TCS800E 模组规格书

TCS800E 是一款 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。

产品概述

TCS800E 内嵌 Cortex-M3 应用处理器和 Cat.1bis 调制解调器，集成 32Mb Nor Flash，PSRAM >1Mb，支持 USB、UART、I2C、I2S 和 ADC 等接口，支持显示屏、摄像和 USIM 卡等外设。

产品特性

• 内置 Cortex M3 应用处理器，CPU 频率：204MHz
• 供电电压范围：
  • 工作电压：3.3~4.3V
  • 典型工作电压：3.8V
• 支持的 SIM 卡：1.8V 和 3V
• LTE Cat.1 特性：
  • 频段
    • LTE-FDD：B1/B3/B5/B8
    • LTE-TDD：B34/38/39/40/41
  • 数据速率
    • LTE-FDD：最大 10 Mbit/s（下行）/ 最大 5 Mbit/s（上行）
    • LTE-TDD：最大 8.2 Mbit/s（下行）/ 最大 3.4 Mbit/s（上行）
  • 发射功率：23 dBm±2 dBm
  • 接收灵敏度：小于 -99 dBm
  • 天线阻抗 50Ω，需外接天线
• 接口：
  • 1 个 USB2.0 接口
  • 3 个 UART 接口
  • 1 个 I2C 接口^*
  • 1 个 I2S 接口^*
  • 2 个 ADC 接口
• 正常工作温度：-30℃ 到 +75℃ ¹
• 扩展工作温度：-40℃ 到 +85℃ ²
• 支持固件 OTA 升级

说明：
^*： 模组目前只支持 AT 指令数传，其他功能暂不支持。
¹： 表示当模组在此温度范围工作时，模组的相关性能满足 3GPP 标准要求。
²： 表示当模组在此温度范围工作时，模组仍能正常工作，仅个别射频指标可能略微超出 3GPP 规范要求。

应用领域

• 公用事业：抄表（水、气、电）、智能水务（管网、漏损、质检）、智能灭火器、消防栓等。
• 智能健康：药品溯源、远程医疗监测、血压表、血糖仪、护心甲监控、婴儿监控器。
• 智慧城市：智能路灯、智能停车、城市垃圾桶管理、公共安全报警、城市环境监控（水污染、噪声、空气质量 PM2.5 等）。
• 消费者：可穿戴设备、自行车、助动车防盗、智能行李箱、VIP 跟踪（小孩、老人、宠物、车辆租赁）、支付/POS 机。
• 农业环境：精准种植（环境参数：水、温、光、药、肥）、畜牧养殖（健康、追踪）、水产养殖、食品安全追溯。
• 物流仓储：资产、集装箱跟踪、仓储管理、车队管理跟踪、物流状态、追踪。
• 智能楼宇：门禁、智能 HVAC、烟感、火警检测、电梯故障/维修。
• 制造行业：生产、设备状态监控，能源设施、油气监控，化工园区监测，大型租赁设备、预测性维护（家电、机械等）。

模组接口

引脚分配

TCS800E 模组为 LGA 封装，共有 109 个引脚。

模组 I/O 序号与模组丝印 I/O 名称对应关系：

引脚定义

管脚号	管脚名称	信号类型	描述
1	GND	-	信号地。
2	RESERVED	-	保留管脚，悬空处理。
3	RESERVED	-	保留管脚，悬空处理。
4	RESERVED	-	保留管脚，悬空处理。
5	RESERVED	-	保留管脚，悬空处理。
6	RESERVED	-	保留管脚，悬空处理。
7	PWRKEY	DI	模块开机/关机控制脚，内部上拉到 VBAT。若需要上电开机，可以把 PWRKEY 一直拉低来实现上电开机。
8	CAM_VCC	PO	摄像头模拟供电管脚，输出 3.0V。
9	ADC0	AIO	模数转换接口，分辨率 12bits，对应模块内部 AIO3。外部直流输入范围0-3.4V。
10	GND		信号地
11	USIM_DATA	IO	SIM0 数据信号。
12	USIM_RST	DO	SIM0 复位信号。
13	USIM_CLK	DO	SIM0 时钟信号。
14	USIM_VDD	PO	LDO 输出，1.2-3.3V 可调，给 SIM0 供电。默认电压是 1.8V，IOmax=34mA，开机后默认是关闭状态。
15	RESET_N	DI	模块复位输入，低有效，无内部上拉，高电平 1.1V。
16	NET_STATUS	DO	网络状态指示。
17	MAIN_RXD	DI	串口接收数据，休眠状态下可唤醒模块。
18	MAIN_TXD	DO	串口发送数据，休眠状态下可唤醒模块。
19	MAIN_DTR	DO	AT 固件功能管脚，拉高允许模块进入休眠模式。在休眠模式下，拉低可唤醒模块。
20	MAIN_RI	DO	振铃信号，唤醒 AP，休眠状态下可保持
21	MAIN_DCD	DI	UART 载波检测。
22	MAIN_CTS	DO	串口 1 请求发送。
23	MAIN_RTS	DI	串口 1 清除发送。
24	VDD_EXT	PO	LDO 输出。通过 PIN100 硬件配置，输出 3.3V 或 1.8V，缺省 1.8V，最大200mA。休眠状态下关闭，休眠状态会频繁输出高脉冲，不可用于模块唤醒管脚或串口上拉。
25	STATUS	DO	模块运行状态指示，AT 固件版本在开机 400ms 后输出高电平，休眠状态下可保持。
26	I2S_MCLK*	IO	I2S 参考时钟。
27	GND	-	信号地。
28	AUX_RXD	DI	辅助串口接收数据，与 PIN 51 LCD_RS 管脚二选一，不能同时使用。
29	AUX_TXD	DO	辅助串口发送数据，与 PIN 53 LCD_CLK 管脚二选一，不能同时使用。
30	I2S_BCK *	DO	I2S 时钟输出。
31	I2S_LRCK *	DO	切换左右声道的数据。LRCK 为 0 表示正在传输的是左声道的数据，为 1 则表示正在传输的是右声道的数据。
32	I2S_DIN*	DI	I2S 数据输入。
33	I2S_DOUT*	DO	I2S 数据输出。
34	GND	-	信号地。
35	LTE_ANT	-	LTE 天线接口。
36	GND	-	信号地。
37	GND	-	信号地。
38	DBG_RXD	DI	串口接收数据。
39	DBG_TXD	DO	串口发送数据。
40	GND	-	信号地。
41	GND	-	信号地。
42	VBAT	PI	模块主电源，供电范围 3.3V~4.3V。
43	VBAT	PI	模块主电源，供电范围 3.3V~4.3V。
44	RESERVED	-	保留管脚，悬空处理。
45	GND	-	信号地。
46	GND	-	信号地。
47	GND	-	信号地。
48	GND	-	信号地。
49	LCD_RST*	DO	SPI LCD 复位信号。
50	LCD_DOUT*	DO	SPI LCD 数据信号。
51	LCD_RS*	DO	SPI LCD 数据命令选择。
52	LCD_CS*	DO	SPI LCD 片选。
53	LCD_CLK*	DO	SPI LCD 时钟信号。
54	CAM_MCLK*	DO	Camera MCLK 时钟输出。
55	CAM_SPI_D0*	DI	SPI Camera 数据输入0，和 PIN64 SIM2_DATA 二选一，不能同时使用。
56	CAM_SPI_D1*	DI	SPI Camera 数据输入 1。
57	CAM_I2C_SCL*	IO	Camera I2C 时钟信号，外部需配置上拉电阻。
58	CAM_I2C_SDA*	IO	Camera I2C 数据信号，外部需配置上拉电阻。
59	USB_DP	IO	USB 差分信号正极，走线需控制 90 欧姆差分阻抗。
60	USB_DM	IO	USB 差分信号负极，走线需控制 90 欧姆差分阻抗。
61	USB_VBUS	DI	USB 插入唤醒，高有效，休眠状态下可保持。
62	USIM2_CLK	DO	USIM2 时钟，和 PIN81 CAM_PWDN 二选一，不能同时使用。
63	USIM2_RST	DO	USIM2 复位，使用时需上拉至 USIM_VDD，和 PIN80 CAM_SPI_CLK 二选一，不能同时使用。
64	USIM2_DATA	IO	USIM2 时钟，使用时需上拉至 USIM_VDD，和 PIN55 CAM_SPI_D0 二选一，不能同时使用。
65	USIM2_VDD	PO	LDO 输出，1.2-3.3V 可调，给 SIM0 供电。默认电压是 1.8V，IOmax=34mA，开机后默认是关闭状态。
66	I2C_SDA*	IO	I2C2 数据信号，需外加上拉。
67	I2C_SCL*	IO	I2C2 时钟信号，需外加上拉。
68	RESERVED	-	保留管脚，悬空处理。
69	RESERVED	-	保留管脚，悬空处理。
70	GND	-	信号地。
71	GND	-	信号地。
72	GND	-	信号地。
73	GND	-	信号地。
74	RESERVED	-	保留管脚，悬空处理。
75	RESERVED	-	保留管脚，悬空处理。
76	RESERVED	-	保留管脚，悬空处理。
77	RESERVED	-	保留管脚，悬空处理。
78	LCD_TE	IO	SPI LCD 选择，目前暂不支持。
79	USIM_DET/WAKEUP2	IO/DI	USIM0 卡插入检测/外部输入中断。可以在深度休眠模式下唤醒模块。
80	CAM_SPI_CLK*	DO	摄像头 SPI 时钟输出，和 PIN63 SIM_RST 二选一，不能同时使用。
81	CAM_PWDN*	DO	关闭 Camera，和 PIN62 SIM2_CLK 二选一，不能同时使用。
82	USB_BOOT	DI	在开机之前拉高到 VDD_EXT，模块会强行进入 USB 下载模式。为了方便升级固件， 建议预留测试点。
83	RESERVED	-	保留管脚，悬空处理。
84	RESERVED	-	保留管脚，悬空处理。
85	RESERVED	-	保留管脚，悬空处理。
86	RESERVED	-	保留管脚，悬空处理。
87	RESERVED	-	保留管脚，悬空处理。
88	GND	-	信号地。
89	GND	-	信号地。
90	GND	-	信号地。
91	GND	-	信号地。
92	GND	-	信号地。
93	GND	-	信号地。
94	GND	-	信号地。
95	GND	-	信号地。
96	ADC1	AIO	模数转换接口，分辨率 12bits，对应模块内部 AIO4。外部直流输入范围 0-3.4V。
97	RESERVED	-	保留管脚，悬空处理。
98	RESERVED	-	保留管脚，悬空处理。
99	AGPIO3*	IO	使用 USIM2 功能时 AGPIO3 仅仅只能作为外部 IO 上拉，不可做其他功能使用。休眠状态下可保持。
100	IO_SEL	-	VDD_EXT 电压选择管脚，悬空为 1.8V，0 欧姆接地为 3.3V。此管脚会影响所有 IO 口的电平。
101	WAKEUP0*	AI	外部输入中断，固定电平 1.1V，可以在深度休眠模式下唤醒模块。
102	AGPIOWU0*	IO	外部输入中断，固定电平 1.1V，可以在深度休眠模式下唤醒模块。
103	RESERVED	-	保留管脚，悬空处理。
104	RESERVED	-	保留管脚，悬空处理。
105	RESERVED	-	保留管脚，悬空处理。
106	AGPIO5*	IO	通用 GPIO，睡眠状态下可保持。
107	AGPIOWU1*	IO	通用 GPIO，睡眠状态下可保持。
108	RESERVED	-	保留管脚，悬空处理。
109	RESERVED	-	保留管脚，悬空处理。

说明：
^*：模组目前只支持 AT 指令数传，其他 OpenCPU 功能暂不支持。

电气参数

绝对电气参数

参数	描述	最小值	最大值	单位
VBAT	供电电压	-0.3	4.7	V
VBUS	USB 检测	-0.3	5.5	V
Ipk	电源供电峰值电流	0	1.5	A
Vio	数字接口电压	-0.3	3.6	V
Vadc	模拟接口电压	-0.3	3.6	V

正常工作条件

参数	描述	最小值	典型值	最大值	单位
VBAT	工作电压	3.3	3.8	4.3	V
VBATdrop	最大功率电压跌落	-	-	400	mV
VBUS	USB 检测	3.3	5.0	5.25	V
IVBAT	峰值电流	-	1.2	1.5	A

工作和存储温度

参数	描述	最小值	最大值	单位
Ts	存储温度	-40	90	℃
Ta	正常工作温度3	-35	75	℃
Ta	扩展工作温度4	-40	85	℃

说明：
³ ：表示当模组在此温度范围工作时，模组的相关性能满足 3GPP 标准要求。
⁴ ：表示当模组在此温度范围工作时，模组仍能正常工作，仅个别射频指标可能略微超出 3GPP 规范要求。

直流参数

数字 I/O

参数	描述	最小值	典型值	最大值	单位
VIL	IO 低电平输入	-	-	0.3*VCC	V
VIH	IO 高电平输入	0.7*VCC	-	VCC	V
VOL	IO 低电平输出	-	-	0.2*VCC	V
VOH	IO 高电平输出	0.8*VCC	-	VCC	V

待机和连续发射时功耗

参数	条件	平均值	单位
漏电流	第一次上电	1	uA
	开机后关机（RTC正常工作）	1	uA
休眠待机电流	LTE-FDD Pagecycle=32	1.2	mA
	LTE-FDD Pagecycle=64	0.68	mA
	LTE-FDD Pagecycle=128	0.43	mA
	LTE-FDD Pagecycle=256	0.33	mA
	LTE-TDD Pagecycle=32	1.12	mA
	LTE-TDD Pagecycle=64	0.68	mA
	LTE-TDD Pagecycle=128	0.43	mA
	LTE-TDD Pagecycle=245	0.35	mA
空闲模式电流	LTE-FDD Pagecycle=64	3.78	mA
	LTE-TDD Pagecycle=64	3.77	mA
飞行模式电流		62	uA
连续反射电流(TX Power = 23 dBm)	B1	424	mA
	B3	406	mA
	B5	389	mA
	B8	434	mA
	B34	172	mA
	B38	234	mA
	B39	164	mA
	B40	263	mA
	B41	236	mA

实网模拟长连接功耗

测试仪器：程控电源 安捷伦 66319D

测试条件：VBAT=3.8V，环境温度 25℃

测试环境	常温实网	移动 BAND40	联通 BAND1	电信 BAND1
Paging周期		0.64s	1.28s	1.28s
信号质量	AT+CESQ	60	54	54
休眠电流	AT+CSCLK=2	0.58 mA	0.45 mA	0.43 mA
TCP 心跳包保活	AT+CSCLK=2，一分钟一次	2.74 mA	2.71 mA	2.57 mA
	AT+CSCLK=2，五分钟一次	1.05 mA	0.94 mA	0.93 mA
TCP 心跳包保活(超低功耗模式)	AT+CSCLK=3，一分钟一次(AT+WAKETIM=1,AT*RTIME=1)	1.27 mA	0.97 mA	1.13 mA
	AT+CSCLK=3，五分钟一次(AT+WAKETIM=1,AT*RTIME=1)	0.74 mA	0.61 mA	0.68 mA

射频参数

基本射频特性

参数项	详细说明
LTE-FDD 频段	LTE-FDD：B1/B3/B5/B8
LTE-TDD 频段	LTE-TDD：B34/B38/B39/B40/B41
无线标准	3GPP R13
LTE-FDD 速率	LTE-FDD：最大 10 Mbps（下行）/最大 5 Mbps（上行）
LTE-TDD 速率	LTE-TDD：最大 8.2 Mbps（下行）/最大 3.4 Mbps（上行）
天线类型	特征阻抗 50 欧姆

发射性能

连续发送性能：

频段	最小值	最大值	单位
LTE-FDD B1	＜-39	23±2	dBm
LTE-FDD B3	＜-39	23±2	dBm
LTE-FDD B5	＜-39	23±2	dBm
LTE-FDD B8	＜-39	23±2	dBm
LTE-TDD B34	＜-39	23±2	dBm
LTE-TDD B38	＜-39	23±2	dBm
LTE-TDD B39	＜-39	23±2	dBm
LTE-TDD B40	＜-39	23±2	dBm
LTE-FDD B41	＜-39	23±2	dBm

接收性能

接收灵敏度：

频段	典型值	单位
LTE-FDD B1（10M）	-99	dBm
LTE-FDD B3（10M）	-99	dBm
LTE-FDD B5（10M）	-99	dBm
LTE-FDD B8（10M）	-99	dBm
LTE-FDD B34（10M）	-99	dBm
LTE-FDD B38（10M）	-99	dBm
LTE-FDD B39（10M）	-99	dBm
LTE-FDD B40（10M）	-99	dBm
LTE-FDD B41（10M）	-99	dBm

静电防护

在模块应用中，由于人体静电，微电子间带电摩擦等产生的静电，通过各种途径放电给模块，可能会对模块造成一定的损坏，所以必须重视 ESD 保护。在生产组装、测试，研发等过程，尤其在产品设计中，都应采取防 ESD 保护措施。如电路设计在接口处或易受 ESD 点增加 ESD 保护，生产中带防 ESD 手套等。

位置	空气放电	接触放电
VBAT，GND	±10KV	±5KV
天线接口	±10KV	±5KV
其他接口	±1KV	±0.5KV

天线信息

天线类型

该模组无自带 PCB 板载天线，需要第三方提供天线。

可使用外置棒状天线、弹簧天线、IPEX-FPC 天线和 PCB 板天线等。天线形式有单极天线、PIFA 天线、IFA 天线和 loop 天线等。

• 棒状天线：

  

• IPEX FPC 天线：

  

• 内置 FPC 天线

  

天线设计要求

• 确保传输线的特性阻抗是 50Ω。
• 由于天线线路损失要小于 0.3dB，所以要保持 PCB 走线尽可能短。
• PCB LAYOUT 尽可能走直线，避免过孔和翻层，同时也要避免走直角和锐角走线。
• PCB 走线周围要有良好的参考地，避免其它信号线靠近天线。
• 推荐使用完整的地层作为参考地。
• 天线周围的地加强与主地之间的连接。
• 天线部分和其他金属件距离至少在 10mm 以上。

天线指标要求

参数	指标要求
VSWR	≤ 2
效率	＞ 30%
输入阻抗	50 Ω
插入损耗（＜ 1 GHz）	＜ 1 dB
插入损耗（1~2.3 GHz）	＜ 1.5 dB
插入损耗（＞2.3 GHz）	＜ 2.0 dB

封装信息及生产指导

机械尺寸

TCS800E 模组共有 109 个引脚。

TCS800E 尺寸大小：15.8 mm ± 0.35 (W) × 17.7 mm ± 0.35 (L) × 2.3 mm ± 0.15(H)，其中 PCB 厚度 0.8 mm ± 0.1 mm。

PCB 封装图-SMT

钢网开孔推荐

1. 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。
2. 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）。
3. 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。

生产指南

1. 涂鸦出厂的贴片封装模组建议使用 SMT 机器贴片，拆开包装后建议在 24 小时内完成焊接。如果拆封后未使用完，建议放置在湿度不超过 10%RH 的干燥柜内，或重新进行真空包装并记录暴露时间。总暴露时间不超过 168 小时。

   • SMT 贴片所需仪器或设备：
     • 贴片机
     • SPI
     • 回流焊
     • 炉温测试仪
     • AOI
   • 烘烤所需仪器或设备：
     • 柜式烘烤箱
     • 防静电耐高温托盘
     • 防静电耐高温手套

2. 涂鸦出厂的模组存储条件如下：

   • 防潮袋必须储存在温度 ＜40℃、湿度 ＜90%RH 的环境中。

   • 干燥包装的产品，保质期为从包装密封之日起 12 个月的时间。

   • 密封包装内装有湿度指示卡：

     

3. 涂鸦出厂的模组当出现可能受潮的情况下需要进行烘烤：

   • 拆封前发现真空包装袋破损。
   • 拆封后发现包装袋内没有湿度指示卡。
   • 拆封后如果湿度指示卡读取到 10% 及以上色环变为粉色。
   • 拆封后总暴露时间超过 168 小时。
   • 从首次密封包装之日起超过 12 个月。

4. 烘烤参数如下：

   • 烘烤温度：卷盘包装 40℃，湿度小于等于 5%RH。托盘包装 125℃，湿度小于等于 5%RH（耐高温托盘非吸塑盒拖盘）。
   • 烘烤时间：卷盘包装 168 小时，托盘包装 12 小时。
   • 报警温度设定：卷盘包装 50℃，托盘包装 135℃。
   • 自然条件下冷却到 36℃ 以下后，即可进行生产。
   • 若烘烤后暴露时间大于 168 小时没有使用完，请再次进行烘烤。
   • 如果暴露时间超过 168 小时未经过烘烤，不建议使用回流焊接工艺焊接此批次模组，因模组为 3 级湿敏器件，超过允许的暴露时间产品可能受潮，进行高温焊接时可能会导致器件失效或焊接不良。

5. 在整个生产过程中，请对模组进行静电放电（ESD）保护。

6. 为了确保产品合格率，建议使用 SPI 和 AOI 测试设备来监控锡膏印刷和贴装品质。

推荐炉温曲线

请根据回流焊曲线图进行 SMT 贴片，峰值温度 245℃，回流焊温度曲线如下图所示：

• A：温度轴

• B：时间轴

• C：合金液相线温度：217-220℃

• D：升温斜率：1-3℃/S

• E：恒温时间：60-120S，恒温温度：150-200℃

• F：液相线以上时间：50-70S

• G：峰值温度：235-245℃

• H：降温斜率：1-4℃/S

  注意：以上推荐曲线以 SAC305 合金焊膏为例。其他合金焊膏请按焊膏规格书推荐炉温曲线设置。

储存条件

模组 MOQ 与包装信息

产品型号	MOQ（pcs）	出货包装方式	每个卷盘存放模组数	每箱包装卷盘数
TCS800E	5000	载带卷盘	1000 个	5