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本文为 T5-E1 模组 使用者提供了产品硬件信息和设计开发参考。通过本文,您可以对该模组有整体认识,对产品的技术参数有明确了解,帮助您完成相关功能类产品或设备的应用开发。
T5-E1 是一个高度集成的单天线单频段 2.4 GHz Wi-Fi 6(IEEE 802.11b/g/n/ax)和蓝牙 5.4 低功耗(LE)双模 IoT 模组。T5-E1 采用多外设封装和超低功耗芯片工艺,为 IP 摄像机、HMI 应用、智能锁和其他先进的物联网应用提供高集成度、高效安全性和最低功耗的产品使用环境。
T5-E1 模组内嵌 ARMv8-M Star (M33F) 处理器,主频高达 480MHz,集成 8MB Flash,16MB PSRAM,640KB Share SRAM 和 64KB ROM。支持 USB、UART、SDIO、SPI、I2C、I2S 和 ADC 等接口,支持外接显示屏、摄像头、麦克风、喇叭和 MicroSD 卡等设备。
T5-E1 模组共有 70 个引脚,其中 40 个为 LCC 引脚,另外 30 个为 LGA 引脚。
模组 I/O 序号与模组丝印 I/O 名称对应关系:
序号 | 名称 | I/O 类型 | 功能 |
---|---|---|---|
1 | GND | P | 电源参考地 |
2 | 3V3 | P | 电源引脚 |
3 | RST | I | 低电平复位,高电平有效(内部已拉高处理) |
4 | P20 | I/O |
|
5 | P21 | I/O |
|
6 | P22 | I/O |
|
7 | P23 | I/O |
|
8 | P24 | I/O |
|
9 | P25 | I/O |
|
10 | P26 | I/O |
|
11 | P28 | I/O |
|
12 | P1 | I/O |
|
13 | DN | I/O | USB D- |
14 | DP | I/O | USB D+ |
15 | P0 | I/O |
|
16 | P9 | I/O |
|
17 | P8 | I/O |
|
18 | P7 | I/O |
|
19 | P6 | I/O |
|
20 | P5 | I/O |
|
21 | P4 | I/O |
|
22 | P3 | I/O |
|
23 | P2 | I/O |
|
24 | P12 | I/O |
|
25 | P13 | I/O |
|
26 | P15 | I/O |
|
27 | P14 | I/O |
|
28 | P16 | I/O |
|
29 | P17 | I/O |
|
30 | P18 | I/O |
|
31 | P19 | I/O |
|
32 | P47 | I/O |
|
33 | P46 | I/O |
|
34 | P45 | I/O |
|
35 | P44 | I/O |
|
36 | RXD | I/O |
|
37 | TXD | I/O |
|
38 | P43 | I/O |
|
39 | P42 | I/O |
|
40 | GND | P | 电源参考地 |
41 | P27 | I/O |
|
42 | P29 | I/O |
|
43 | GND | P | 电源参考地 |
44 | GND | P | 电源参考地 |
45 | P41 | I/O |
|
46 | P31 | I/O |
|
47 | P30 | I/O |
|
48 | P33 | I/O |
|
49 | P32 | I/O |
|
50 | GND | P | 电源参考地 |
51 | P34 | I/O |
|
52 | P35 | I/O |
|
53 | GND | P | 电源参考地 |
54 | GND | P | 电源参考地 |
55 | GND | P | 电源参考地 |
56 | P36 | I/O |
|
57 | P37 | I/O |
|
58 | GND | P | 电源参考地 |
59 | GND | P | 电源参考地 |
60 | VIO | AO | GPIO LDO output |
61 | LN | AO | Audio left channel negative output |
62 | LP | AO | Audio left channel positive output |
63 | P38 | I/O |
|
64 | P39 | I/O |
|
65 | P40 | I/O |
|
66 | MP1 | AO | Microphone 1 positive input |
67 | MN1 | AO | Microphone 1 negative input |
68 | MN2 | AO | Microphone 2 negative input |
69 | MP2 | AO | Microphone 2 positive input |
70 | MBS | AO | Microphone bias output |
P
表示电源引脚。I/O
表示输入输出引脚。AI
表示模拟信号输入引脚。AO
表示模拟信号输出引脚。本模组提供 3 路 UART 接口:
串口 0:可用于 MCU 对接,使用涂鸦通用对接协议,其默认波特率为 115200 bps。
串口 1:普通串口,用于外设扩展。
串口 2:普通串口,用于外设扩展。
管脚号 | 信号名称 | 功能描述 |
---|---|---|
36 | DL_UART_RX | 串口 0,可做下载口,接收数据 |
37 | DL_UART_TX | 串口 0,可做下载口,发送数据 |
12 | UART1_RX | 串口 1 接收数据 |
15 | UART1_TX | 串口 1 发送数据 |
45 | UART2_TX | 串口 2 发送数据 |
65 | UART2_RX | 串口 2 接收数据 |
模组与 3.3V MCU 配合处理模式
模组与 5V MCU 配合处理模式
下图中,电平转换器可以通过双向电平转换芯片实现,也可通过 MOS 管或三极管电路实现。
NMOS 管转换电路参考,本示例利用 NMOS 管和内嵌的体二极管实现数据的双向通信。
NPN 三极管转换电路参考,本示例利用 NPN 三极管实现数据的单向通信。
串口 1、2 与串口 0 的连接方式相同,参考上图。
串口走线需尽量短,周围包地处理,远离射频和周期性信号线。
本模组具有 USB2.0 接口。
建议预留 USB 接口,供烧录升级和调试使用。
管脚号 | 信号名称 | 功能描述 |
---|---|---|
13 | USB_DN |
USB 差分数据 DN,支持模组下载校准 |
14 | USB_DP |
USB 差分数据 DP,支持模组下载校准 |
MCU 对接
Micro-USB 连接器
T5-E1 有两组 SPI 接口,管脚描述:
管脚号 | 信号名称 | 功能描述 |
---|---|---|
26 | SPI0_CSN | GPIO15,SPI0 片选信号 |
28 | SPI0_MOSI | GPIO16,SPI0 主输出、从输入 |
29 | SPI0_MISO | GPIO17,SPI0 主输入、从输出 |
27 | SPI0_SCK | GPIO14,SPI0 接口时钟信号 |
22 | SPI1_CSN | GPIO3,SPI1 片选信号 |
21 | SPI1_MOSI | GPIO4,SPI1 主输出、从输入 |
20 | SPI1_MISO | GPIO5,SPI1 主输入、从输出 |
23 | SPI1_SCK | GPIO2,SPI1 接口时钟信号 |
本模组的 SPI 接口电平为 3.3V。若您的 MCU 系统电平为 5V,则需在模组和 MCU 之间增加电平转换器。推荐使用一个支持 SPI 数据速率的电平转换器。
参考电路如下图所示:
T5-E1 有两组 QSPI 接口,管脚描述:
管脚号 | 信号名称 | 功能描述 |
---|---|---|
6 | QSPI0_SCK | GPIO22,QSPI0 时钟信号 |
7 | QSPI0_CS | GPIO23,QSPI0 使能信号 |
8 | QSPI0_IO0 | GPIO24,QSPI0 数据位 0 |
9 | QSPI0_IO1 | GPIO25,QSPI0 数据位 1 |
10 | QSPI0_IO2 | GPIO26,QSPI0 数据位 2 |
41 | QSPI0_IO3 | GPIO27,QSPI0 数据位 3 |
18 | QSPI1_IO3 | GPIO7,QSPI1 数据位 3 |
19 | QSPI1_IO2 | GPIO6,QSPI1 数据位 2 |
20 | QSPI1_IO1 | GPIO5,QSPI1 数据位 1 |
21 | QSPI1_IO0 | GPIO4,QSPI1 数据位 0 |
22 | QSPI1_CS | GPIO3,QSPI1 使能信号 |
23 | QSPI1_SCK | GPIO2,QSPI1 时钟信号 |
T5-E1 有两组 I2C 接口,管脚描述如下:
管脚号 | 信号名称 | 功能描述 |
---|---|---|
4 | I2C0_SCL | GPIO20,I2C0 时钟信号 |
5 | I2C0_SDA | GPIO21,I2C0 数据信号 |
15 | I2C1_SCL | GPIO0,I2C1 时钟信号 |
12 | I2C1_SDA | GPIO1,I2C1 数据信号 |
I2C 是一种 IC 之间通信的两线总线。两条信号线,即串行数据(SDA)的和串行时钟(SCL),在连接的设备之间传送信息。每个设备靠唯一的地址来识别,既可作为发送器,也可作为接收器。
I2C 总线必须在设备端进行上拉。
T5-E1 有 3 组 I2S 接口,管脚描述如下:
管脚号 | 信号名称 | 功能描述 |
---|---|---|
11 | I2S_MCLK | GPIO28,主时钟信号 |
16 | I2S0_DOUT | GPIO9,I2S0 输出信号 |
17 | I2S0_DIN | GPIO8,I2S0 输入信号 |
18 | I2S0_SYNC | GPIO7,I2S0 同步信号 |
19 | I2S0_SCK | GPIO6,I2S0 时钟信号 |
32 | I2S2_DOUT | GPIO47,I2S2 输出信号 |
33 | I2S2_DIN | GPIO46,I2S2 输入信号 |
34 | I2S2_SYNC | GPIO45,I2S2 同步信号 |
35 | I2S2_SCK | GPIO44,I2S2 时钟信号 |
38 | I2S1_DOUT | GPIO43,I2S1 输出信号 |
39 | I2S1_DIN | GPIO42,I2S1 输入信号 |
45 | I2S1_SYNC | GPIO41,I2S1 同步信号 |
65 | I2S1_SCK | GPIO40,I2S1 时钟信号 |
T5-E1 有 1 组 SDIO 接口,管脚描述如下:
管脚号 | 信号名称 | 功能描述 |
---|---|---|
20/29 | SDIO_DATA1 | GPIO5/GPIO17,SDIO 数据位 1 |
21/28 | SDIO_DATA0 | GPIO4/GPIO16,SDIO 数据位 0 |
22/26 | SDIO_CMD | GPIO3/GPIO15,SDIO 命令 |
23/27 | SDIO_CLK | GPIO2/GPIO14,SDIO 时钟 |
30/36 | SDIO_DATA2 | GPIO18/UART0_RX,SDIO 数据位 2 |
31/37 | SDIO_DATA3 | GPIO19/UART0_TX,SDIO 数据位 3 |
SD_CLK
和 SD 信号线上可以预留串联 22 ohm 电阻,用于解决射频干扰问题。SD_DATA[0:3]
和 SD_CMD
预留上拉电阻,增加总线稳定性。SD_CLK
信号单根包地,长度越短越好,控制在 2500 mil 以内,最好在 2000 mil 以内。SD 信号整体包地,避免邻层信号平行。SD_CLK
,SD_DATA[0:3]
和 SD_CMD
走线需做等长处理,相差小于 1 mm,总长度不超过 50 mm。SD_CLK
,SD_DATA[0:3]
和 SD_CMD
预留增加 ESD 管,寄生电容低于 15 pF,走线要求先经过 ESD 器件再到模组。管脚号 | 信号名称 | 功能描述 |
---|---|---|
41 | CIS_MCLK | GPIO27,输出给 Sensor 的驱动时钟 |
42 | CIS_PCLK | GPIO29,像素时钟 |
46 | CIS_VSYNC | GPIO31,帧同步信号 |
47 | CIS_HSYNC | GPIO30,行同步信号 |
48 | CIS_PXD1 | GPIO33,像素数据,数据位 1 |
49 | CIS_PXD0 | GPIO32,像素数据,数据位 0 |
51 | CIS_PXD2 | GPIO34,像素数据,数据位 2 |
52 | CIS_PXD3 | GPIO35,像素数据,数据位 3 |
56 | CIS_PXD4 | GPIO36,像素数据,数据位 4 |
57 | CIS_PXD5 | GPIO37,像素数据,数据位 5 |
63 | CIS_PXD6 | GPIO38,像素数据,数据位 6 |
64 | CIS_PXD7 | GPIO39,像素数据,数据位 7 |
DVP 需要一组 I2C 接口来配置 Sensor。
管脚号 | 信号名称 | 功能描述 |
---|---|---|
31 | RGB_R7 | GPIO19,RGB 红色分量数据位 7 |
4 | RGB_R6 | GPIO20,RGB 红色分量数据位 6 |
5 | RGB_R5 | GPIO21,RGB 红色分量数据位 5 |
6 | RGB_R4 | GPIO22,RGB 红色分量数据位 4 |
7 | RGB_R3 | GPIO23,RGB 红色分量数据位 3 |
8 | RGB_G7 | GPIO24,RGB 绿色分量数据位 7 |
9 | RGB_G6 | GPIO25,RGB 绿色分量数据位 6 |
10 | RGB_G5 | GPIO26,RGB 绿色分量数据位 5 |
65 | RGB_G4 | GPIO40,RGB 绿色分量数据位 4 |
45 | RGB_G3 | GPIO41,RGB 绿色分量数据位 3 |
39 | RGB_G2 | GPIO42,RGB 绿色分量数据位 2 |
38 | RGB_B7 | GPIO43,RGB 蓝色分量数据位 7 |
35 | RGB_B6 | GPIO44,RGB 蓝色分量数据位 6 |
34 | RGB_B5 | GPIO45,RGB 蓝色分量数据位 5 |
33 | RGB_B4 | GPIO46,RGB 蓝色分量数据位 4 |
32 | RGB_B3 | GPIO47,RGB 蓝色分量数据位 3 |
27 | RGB_DCLK | GPIO14,时钟信号 |
26 | RGB_DISP | GPIO15,显示开/关 |
29 | RGB_HSYNC | GPIO17,行同步信号 |
30 | RGB_VSYNC | GPIO18,场同步信号 |
28 | RGB_DE | GPIO16,数据使能信号 |
管脚号 | 信号名称 | 功能描述 |
---|---|---|
41 | ENET_PHY_INT | GPIO27,中断信号 |
42 | ENET_MDC | GPIO29,总线时钟信号 |
48 | ENET_RXD0 | GPIO33,数据接收信号,比特位 0 |
49 | ENET_MDIO | GPIO32,输入输出数据信号 |
51 | ENET_RXD1 | GPIO34,数据接收信号,比特位 1 |
52 | ENET_RXDV | GPIO35,接收数据有效信号 |
56 | ENET_TXD0 | GPIO36,数据发送信号,比特位 0 |
57 | ENET_TXD1 | GPIO37,数据发送信号,比特位 1 |
63 | ENET_TXEN | GPIO38,发送使能信号 |
64 | ENET_REF_CLK | GPIO39,参考时钟信号 |
T5-E1 模组提供 16 个电容式传感 GPIO,管脚描述如下:
管脚号 | 信号名称 | 功能描述 |
---|---|---|
11 | P28 | TOUCH2 |
24 | P12 | TOUCH0 |
25 | P13 | TOUCH1 |
32 | P47 | TOUCH15 |
33 | P46 | TOUCH14 |
42 | P29 | TOUCH3 |
46 | P31 | TOUCH5 |
47 | P30 | TOUCH4 |
48 | P33 | TOUCH7 |
49 | P32 | TOUCH6 |
51 | P34 | TOUCH8 |
52 | P35 | TOUCH9 |
56 | P36 | TOUCH10 |
57 | P37 | TOUCH11 |
63 | P38 | TOUCH12 |
64 | P39 | TOUCH13 |
使用 TOUCH 功能时,建议靠近模组侧预留串联电阻,用于减小线上的耦合噪声和干扰,也可加强 ESD 保护。该阻值建议 470 Ω 到 2 kΩ,推荐 510 Ω。具体值还需根据产品实际测试效果而定。
走线尽量短而细,要求长度小于 300 mm,宽度不大于 0.18 mm,走线夹角大于等于 90°。不同触摸通道之间的间距尽量远,且要远离例如 RF、I2C、SPI、高速信号线等。
触摸电极和走线周围用栅格地围绕,走线离地间隙范围 0.5 mm 到 1 mm。
触摸电极直径范围 8 mm 到 15 mm。
管脚号 | 信号名称 | 功能描述 |
---|---|---|
61 | LN | AUDL_N ,语音负极输出 |
62 | LP | AUDL_P ,语音正极输出 |
管脚号 | 信号名称 | 功能描述 |
---|---|---|
66 | MP1 | MIC1_P ,麦克风 1 正极输入 |
67 | MN1 | MIC1_N ,麦克风 1 负极输入 |
68 | MN2 | MIC2_N ,麦克风 2 负极输入 |
69 | MP2 | MIC2_P ,麦克风 2 正极输入 |
70 | MBS | MICBIAS ,麦克风偏置电压 |
如果只用一路 MIC,必须用 MIC1。
每次上电时,模组 GPIO 口引脚的高电平电压的建立时间 t2
,必须大于或等于模组电源引脚的电压的建立时间 t1
。如下图:
如果模组 GPIO 引脚高电平电压的建立时间 t2
,小于模组电源引脚电压的建立时间 t1
,可能会引起模组无法启动。
该方式通过对模组电源引脚通断电的控制,实现整机低功耗。
原理:如图所示,MCU 通过 GPIO 口控制开关器件 S1,实现对模组的通断电操作。
缺点:
解决办法 1:硬件不做变更,MCU 软件实现优化。当 MCU 检测到数据上报云端和 App 的任务完成后,MCU 程序还需要按以下步骤操作。
该方案不适用于 MCU 的串口引脚不能被配置为开漏状态,或弱下拉状态的情况。如果串口链路有上拉电阻,则上拉电阻的一端需要连接到模组的 VCC 引脚上,或去掉上拉电阻。
解决办法 2:MCU 软件不做变更,硬件上增加电平转换电路。电平转换电路可参考前文 电平转换电路参考,然后参考 模组与 MCU 串口通信 中的 3.3V MCU 示意图,将电平转换电路嵌入到串口链路上。
通过对模组 RST 引脚拉低,降低模组不工作时的功耗来实现整机低功耗。
原理:如图所示,MCU 通过 GPIO 口控制模组的 RST 引脚,实现对模组的通断电操作。
缺点:模组 RST 引脚内部有 10K 上拉电阻,当模组处在复位状态时,模组的输入电流仍有 330 μA。
由于天线对周围器件和外壳的距离比较敏感,因此建议完成整机测试后,进行相关射频(RF)的测试,来验证产品 RF 的性能。下表列出了可验证的项目及指标。
测试项目 | 测试指标 |
---|---|
室内环境拉距 | ≥ 50m |
室外空旷环境拉距 | ≥ 75m |
整机信令模式 TRP(测试模式为 11B 11Mbps) | ≥ 10 dBm |
整机 TIS(测试模式为 11B 11Mbps) | ≤ -83 dBm |
天线辐射方向外壳不可使用金属材质,或在塑料壳体表面使用含有金属成分的喷漆和镀层。天线周围避免使用金属螺丝、金属铆钉或其他金属器件,以免影响天线的辐射。建议模组天线部分和其他金属件距离至少在 15 mm 以上。
顶盖到天线的距离会影响天线的性能,外壳距离天线越远,性能影响越小。
上下壳到天线的距离会影响天线的性能,上下壳距离天线越远,性能影响越小。
模组尽量远离喇叭、电源开关、摄像头、HDMI、USB 等其他高速信号设备,避免引起干扰。
天线附近避免金属遮挡,如有同频信号干扰,需充分评估,保证隔离度。
根据 T5-E1 模组的天线形态,模组在使用时候,可以选择 位置 3 或者 位置 4(最优位置),即天线馈点位置尽量靠近板边。下图红点标记的位置即 T5-E1 天线馈点位置。
模组长宽公差 ±0.35mm,高度公差 ±0.15mm。PCB 板厚公差 ±0.1mm。
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