TCS600U 模组硬件设计

本文介绍了 TCS600U 模组 功能及硬件接口应用的电路设计指导，为 TCS600U 模组产品使用者提供了设计开发依据。您可以对本产品有整体认识，对产品的技术参数有明确了解，并可在本文基础上顺利完成相关功能类产品或设备的应用开发。

背景信息

缩略词

缩略	全称	解释
ESD	Electro-Static Discharge	静电放电
USB	Universal Serial Bus	通用串行总线
UART	Universal Asynchronous Receiver Transmitter	通用异步收发器
SIM	Subscriber Identification Module	用户识别模组
SPI	Serial Peripheral Interface	串行外设接口
I2C	Inter-Integrated Circuit	交互集成线路
I/O	Input/output	输入/输出
GPIO	General-purpose Input/output	通用输入输出接口
TBD	To Be Determined	待定
RTC	Real-Time Clock	实时时钟
ADC	Analog-to-Digital Converter	模拟-数字转换器

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• LTE Cat.1 Open CPU 接入开发文档

产品简介

TCS600U 是由涂鸦智能开发的一款 LTE Cat.1 蜂窝网络模组。模组主要由一个高集成度的 LTE Cat.1 芯片 UIS8910DM 及其外围电路构成，内置了 LTE Cat.1 网络通信协议栈和丰富的库函数。

TCS600U 内嵌 Cortex A5 应用处理器和 Cat.1bis 调制解调器，集成 64Mb Nor Flash，128Mb PSRAM，支持 USB、UART、SDIO、SPI、I2C、I2S 和 ADC 等接口，支持显示屏、摄像头、麦克风、喇叭、MicroSD 卡和 USIM 卡等外设。

型号说明

型号	TCS600U
LTE FDD	Band 1、3、5、8
LTE TDD	Band 34、38、39、40、41
VOLTE	支持
GNSS	不支持
BLE4.2	不支持
WIFI SCAN	不支持
模组尺寸	21.9 x 22.9 mm

产品特性

特性	描述
处理器	Cortex A5 应用处理器，主频 500MHz
供电电压范围	工作电压：3.4~4.3V 典型工作电压：3.8V
LTE Cat.1 数据速率	LTE-FDD：最大 10 Mbps（下行）/ 最大 5 Mbps（上行） LTE-TDD：最大 8.2 Mbps（下行）/ 最大 3.4 Mbps（上行
接口	1 个 USB2.0 接口 2 个 UART 接口 3 个 I2C 接口 1 个 PCM/I2S 接口 1 个 SDIO 接口 1 个 SPI 接口 2 个 ADC 接口 1 个四线 SPI FLASH 接口
USB	支持 USB2.0，数据传输速率最大达 400Mbps 用于 AT 命令传送、数据传输、软件调试和固件升级
串口	UART1: 通用串口，可用于 AT 命令和数据传输 最大波特率 921600bps，默认波特率自适应 9600，115200bps 支持硬件流控（RTS/CTS） UART2（管脚复用）：通用扩展串口 DBG_UART：用于 AP LOG 输出 ZSP_UART（管脚复用）：用于 CP LOG 输出
USIM 卡	支持 1.8V 和 3V
显示屏	SPI 显示屏，分辨率 QVGA 320x240，30FPS
摄像头	SPI/MIPI 摄像头，I/O 接口只支持 1.8V，最高支持 30 万像素摄像头
音频	1 组数字音频接口 1 路模拟音频输入 1 路模拟音频输出
Micro SD	支持
天线	LTE 天线，要求特征阻抗 50 Ω
工作温度	正常工作温度：-30℃ 到 +75℃ 1 扩展工作温度：-40℃ 到 +85℃ 2
对接方式	支持 AT 指令对接 支持 TuyaOS 通用对接 支持 Open CPU 开发
软件升级	USB、OTA 升级
封装	管脚：LCC+LGA 106 PIN 尺寸：21.9 × 22.9 × 2.3mm 重量：约 3.2g

接口说明

TCS600U 模组共有 106 个引脚，其中 76 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：

标识符号说明

管脚属性标识符号	描述
IO（Input/Output）	输入输出
DI（Digital Input）	数字信号输入
DO（Digital Output）	数字信号输出
PI（Power Input）	电源输入
PO（Power Output）	电源输出
AI（Analog Input）	模拟信号输入
AO（Anlog Output）	模拟信号输出
OD（Open Darin Output）	开漏输出

管脚定义

管脚号	管脚名	信号类型	描述
1	SPI_CLK	DO	SPI1 时钟信号输出，OpenCPU 模式可用作 GPIO93
2	SPI_DIN	DI	SPI1 数据输入，OpenCPU 模式可用作 GPIO12
3	SPI_DOUT	DO	SPI1 数据输出，OpenCPU 模式可用作 GPIO11
4	SPI_CS	DO	SPI1 片选信号，OpenCPU 模式可用作 GPIO10
5	USIM_CLK	DO	USIM 卡时钟信号
6	USIM_DATA	IO	USIM 卡数据信号
7	USIM_RST	DO	USIM 卡复位信号
8	USIM_VDD	PO	USIM 卡供电电源，1.8V/3.0V 自动识别，Iomax=50mA
9	USIM_CD	DI	USIM 卡热插拔检测，需要上拉到V_GLOBAL_1V8，软件默认不支持，需要通过设置打开热插拔检测
10	CAM_MCLK	DO	Camera MCLK 时钟输出
11	CAM_I2C_SCL	IO	Camera I2C 时钟信号，也可用作通用 I2C 接口
12	CAM_I2C_SDA	IO	Camera I2C 数据信号，也可用作通用 I2C 接口，OpenCPU 模式可用作 GPIO17
13	CAM_SPI_CLK	DI	SPI Camera 时钟输入
14	CAM_SPI_D0	DI	SPI Camera 数据输入 0
15	CAM_SPI_D1	DI	SPI Camera 数据输入 1
16	CAM_PWDN	DO	Camera 关断
17	CAM_VDD	PO	Camera 模拟电源，电压范围 1.6~3.2V，默认 1.8V，Iomax=100mA，开机后默认是关闭状态
18	GND	-	参考地
19	ADC0	AI	模数转换器，输入范围 0~VBAT，通道 0，分辨率 11bits
20	ADC1	AI	模数转换器，输入范围 0~VBAT，通道 1，分辨率 11bits
21	SPK-	AO	音频差分输出通道负，驱动 32Ω 受话器，无内置功放，外接 8Ω 喇叭需要外接音频功放
22	SPK+	AO	音频差分输出通道正，驱动 32Ω 受话器，无内置功放，外接 8Ω 喇叭需要外接音频功放
23	MIC-	AI	麦克风输入通道负
24	MIC+	AI	麦克风输入通道正
25	MIC_BIAS	PO	麦克风偏置电压电源
26	USB_DP	IO	USB 差分信号正，走线控制 90Ω 差分阻抗
27	USB_DM	IO	USB 差分信号负，走线控制 90Ω 差分阻抗
28	USB_VBUS	DI	USB 插入检测，输入范围 3.3V~5.25V，Vnorm=5.0V，插入 USB 后将触发充电开机，无法关机
29	VBAT	PI	模组电源，供电范围 3.4V~4.3V，标称 3.8V，外部电源需保证 2A 的电流，建议外部增加浪涌管
30	GND	-	参考地
31	MAIN_RXD	DI	主串口接收数据
32	MAIN_TXD	DO	主串口发送数据
33	MAIN_CTS	DO	DTE 主串口清除发送（连接至 DTE 的 CTS），OpenCPU 模式可用作 GPIO19
34	MAIN_RTS	DI	DTE 主串口请求发送（连接至 DTE 的 RTS），OpenCPU 模式可用作 GPIO18
35	GND	-	参考地
36	VBAT	PI	模组电源，供电范围 3.4V~4.3V，标称 3.8V，外部电源需保证 2A 的电流，建议外部增加浪涌管
37	VBAT	PI	模组电源，供电范围 3.4V~4.3V，标称 3.8V，外部电源需保证 2A 的电流，建议外部增加浪涌管
38	GND	-	参考地
39	SD_DATA0	DI/IO	SDIO 数据位 0
40	SD_DATA1	DO/IO	SDIO 数据位 1
41	GND	-	参考地
42	BOOT	DI	开机时与 V_GLOBAL_1V8 短接会进入下载模式，正常开机必须保持悬空
43	GND	-	参考地
44	GND	-	参考地
45	GND	-	参考地
46	LTE_ANT	AIO	LTE 天线输出端口，50Ω 特性阻抗
47	GND	-	参考地
48	SD_CMD	DO/IO	SDIO 命令信号
49	SD_DATA2	DI/IO	SDIO 数据位 2
50	SD_DATA3	DI/IO	SDIO 数据位 3
51	W_DISABLE*	DI	飞行模式控制，OpenCPU 模式可用作 GPIO22
52	NET_MODE*	DO	注册的网络制式指示
53	SLEEP_IND*	DO	睡眠模式指示，兼容 UART2_TXD，OpenCPU 模式可用作 GPIO21
54	STATUS*	DO	运行状态指示，兼容 UART2_RXD，OpenCPU 模式可用作 GPIO20
55	NET_STATUS	DO	指示模组的网络注册状态，模组自处理模式下有效
56	I2C2_SDA	IO	I2C2 数据信号，OpenCPU 模式可用作 GPIO15
57	I2C2_SCL	IO	I2C2 时钟信号，OpenCPU 模式可用作 GPIO14
58	PCM_SYNC/SPI_FLASH_CS	DO	PCM 语音同步信号，兼容 SPI_FLASH_CS
59	PCM_DIN/SPI_FLASH_D0	DI/IO	PCM 语音数据输入，兼容 SPI_FLASH_D0
60	PCM_DOUT/SPI_FLASH_D1	DO/IO	PCM 语音数据输出，兼容 SPI_FLASH_D1
61	PCM_CLK/SPI_FLASH_CLK	DO	PCM 语音时钟信号，兼容 SPI_FLASH_CLK
62	LCD_TE	DO	SPI LCD 帧同步信号
63	LCD_SPI_RS	DO	SPI LCD 寄存器选择
64	LCD_RST	DO	SPI LCD 复位信号
65	LCD_SPI_CS	DO	SPI LCD 片选信号
66	LCD_SPI_DOUT	DO	SPI LCD 数据信号
67	LCD_SPI_CLK	DO	SPI LCD 时钟信号
68	CAM_VDDIO	PO	Camera 数字电源，电压范围 1.4~2.1V，默认 1.8V，Iomax=100mA，开机后默认是关闭状态
69	SPI_FLASH_D2	IO	SPI_FLASH_D2
70	MAIN_RI/SPI_FLASH_D3	IO	串口 1 输出振铃提示，，兼容 SPI_FLASH_D3
71	DBG_TXD	DO	调试串口，输出 AP log
72	DBG_RXD	DI	调试串口，接收调试指令
73	GND	-	参考地
74	POWER_KEY	DI	模组开关机控制脚，内部上拉到 VBAT
75	RESET	DI	模组复位输入，低有效，内部上拉到 VBAT
76	V_GLOBAL_1V8	PO	固定输出 1.8V，Iomax=50mA，开机后默认打开，不能关闭，可用于外围电路上拉电源
77~92	GND	-	参考地
113	RESERVED	-	预留管脚
120	CAM_RST	DO	Camera 复位信号
129	RESERVED	-	预留管脚
131	RESERVED	-	预留管脚
132	SD_CLK	DO	SDIO 时钟信号
133	VMMC_VDD	PO	SDIO 供电电源，默认 3.1V，Iomax=150mA
134	LCD_VDDIO	PO	LCD 数字电源，默认 1.8V，Iomax=200mA
136	RESERVED	-	预留管脚
138	LCD_AVDD	PO	LCD 模拟电源，默认 3.0V，Iomax=150mA
143	RESERVED	-	预留管脚
145	USIM2_RST	DO	USIM2 卡复位信号
146	USIM2_DATA4	IO	USIM2 卡数据信号
147	USIM2_CLK4	DO	USIM2 卡时钟信号
148	USIM2_VDD4	PO	USIM2 卡供电电源，1.8V/3.0V 自动识别，Iomax=50mA

电源

电源和地管脚

TCS600U 可采用电池或外部电源供电。电源地和信号地，需要全部连接到系统板的地平面上。如果 GND 信号的连接不好，会对整体性能有影响。

管脚号	管脚名	描述	最小	典型	最大	单位
29、36、37	VBAT	模组电源输入	3.4	3.8	4.3	V
18、30、35、38、41、43、44、45、47、73、77~92	GND	GND	-	-	-	-

供电要求

• 供电电源电压范围 3.4~4.3 V，最大电流 2 A。

  • 当系统电压与模组供电压差不大时，建议选择 LDO 进行电压转换。
  • 当系统电压与模组供电压差较大时，建议选择 DCDC 进行电压转换。

• 电压跌落：为确保模组正常工作，电源纹波小于 300 mV，电压跌落不低于模组最低工作电压 3.4 V。
  

• 稳压和滤波电容：

  • 稳压电容：100μF x 2 （ESR=0.7 Ω）。
  • 滤波电容：0.1μF，33pF，10pF。

• ESD 保护：在靠近 VBAT 输入端增加一个 TVS 管以提高模组的浪涌电压承受能力。

• 走线要求：要求星形走线。原则上，VBAT 走线越长，线宽越宽。

• 当使用电池供电时，模组可以打开低电压关机（＜3.38V）功能，此时需要注意底板其他负载的功耗，避免电池过放导致模组不开机。

• 参考电路如下图所示：

  

开关机和复位

管脚描述

管脚号	管脚名	功能描述
74	POWER_KEY	模组开关机控制脚，内部上拉到 VBAT
75	RESET	模组复位输入，低有效，内部上拉到 VBAT

接口应用

• 开机：将 POWER_KEY 管脚拉低 1.5s 以上，模组将进入开机流程，若 VBAT 管脚电压大于软件设置的开机电压（3.3V），会继续开机动作直至系统开机完成。否则会停止开机动作，系统会关机。开机成功后可将 POWER_KEY 释放。可以通过检测 V_GLOBAL_1V8 管脚的电平来判断模组是否开机。

  

• 自动开机：如果您需要上电自动开机且不需要关机功能，则可以把 POWER_KEY 管脚直接下拉到地。

• 复位：RESET 管脚拉低一段时间后（大于 35ms），再次将该管脚悬空或置高，即可复位。

  

• 关机：在开机状态下，将 POWER_KEY 管脚拉低 1.5s 以上时间，模组会执行关机动作。

• 推荐使用开集驱动电路来控制模组管脚，电路如下图所示：

  • 开机电路
    
  • 复位电路
    

UART

管脚描述

TCS600U 提供 4 路 UART 接口：

• 串口 1：可用于 MCU 对接，使用 AT 指令或涂鸦通用对接协议，其默认波特率为 115200bps。

• 串口 2：普通串口，用于外设扩展。

• DEBUG 串口：调试串口，可以接收调试指令及输出 AP 日志，开发阶段建议预留测试点。

• ZSP 串口: 输出 CP 日志。

  管脚号	管脚名	功能描述
  32	MAIN_TXD	串口 1 接收数据，自适应波特率 9600 和 115200bps
  31	MAIN_RXD	串口 1 发送数据，自适应波特率 9600 和 115200bps
  33	MAIN_CTS	DTE 串口 1 清除发送
  34	MAIN_RTS	DTE 串口 1 请求发送
  54	SLEEP_IND	复用 UART2_TXD，串口 2 发送数据
  53	STATUS	复用 UART2_RXD，串口 2 接收数据
  71	DBG_TXD	调试串口，输出 AP log
  72	DBG_RXD	调试串口，接收调试指令
  51	W_DISABLE	复用 ZSP_UART_TXD，输出 CP log

接口应用

模组的串口电平为 1.8V。若您的 MCU 系统的电平为 3.3V 或 5V，则需在模组和应用系统的串口连接中增加电平转换器。如下图：

也可以使用三极管做电平转换：

USB

管脚描述

TCS600U 支持 USB 2.0 接口，最高支持高速（480 Mbps），可用于模组下载校准和 AT 模式应用。

管脚号	管脚名	功能描述
28	USB_VBUS	USB 插入检测, 输入范围 3.3~5.25 V，Vnorm = 5.0 V，插入 USB 后将触发充电开机，无法关机
26	USB_DP	USB 差分数据正，支持模组下载校准
27	USB_DM	USB 差分数据负，支持模组下载校准
42	USBBOOT	开机之前上拉到 V_GLOBAL_1V8，模组会进入 USB 下载模式

接口应用

• MCU 对接

  

• Micro USB 连接器

  

电路设计要求

• 需要 USB 下载时，要将 USBBOOT 上拉到 VDD_EXT，进入 USB 下载模式。

• USB 走线需要严格按照差分线控制，做到平行和等长。

• USB 走线需要控制 90 欧姆的差分阻抗。

• USB 走线远离电源、射频及其他敏感信号，建议内层走线且上下左右立体包地。

• MCU 与模组间串联一个共模电感，防止 USB 信号产生 EMI 干扰。

• VBUS 为 USB 检测功能，如果 MCU 的 USB 不支持 Suspend 时，通过断开 VBUS 来使模组进入睡眠。

  

• 外接 Micro USB 接口时，USB 的 TVS 管应尽量靠近 USB 接口放置，寄生容值 < 2pf。

USB 下载和调试

• MCU 通过 USB 接口与模组通信的模式下，建议通过 0 R 电阻跳接的方式预留测试点或 Micro USB 接口便于固件升级和调试，其中 0 R 电阻需要共焊盘设计。

• 在模组开机前，将 USB_BOOT 上拉到 V_GLOBAL_1V8，模组将进入烧录模式

• 建议预留 USB_BOOT 和 V_GLOBAL_1V8 测试点，方便后期下载调试。

• 模组进入下载模式后，设备管理器端口如下：

  

USIM 卡

管脚描述

TCS600U 共提供 2 组 SIM 卡接口。

管脚号	管脚名	功能描述
5	USIM_CLK	USIM 卡时钟信号
6	USIM_DATA	USIM 卡数据信号
7	USIM_RST	USIM 卡复位信号
8	USIM_VDD	USIM 卡供电电源，模组自动识别 1.8V 或 3.0V
9	USIM_CD	USIM 卡热插拔检测，不使用时上拉到 VDD_EXT
145	USIM2_RST*	USIM2 卡复位信号，OpenCPU 模式可用作 GPIO31
146	USIM2_DATA*	USIM2 卡数据信号，OpenCPU 模式可用作 GPIO30
147	USIM2_CLK*	USIM2 卡时钟信号，OpenCPU 模式可用作 GPIO29
148	USIM2_VDD*	USIM2 卡供电电源，1.8V/3.0V 自动识别，Iomax=50mA

SIM 卡接口应用

电路设计要求

• USIM 卡座靠近模组摆放，信号线长度不超过 200mm。
• USIM_VDD 增加 100nF 滤波电容，靠近卡座摆放。
• USIM_DATA 走线较长时，增加 10-20K 上拉电阻，增加抗干扰能力。
• USIM_DATA，USIM_RST 和 USIM_CLK 需要加 33pF 电容用于滤除射频干扰。
• USIM 信号走线应远离射频和 VBAT 电路，USIM_CLK 和 USIM_DATA 走线不能太靠近，防止信号串扰。
• 如 SIM 经常需要手动插拔，信号线需要增加 TVS 管，寄生电容低于 15pF，走线要求先经过 ESD 器件再到模组。
• USIM 卡热插拔，参考设计中所选用 USIM 卡座的 USIM_CD 管脚无卡时短接到地，有卡时悬空，此时由外部 V_GLOBAL_1V8 上拉到高电平。如不使用热插拔 USIM 卡座，USIM_CD 管脚悬空。

SD 卡

管脚描述

TCS600U 提供一组 SD 2.0 接口，复用 GPIO 管脚，用于外接 Micro SD 卡，也可以用于标准 SDIO V1.1 接口。

管脚号	管脚名	信号类型	电源域	功能描述
132	SD_CLK	DO		SD 卡 SDIO 时钟
48	MAIN_DCD/SD_CMD	IO	VMMC	SD 卡 SDIO 命令
39	MAIN_DTR/SD_DATA0	IO	VMMC	SD 卡 SDIO 数据位 0
40	MAIN_RI/SD_DATA1	IO	VMMC	SD 卡 SDIO 数据位 1
49	WAKEUP_IN/SD_DATA2	IO	VMMC	SD 卡 SDIO 数据位 2
50	AP_READY/SD_DATA3	IO	VMMC	SD 卡 SDIO 数据位 3
133	VMMC_VDD	PO		SD 卡 SDIO 上拉电源

SD 卡接口应用

电路设计要求

• 模组 VMMC_VDD 最大输出电流 150mA，如果使用的 SD 卡电流超过 150mA 时需要外置电源。
• SD_CLK 和 SD 信号线上串联 22ohm 电阻，用于解决射频干扰问题。
• 信号线上预留 33pF 电容，用于解决射频干扰问题。
• SD 信号线预留上拉电阻，增加总线稳定性，上拉电阻推荐 100KΩ，上拉电源使用 VMMC_VDD。
• SD_CLK 信号单根包地，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 1mm，总长度不超过 50mm。
• 为确保 ESD 性能，靠近 SD 卡座增加 TVS 管，寄生电容低于 15pF，走线要求先经过 ESD 器件再到模组。

模组状态指示

NET_STATUS 接口描述

管脚号	管脚名	功能描述
52	NET_MODE*	注册的网络制式指示
55	NET_STATUS	网络状态指示，模组自处理模式下有效

接口应用

SPI 串口

管脚描述

管脚号	管脚名	信号类型	电源域	功能描述
1	SPI_CLK	DO	V_PAD_1V8_RTC	SPI1 时钟信号输出
2	SPI_DIN	DI	V_PAD_1V8_RTC	SPI1 数据输入
3	SPI_DOUT	DO	V_PAD_1V8_RTC	SPI1 数据输出
4	SPI_CS	DO	V_PAD_1V8_RTC	SPI1 片选信号

SPI 接口电气特性及接口应用

TCS600U 的 SPI 只支持 master 模式，参考电路如下：

TCS600U SPI 接口的电平为 1.8V，若您的 MCU 系统电平为 3.3V，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：

I2C 总线

管脚描述

TCS600U 共提供 3 组 I2C 接口。

管脚号	管脚名	信号类型	电源域	功能描述
11	CAM_I2C_SCL	IO	V_PAD_1V8	Camera I2C 时钟信号
12	CAM_I2C_SDA	IO	V_PAD_1V8	Camera I2C 数据信号
56	I2C2_SDA	IO	V_PAD_1V8	I2C2 数据信号
57	I2C2_SCL	IO	V_PAD_1V8	I2C2 时钟信号
69	I2C3_SDA	IO	V_PAD_1V8	I2C3 数据信号
70	I2C3_SCL	IO	V_PAD_1V8	I2C3 时钟信号

I2C 是一种 IC 之间通信的两线总线。两条信号线，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。

接口应用

I2C 总线必须在设备端上拉到 V_GLOBAL_1V8。

本模组 I2C 总线的接口电压是 1.8V，如果要接 3.3V/5V 的 I2C 设备，则需要加电平转化那电路。

PCM

TCS600U 支持一路数字 PCM 接口，Open CPU 模式下可以增加外置音频 codec，PCM 管脚与 SPI FLASH 接口复用。

管脚描述

管脚号	管脚名	信号类型	电源域	功能描述
58	PCM_SYNC/SPI_FLASH_CS	DO	V_PAD_1V8	PCM 语音同步信号
59	PCM_DIN/SPI_FLASH_D0	DI	V_PAD_1V8	PCM 语音数据输入
60	PCM_DOUT/SPI_FLASH_D1	DO	V_PAD_1V8	PCM 语音数据输出
61	PCM_CLK/SPI_FLASH_CLK	DO	V_PAD_1V8	PCM 语音时钟信号

接口应用

模组 PCM 和 I2C 都是 1.8V 电平的，如果 Codec 芯片为 3.3V 电压，则需要进行电平转换。

SPI FLASH

TCS600U 内置 64Mb Nor Flash，如果相关应用空间不够时，可以外置一颗 SPI FLASH 增加系统空间，该接口与 PCM 接口复用。

管脚描述

管脚号	管脚名	型号类型	电源域	功能描述
61	PCM_CLK/SPI_FLASH_CLK	DO	V_PAD_1V8	SPI FLASH 时钟信号
58	PCM_SYNC/SPI_FLASH_CS	DO	V_PAD_1V8	SPI FLASH 片选信号
59	PCM_DIN/SPI_FLASH_D0	IO	V_PAD_1V8	SPI FLASH 数据位 0
60	PCM_DOUT/SPI_FLASH_D1	IO	V_PAD_1V8	SPI FLASH 数据位 1
69	I2C3_SDA/SPI_FLASH_D2	IO	V_PAD_1V8	SPI FLASH 数据位 2
70	I2C3_SCL/SPI_FLASH_D3	IO	V_PAD_1V8	SPI FLASH 数据位 3

接口应用

SPI LCD

TCS600U 支持一路 LCD 专用 SPI 接口，用于驱动 SPI LCD 屏幕：

• 最大支持 320*240 分辨率，30 帧
• 内置图像处理单元
• 支持格式：YUV4 : 2 : 0，YUV4 : 2 : 2，RGB565，ARGB8888
• 目前只支持 4 线 8 bit 一通道类型的 LCD
• 支持 1.8V /2.8V LCD 屏幕

管脚描述

管脚号	管脚名	信号类型	电源域	功能描述
62	LCD_TE	DO	V_LCD	SPI LCD 帧同步信号
63	LCD_SPI_RS	DO	V_LCD	SPI LCD 寄存器选择
64	LCD_RST	DO	V_LCD	SPI LCD 复位信号
65	LCD_SPI_CS	DO	V_LCD	SPI LCD 片选信号
66	LCD_SPI_DOUT	DO	V_LCD	SPI LCD 数据信号
67	LCD_SPI_CLK	DO	V_LCD	SPI LCD 时钟信号
134	LCD_VDDIO	PO		LCD 数字电源，默认 1.8V，Iomax=200mA
138	LCD_AVDD	PO		LCD 模拟电源，默认 3.0V，Iomax=150mA

接口应用

电路设计要求

• 预留电阻电容，对射频干扰有一定的抑制效果。
• VBAT 是 LCD 背光灯供电正极，此电源可根据 LCD 模组的需求，自行设计。
• 背光控制需用 PWM 控制，通过调整 PWM 占空比来调整背光亮度。
• R74 电阻根据屏幕背光的导通电流来做调整。

SPI CAMERA

TCS600U 支持一路 SPI camera 输入接口，可用于扫码、拍照等应用，不支持视频。

• 最高像素 30W 像素
• 支持数据格式 YUV422、Y420、RAW8、RAW10
• 集成 GC0310 驱动

管脚描述

管脚号	管脚名	信号类型	电源域	功能描述
10	CAM_MCLK	DO	V_PAD_1V8	Camera MCLK 时钟输出
11	CAM_I2C_SCL	DO	V_PAD_1V8	Camera I2C 时钟信号
12	CAM_I2C_SDA	IO	V_PAD_1V8	Camera I2C 数据信号
13	CAM_SPI_CLK	DI	V_PAD_1V8	SPI Camera 时钟输入
14	CAM_SPI_D0	DI	V_PAD_1V8	SPI Camera 数据输入 0
15	CAM_SPI_D1	DI	V_PAD_1V8	SPI Camera 数据输入 1
16	CAM_PWDN	DO	V_PAD_1V8	Camera 关断信号
120	CAM_RST	DO	V_PAD_1V8	Camera 复位信号
17	CAM_VDD	PO		Camera 模拟电源，电压范围 1.6~3.2V，默认 1.8V，Iomax=100mA，开机后默认是关闭状态
68	CAM_VDDIO	PO		Camera 数字电源，电压范围 1.4~2.1V，默认 1.8V，Iomax=100mA，开机后默认是关闭状态

接口应用

电路设计要求

• CAM 信号线上串联 33 Ω 电阻和 33 pF 电容，以减小射频干扰。

• AVDD、DVDD、DOVDD 电源上的滤波电容靠近连接器端摆放。

• Layout 布线时，摄像头接口走线应远离 RF 线和 VBAT 电源线，尤其是时钟线与信号线。

• 时钟线与信号线也要分别做包地处理，以防止干扰。

• 模拟电源 CAM_VDD 要包地处理，整个摄像头的模拟部分是由 CAM_VDD 供电。

麦克风

TCS600U 支持一路模拟音频输入接口。

管脚描述

管脚号	管脚名	信号类型	功能描述
23	MIC-	AI	麦克风输入通道负
24	MIC+	AI	麦克风输入通道正
25	MIC_BIAS	PO	麦克风偏置电压电源

接口应用

电路设计要求

• MIC+ 和 MIC- 走线需要严格按照差分线控制，做到平行和等长。

• 在靠近麦克风的位置添加 33pF，10pF 滤波电容用于滤除高频干扰。

• 在靠近麦克风的位置添加 TVS 保护管，放置静电击穿。

喇叭

TCS600U 支持一路模拟音频输出接口。

管脚描述

管脚号	管脚名	信号类型	功能描述
21	SPK-	AI	音频差分输出通道负，驱动 32Ω 受话器，无内置功放，外接 8Ω 喇叭需要外接音频功放
22	SPK+	AI	音频差分输出通道正，驱动 32Ω 受话器，无内置功放，外接 8Ω 喇叭需要外接音频功放

接口应用

音频输出无内置功放，直接驱动 32Ω 受话器。

增加外置音频功放电路。

电路设计要求

• SPK+ 和 SPK- 走线需要严格按照差分线控制，做到平行和等长。

• 在靠近麦克风的位置添加 33pF，10pF 滤波电容用于滤除高频干扰。

• 在靠近喇叭的位置添加 TVS 保护管，放置静电击穿。

ADC

TCS600U 支持 2 路 ADC 输入。

管脚描述

管脚号	管脚名	信号类型	功能描述
19	ADC0	AI	模数转换器, 输入范围 0~VBAT，通道 0，分辨率 11bits
20	ADC1	AI	模数转换器, 输入范围 0~VBAT，通道 0，分辨率 11bits

ADC 性能

参数	条件	最小值	典型值	最大值	单位
分辨率	-	-	11	-	bits
输入电压范围	Input scale ratio=1:1	0	-	1.25	V
	Input scale ratio=1.92:1	0	-	2.4	V
	Input scale ratio=1.92:1	0	-	2.4	V
	Input scale ratio=2.56:1	0	-	3.2	V
	Input scale ratio=4:1	0	VBAT	5	V
精度	Input scale ratio=1:1	-	10	-	mV
	Input scale ratio=4:1 input 3.6 ~ 4.2 V	-	20	-	mV
转换时间	-	-	50	-	us

电路设计要求

• 在 VBAT 没有供电的情况下，ADC 接口不要接任何输入电压。
• ADC 的极限输入电压是 5V。
• 软件默认设置的量程是 0-VBAT，如果输入电压超过 VBAT，会导致 ADC 获取的值误差很大。
• 可以通过软件设置不同的量程，来调整 ADC 的精度。

MAIN_RI 和 MAIN_DTR

管脚描述

管脚号	管脚名	信号类型	功能描述
39	MAIN_DTR	DI	休眠唤醒控制
40	MAIN_RI	DO	串口 1 输出振铃提示

MAIN_RI

在 AT 指令和通用对接模式下，当模组需要通过主串口，USB 端口传输包信息时，MAIN_RI 都会有指示作用。

状态	MAIN_RI 信号
IDLE	高电平
AT 模式	当有 URC 返回时，MAIN_RI 拉低并保持 120 ms 低电平，再恢复高电平
TUYA OS 通用对接	当有 URC 返回时，MAIN_RI 拉低并保持 60 ms 低电平，再恢复高电平，低电平保持时间可由通用对接指令进行修改，设置范围 10ms~10s

MAIN_DTR

在模组睡眠状态下，可以通过 MAIN_DTR 唤醒模组。

状态	MAIN_RI 信号
Sleep	高电平（拉低无法进入睡眠）
WAKEUP	主机拉低 MAIN_DTR 可以唤醒模组

天线

天线管脚描述

管脚号	管脚名	功能描述
46	LTE_ANT	LTE 天线

射频天线匹配电路

天线电路预留 π 型匹配电路，靠近天线放置，供天线厂家进行匹配调试，根据实际调试结果选取适当的阻容感值。

默认 L1 为 0 欧姆，C1、C2 不贴片。

LTE 天线：

射频信号线走线

MCU PCB 的射频信号要求阻抗 50 欧姆，阻抗的控制通常采用微带线。

微带线 PCB 结构：

电路设计要点：

• 模组的天线引脚到天线连接器之间的走线距离尽量短，避免直角走线，建议走线角度为 135 度或采用弧度走线。
• 射频信号线参考的地平面要保持完整。同层的地与射频信号线之间要保持 2 倍线宽，射频信号线周边的地要多打地孔。
• 模组天线引脚相邻的地引脚要充分接地。
• 连接器信号脚的焊盘要与地平面保持一定距离。
• 可以通过阻抗模拟计算工具对射频信号线进行精确的 50 欧姆阻抗控制。
• 外置天线需要增加 TVS 器件，以防止 ESD 击穿。TVS 器件要求结间电容 Cj 小于 0.5pF。

阻抗计算时，按照下图填写各个参数，通过改变射频线宽度，使阻抗接近 50 欧姆。

天线设计要求

• 天线位置要避开电源、数据线和芯片等会产生射频干扰的器件。
• 为确保 RF 性能的最优化，天线部分和主板或其他金属件的距离至少保持 15mm 以上。
• 天线外围不要包裹金属件，以免影响天线辐射性能。建议天线区域的转接板镂空处理。

天线类型

该模组无自带 PCB 板载天线，需要第三方提供天线。可使用外置胶棒天线、弹簧天线、IPEX-FPC 天线、PCB 板天线等，天线形式有单极天线、PIFA 天线、IFA 天线、loop 天线等。

常见的天线形式如下图所示：

• 胶棒天线

  

• IPEX-FPC 天线

  

• 内置 FPC 天线

  

可靠性设计

EMC 和 ESD 设计建议

在整机设计时应充分考虑到由于信号完整性、电源完整性引发的 EMC 问题：

• 在模组外围电路 layout 走线时，对于电源和信号线等走线，保持 2 倍线的间距宽度，可以有效地减少信号之间的耦合，使信号有较 干净 的回流路径。
• 外围电源电路设计时，去耦电容要摆放靠近模组电源管脚，高频高速电路和敏感电路应该远离 PCB 边缘，并且尽量隔离二者之间的布局，减少相互干扰，并且对敏感信号进行保护，对系统板侧可能存在干扰模组工作的电路或器件进行屏蔽设计。

设计时需要注意 ESD 防护：

• 对关键输入输出信号接口，例如 SIM 卡信号、USB 信号、TF 卡信号等接口，需要就近放置 ESD 器件进行保护。
• 此外在主板侧，需要合理设计结构件和 PCB 布局，保证金属屏蔽壳等充分接地，为静电放电设置一条通畅的泄放通道。

PCB 焊盘设计

涂鸦建议在设计主板上面的封装焊盘时，中间的 64 个焊盘按结构图中的尺寸进行设计，而对于外围 80 个信号焊盘向模组外加长 0.3mm 以上，焊盘的其他三边向外延伸 0.05mm 处理。

热设计建议

模组在工作过程中本身会发热，也可能受到其他高温器件的影响。本模组设计时对散热进行了考虑，与系统板连接时请保持地热焊盘接地良好，这对热传导与热平衡有很大帮助，同时对于整机的电气性能也有很大好处。

封装信息

机械尺寸

TCS600U 模组共有 106 个引脚，其中 76 个为 LCC 引脚，另外 30 个为 LGA 引脚。

TCS600U 尺寸大小：21.9 mm ± 0.35 (W) × 22.9 mm ± 0.35 (L) × 2.4 mm ± 0.15(H), 其中 PCB 厚度 0.8 mm ± 0.1 mm。

PCB 封装（SMT）

钢网开孔推荐

• 钢网厚度：建议开阶梯钢网，模组位置钢网厚度推荐 0.18-0.2mm，其他位置根据产品设计确定厚度。
• 模组 LCC 引脚：钢网开孔长度方向内切 0.1mm，外扩 1mm。宽度方向内切 0.16mm（单边 0.08mm），内切长度 1.4mm（模组引脚长度，防止锡珠产生），外扩 0.2mm（单边 0.1mm），外扩长度 2mm（外露在模组引脚底部以外的区域，增加锡量）。
• 模组 LGA 引脚：开孔面积为焊盘面积 60%，如果单个开孔面积过大，可在中间隔断 0.3mm。