANT_DIV |
39 |
AI |
分集天线 |
50Ω阻抗 |
5.1 射频参考电路
ANT_MAIN 和 ANT_DIV 天线连接参考设计电路如下图所示:
图 13 天线接口
5.2 天线要求
主天线和分集天线的要求如下表所示:
类型 要求
GSM/WCDMA/LTE |
VSWR:<2 |
增益(dBi):1 |
|
最大输入功率(W):50 |
|
输入阻抗(Ω):50 |
|
极化类型:垂直方向 |
|
线缆插入损耗:< 1dB (GSM900,WCDMA B8,LTE B5/B8) |
|
线缆插入损耗:< 1.5dB (GSM1800, WCDMA B1/B8, LTE B1/B3/B39) |
|
线缆插入损耗:< 2dB (LTE B38/B40/B41) |
5.3 射频指标
频段 上行频率 下行频率 双工方式
GSM900 |
880MHz – 915MHz |
925MHz – 960MHz |
GSM |
GSM1800 |
1710MHz– 1785MHz |
1805MHz – 1880MHz |
GSM |
WCDMA B1 |
1920MHz –1980MHz |
2110MHz – 2170MHz |
WCDMA |
WCDMA B8 |
880MHz – 915MHz |
925MHz – 960MHz |
WCDMA |
LTE B1 |
1920MHz –1980MHz |
2110MHz – 2170MHz |
FDD |
LTE B3 |
1710MHz– 1785MHz |
1805MHz – 1880MHz |
FDD |
LTE B5 |
824MHz – 849MHz |
869MHz – 894MHz |
FDD |
LTE B8 |
880 MHz–915 MHz |
925 MHz–960 MHz |
FDD |
LTE B38 |
2570MHz– 2620MHz |
2570MHz– 2620MHz |
TDD |
LTE B39 |
1880MHz– 1920MHz |
1880MHz– 1920MHz |
TDD |
LTE B40 |
2300MHz– 2400MHz |
2300MHz– 2400MHz |
TDD |
LTE B41 |
2555MHz– 2655MHz |
2555MHz– 2655MHz |
TDD |
表发射功率
频段 最大值 最小值
GSM900 |
33dBm±2dB |
5dBm±5dB |
DCS1800 |
30dBm±2dB |
0dBm±5dB |
GSM900 (8-PSK) |
27dBm±3dB |
5dBm±5dB |
DCS1800 (8-PSK) |
26dBm±3dB |
0dBm±5dB |
WCDMA B1/B8 |
24dBm+1/-3dB |
<-50dBm |
|
LTE |
FDD B1/B3/B5/B8 |
23dBm±2.7dB |
<-44dBm |
LTE TDD B38/B39/B40/B41 |
23dBm±2.7dB |
<-44dBm |
表接收灵敏度
模块推荐在-35~+75℃环境下工作。建议应用端在环境恶劣条件下考虑温控措施。同时提供模块的扩展工作温度范围,此温度条件下,可能某些 RF 指标会超标。
参数 最小 典型 最大 单 位
正常工作温度 |
-35 |
+25 |
+75 |
℃ |
扩展工作温度 |
-40 |
+85 |
℃ |
6.1 模块结构尺寸
图 17 模块顶部及侧视尺寸图
图 18 模块底部尺寸图
|
|
|
图 22 模块底视图
6.3附录 B GPRS 多时隙
备注:
Active slots 表示 GPRS 设备上行、下行通讯可以同时使用的总时隙数。