前言

这是一篇完整的Luat模块使用教程,教会用户从拿到开发板如何接线到如何进行二次开发。


Luat介绍

Luat=Lua+AT。先说AT,AT指令集大家都非常熟悉了,通过外部MCU向模块发送相应的AT指令来使模块做出相应的动作,这也是现在大多数通讯相关的模块的使用方式。

那么Lua是什么呢?Lua 是一种轻量小巧的脚本语言,一个完整的Lua解释器不过200k,广泛用于嵌入应用程序中,从而为应用程序提供灵活的扩展和定制功能。




开发板介绍

目前主推Luat架构的模块是Air202和Air800系列。

模块 芯片平台 功能 串口 语音 开发方式 ADC 开机方式 PWM I2C SPI 内置音频功效 尺寸 管脚
Air202 RDA8955 GPRS UART1 UART2 HOST 1路输出
1路输入
C语言SDK
Luat脚本
AT
1路ADC 开机管脚拉低 两路 支持 支持 支持,驱动8欧姆喇叭 17.7 * 14.8 * 2.3 38
Air800 RDA8955+ GK9501 GPRS+ GPS/Beidou UART1 HOST 1路输出
1路输入
C语言SDK
Luat脚本
AT
1路ADC 开机管脚拉低 两路 支持 支持 支持,驱动8欧姆喇叭 23.8 * 14.8 * 2.3 51

以上只罗列了两种,各种模块详情请看模块配置表

    S6开发板

Air202 S6 核心板是基于 Air202 GPRS 模块制作的开发实验板。该模块支持 Lua语言 或 AT 指令,方便开发者根据自己的需求灵活选择。

Air202 S6核心板专注于小型化,PCB 尺寸 24.5*34mm,有13*2个标准 2.54mm 排针管脚,其他设备可以直接使用杜邦线连接,免去了模块布线的步骤,方便开发。

S6模块配置:

  • 一代 IPEX 天线连接器
  • 一个下载/调试串口,两个通用串口
  • UART1 内置串口电平转换电路,支持 3.3V ,5V 外设串口电平
  • 支持4V/5V 供电
  • 自弹式 Micro SIM 卡座
  • 1 个通用LED 指示灯
  • 标准 2.54mm 13PIN*2排针
  • 1路Speaker音频输出
  • 内置硬件看门狗芯片(仅Lua版本)
  • 内置1个开机按键
  • 上电自动开机焊点(开发者可根据需要自行焊接)

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排针管脚定义

S6-PINS


    M4开发板

Air800 模块 M4 是一款支持GPRS+GPS 的开发板。Air800 M4 支持Lua、C、AT,开发者可根据需求灵活选择。

Air800 M4 稳定、专业、高效。仅银行卡大小的身材,集成了 Air800 模块运行所需要的必要外设,如 SIM 卡座、GPS天线、GSM天线、供电等。开发者仅需使用 Micro USB 数据线正确连接到开发板,即可使系统运行。

同时,Air800 M4 还提供了丰富的接口,开发者可用于调试各种外接设备。

M4模块配置:

  • PCB封装尺寸:65.5*53.5mm;
  • 板载 GSM PCB 天线,实现“插卡即用”;
  • 可改 GSM SMA 天线座,满足对天线性能要求高的应用需求;
  • 多种供电方式:电池、串口、Micro USB;
  • 内置 DCDC 降压,使开发板运行更稳定;
  • 电池连接插口,可使用锂电池或者直流电源供电;
  • 内置充电芯片,可为电池充电;
  • 支持 UART、SPI、I2C 等;
  • UART1 内置串口电平转换电路,支持 3.3V ,5V 外设串口电平
  • 标准 2.54mm 19PIN*2排针;
  • 内置串口转换芯片,可直接使用 Micro USB 数据线连接开发板,调试更方便;
  • 拨杆供电开关;
  • 内置1个开机按键,1个复位按键;
  • 内置3个 LED 指示灯:开机状态指示、充电状态指示、通用指示(默认为网络状态指示);
  • 内置驻极体 mic;
  • 1路Speaker音频输出
  • 内置 25*25mm GPS 陶瓷天线(可改外置有源 GPS 天线);
  • 内置看门狗芯片,实现硬件复位;
  • 简易式 SIM 卡座;
  • 上电自动开机焊点(开发者可根据需要自行焊接)

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排针管脚定义

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Important

开发板和模块默认发货标准数传AT版本,如需Luat二次开发版的客户请购买后自行下载固件。




功能介绍

    供电

支持多种供电方式

串口线供电

将 5V 供电的串口线的红线和黑线分板与模块的“5V”和“GND”排针相连。如下图。在拨杆开关拨到上方打开 电源后,按下开机键,开发板右下角的红灯亮起时表示供电成功。

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4

M4开发板

S6-5V

S6开发板

Important

5V 串口线供电和 USB 供电不要同时接上

USB供电

Air202开发板S5和Air800开发板M4集成了usb接口,插上即可供电

打开电源后,将 开发板的拨杆开关拨到上方,长按开机键(正面左侧微动开关,按住超过2秒后松开),开发板的红色 LED 亮起时表示供电成功。

USB

锂电池或外接直流电源供电

提供了锂电池供电接口,此接口直接与模块的供电端(VBAT)相连,供电电压范围为 4.2V 到 3.5V。可以用锂电 池直接相连或者用外部直流电源连接,如下图。要注意正负极。

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S6开发板

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M4开发板

Important

当使用 5V 供电方式的时候,由于 PC 的 USB 口供电峰值最大只到 500mA,低于 GSM 系统要求 2A 供 电能力的需求。在一般的软件调试和一般的使用时没有问题,但是在模块进行长时间连续射频发射时,模块 供电端会有电压跌落,造成电源电压不稳定的现象,所以如果在测试长时间连续 GPRS 发射时,有可能会导 致几率掉电关机的现象,因此,在测试长时间连续 GPRS 发射的应用时强烈推荐用锂电池供电或用供电能力 大于 2A 的直流电源供电。


    开机

成功上电后,开发板并没有开机。举个例子,当手机在关机状态下,给手机供电,手机只会在充电模块,并没有开机,只有按了开机键后才会开机注册网络等。

首先将开发板上的电源拨杆开关拨向NO的方向

M4-POWERON

M4开发板

开发板上都内置了一个开机按键,长按2秒以上,此时红色开机指示灯常亮,随后绿色网络指示灯闪烁,表示开机成功

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S6开发板

如果想让开发板上电自动开机,可将核心板上的 JP4 跳点用锡短接。核心板上电后会自动开机。或者将开发板上的PWRKEY引脚短接到GND。

AUTO-POWERON

Important

如果按开机键的时间不足,或者 VBAT 电压小于开机电压 3.5V,无法正常开机。

    关机

在开机状态下将 PWRKEY 针脚拉低或者长按开机键 2S 以上,开发板会进入软件关机流程。当网络指示灯不再闪烁时关机流程完成。

另一种方式是通过将 RESET 针脚拉低实现硬件关机,这种关机方式为硬件关机,通常用于在开发板死机或异常状态时恢复用。

S6-POWEROFF

S6开发板

M4-POWEROFF

M4开发板

Important

RESET按键是硬件关机功能,不能实现重启功能,但是在自动开机配置下,按REST按键会将模块关机,随后硬件自动上电开机,从而间接实现重启功能。

    下载调试

Air202有HOST,UART1和UART2串口,其中HOST为下载调试专用口,必须用合宙提供的下载调试工具才能输出有用的信息,UART1和UART2为普通的串口。Air800比Air202少一个UART2,Air800的UART2用作RDA8955和GK9501之间的通讯。

接线图如下:

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S6开发板

Air800 M4 和 Air202 S5开发板拥有串口转换芯片,开发者可以直接使用 Micro USB 数据线链接到电脑,通过“下载调试工具”进行开发板调试、下载等操作。

安装对应的USB转TTL的驱动芯片,使用下载调试工具则可以看到开发板的信息,默认为AT版本

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Attention

1、Luat开发板的UART口都是3.3V TTL 电平。请不要用5V TTL电平。但是S5,S6有电平转换,支持2.8V 3.3V 5V。 2、不管是host还是uart,txd连接rxd,rxd连接txd。 3、usb和串口不能同时供电。 4、AT开发模式下,UART波特率是自适应,则需要首先发送大写AT进行波特率适应,推荐使用 115200。 5、HOST_TX、HOST_RX的波特率为921600,如果串口线不支持该波特率,则可能下载、调试失败。 6、HOST_TX、HOST_RX 仅可作为下载、调试串口使用,不可配置为GPIO使用;


    验证开发板

为了验证开发板是否为良品,合宙提供了时间线app,开发者可以通过时间线来查看开发板的位置,确保开发板质量

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扫描二维码下载时间线app。

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添加开发板的IMEI号

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可以看到开发板的位置了

Attention

只有在室外才有GPS信号,基站定位精度比较低。




天线相关说明

    S6开发板

Important

S6 默认没有内置PCB板载天线,因此在使用时请务必接上天线。

天线连接有 3 种方式:

  1. 用弹簧天线插在弹簧天线插孔上并焊接好。
  2. 用1代 IPEX 连接器连接在核心板上的 1 代射频座上。
  3. 用3代 IPEX 连接器连接在模块上的3代射频座上。

S6-ANT

    M4开发板

GSM天线

Air800 M4 开发板采用内置的 PCB GSM 天线。助力开发者,力争做到方便使用、便捷开发,减少成本的目的。

同时, Air800 M4 支持连接外置天线,以满足开发者对天线性能要求较高的应用需求。

PCB GSM天线

Air 800 M4 开发板默认使用 PCB GSM 天线.。

该天线具有体积小、效果好的特点,适合大多数使用场景。开发者无须额外改动,可以实现开发板“到手就用”。

M4-BACK-ANT

背 - PCB GSM 天线

IPEX 3 代同轴射频座

Air800 M4 开发板支持使用IPEX 3 代射频座。

如果需要使用 IPEX 座子,开发者仅需将 PCB 通路上的 0 欧姆电阻拿掉,再将 GSM 天线通过连接线,接驳到该座子上即可。

该种连接方式,适用于信号差,或者金属壳体的情况。开发者可以使用 IPEX 转 SMA 线,将天线外接到壳体外。

0OU

去掉图示的 0 欧电阻

AFTER

修改后

M4-ANT

SMA 天线座子

Air800 M4 开发板支持使用 SMA 天线座子。

如果开发者需要使用 SMA 座子,需要将串联的 0 欧电阻的位置修改到下图位置:

SMA

改好后,即可在 Air800 M4 开发板正面的 SMA 座上安装天线,进行 GSM 通信。适用于开发、调试过程中, PCB GSM 信号不够强,需要天线增强信号的情况。

Important

切勿同时使用多种 GSM 天线连接方式; 虽然 GSM 天线外观和 WiFi 的天线外观极为相似,但是二者的频率不同(WiFi频率为2.4GHz,5.8GHz,GSM频率为800MHz),故此不可混用。

GPS 天线

Air800 M4 默认采用 25*25mm 无源陶瓷天线;同时, Air800 M4 支持外接 GPS 有源天线连接器。

无源陶瓷天线

Air800 M4 板载无源陶瓷天线,具有能耗低,便携性强,可靠性高,二次开发简单等特点。

ANT2

正 - 陶瓷天线

有源外接天线

Air800 M4 支持有源外 GPS 接天线,开发者可以通过开发板上的IPEX 1代 座子外接有源 GPS 天线,减少搜星速度,增强跟踪能力。

使用有源 GPS 天线,开发者需改动开发板背面的 0 欧电阻位置,如图所示:

ANT3

0 欧电阻修改完成后,开发者还需要使用代码打开该 IPEX 座子供电,就可以使用外接有源 GPS 天线了。

适用于对 GPS 性能要求较高的场景,或者开发板封装在壳体内,需要外接天线的情况。

pmd.ldoset(7,pmd.LDO_VIB)    -- 打开 3.3V 输出
pmd.ldoset(0,pmd.LDO_VIB)    -- 关闭输出

Important

切勿同时使用 有源、无源 GPS天线; 外接 GPS 有源天线为 IPEX 1代座子; 使用外接 GPS 有源天线时,请注意开发板至多只能提供 3.3v 供电。




软件介绍

    名词解释

底层软件,也叫基础软件(core),基础软件编译后的文件称为lod。底层lod,不同功能不同lod,合宙官方提供,详见core文件中。用C语言开发完成,内嵌了Lua虚拟机,支持上层软件的运行。参见模块固件版本

上层软件(script),二次开发部分,详见script。文件采用 Lua 脚本语言开发,是模块的应用例程源码。脚本分为两部分:Lib和demo。其中:

Lib中是库文件,对AT命令封装成API,lib 实现公用的服务,比如sms,call,audio,mqtt,gps等等。

脚本:开发者二次开发的代码,自行编写。demo代码合宙官方提供的一些常用接口的脚本例程,用户可以在demo基础上修改糅合,实现自己的业务功能。

基础软件和上层软件,两部分软件缺一不可,一起运行于模块之中,完成各种功能和应用。

量产工具:用于工厂生产和远程升级。

画了一张图来描述几者之间的关系:

img


    开发工具

Luat下载调试工具是合宙推出的对Air系列模块的调试工具。

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该工具有如下功能:

1、对模块打印trace进行输出分析;

2、下载合宙官方lod底层;

3、Lua、AT版本互相转化(升级底层lod);

4、下载Lua脚本进行二次开发;

5、使用时间线App验证核心板是否为良品;

6、生成量产文件进行远程升级/批量生产;

7,需要查询资料时,输入相关关键词快速查询WiKi,“有问题,WiKi一下”;

工具下载地址及使用教程:http://wiki.openluat.com/doc/tools/

    AT版本

Air201T,Air205T,Air208T,Air800T,Air801T与Air202T共用一个版本固件,该版本固件AT命令兼容SIM800C的AT版本。

AT命令与SIM800C不兼容列表可以查看与SIM800C不兼容的AT指令,如有找到其他未兼容的AT指令,在erp.openluat.com留言,则可免费获得开发板一块。

AT指令文档:AT文档

AT指令教程:AT教程

开发板连线图片

使用普通USB手机线。跳线接到UART1口

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另一种使用USB转TTL

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Important

1、用UART口进行AT命令通讯,波特率缺省是自适应模式,只需要发一个大写的"AT"即可把波特率训练得跟MCU或上位机一致,此时可以看到AT命令的返回。 2、串口的RTX接模块的TXD,TXD接模块的RXD。 3、发送AT指令必须在后面加上/r/n,即换行。或者在串口工具勾上发送新行

    版本切换

对于模块都可以进行Luat版本和AT版本都可以互相切换。

如果开发者想使用AT模式进行开发,必须得将模块的固件改为AT固件

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可以看到,固件已经从Luat改为AT。

AT版本转换Luat版本同理:

选择对应的lod文件

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完成后,可以通过软件版本查看是否下载成功

开发工具使用教程