NB260硬件设计手册
NB260是基于移远NB-IOT模块：BC26的小系统板，板载了IPEX射频天线座，5V转3.3V LDO稳压电源，MicroSIM卡座，ESD防护电路，开机电路等，即插即用。用户只需注重上层应用，以最快的速度开发出基于NB-IOT应用的产品。
NB260小系统板采用2.54标准间距排针，引出BC26模块的全部可用GPIO口，整板尺寸仅 25mm*33.02mm，便于嵌入到客户产品中。
NB260采用了省电技术，在省电模式（PSM）下，低至40uA，其中BC26功耗5uA，LDO稳压芯片静功耗态35uA。
有关NB260的软件指令操作，请阅读《NB260软件设计手册》[手册 1]
有关NB260作为OpenCPU二次开发的软件说明，请阅读《NB260-OpenCPU软件开发手册》[手册 2]
目录
1 频段支持
BC26采用MTK联发科的NB-IOT芯片：MT2625DA，支持全球频段的NB-IOT网络，模块上电后，会根据SIM卡网络类型自动搜索网络，无需手动设置频段。
注册网络后可使用指令AT+NBAND?来查询当前工作频段。
| B1 | B3 | B8 | B5 | B20 | |
|---|---|---|---|---|---|
| 接收频率 | 2110MHz~2170MHz | 1805MHz~1880MHz | 925MHz~960MHz | 869MHz~894MHz | 791MHz~821MHz |
| 发射频率 | 1920MHz~1980MHz | 1710MHz~1785MHz | 880MHz~915 MHz | 824MHz~849MHz | 832MHz~862MHz |
| 运营商
或地区 |
- | 中国联通 | 中国移动
中国联通 中国大陆 台湾地区 |
中国电信 | 欧洲地区 |
2 主要性能
| 说明 | |
|---|---|
| 供电 | VIN供电范围：3.6V~6V |
| 省电 | 电源指示灯消耗电流：2.5mA，若需要低功耗，请移除。
PSM模式最大耗流：40uA（BC28模块本身5uA，板载ldo降压芯片静态功耗35uA） |
| 发射功率 | 23dBm±2dB |
| 温度范围 | -40℃~+85℃ |
| SIM卡 | 支持1.8V USIM卡，Micro卡槽，使用Micro中型卡。 |
| 串口 | 主串口：
AT指令和数据传输，开机后默认处于自适应波特率模式（支持 115200bps 以下波特率的自 适应同步）；MCU 需要连续发送 AT 命令和模块进行波特率同步，返回 OK 后表示同步成功；休眠唤醒后模块会直接使用开机后同步成功的波特率，无 需重新同步。 也可用于软件升级，波特率 921600bps 调试串口： 用于软件调试，获取底层日志，默认波特率：115200bps 辅助串口： 用于软件调试，获取底层日志，默认波特率：115200bps |
| GPIO口 | BC26支持OpenCPU，故NB260引出BC26的全部可用GPIO口。 |
| 网络协议 | UDP/TCP/CoAP/LwM2M/MQTT |
| 数据传输特性 | 下行25.2kbps，上行16.7kbps |
| AT命令 | 3GPP TS 27.007 V14.3.0 (2017-03) 定义的命令以及移远通信新增的AT命令 |
| 固件升级 | 通过主串口或 DFOTA空中升级 |
| RoHS | 整板完全符合 EU RoHS 标准 |
3 功能框图
NB260功能框图如下图所示。
4 快速开始
使用谷雨NB-QuickStarter快速评估NB260，NB-QuickStarter包含NB260、串口转USB、收发指示灯、天线等外设，更多详情，请参考《NB-QuickStarter使用说明书》[手册 3]
NB-QuickStarter实物照如下图所示：
5 应用接口
NB260硬件简要描述如下图：
5.1 引脚信号
NB260引脚排列如下图所示。
只有当使用BC26的OpenCPU二次开发时才需要这么多引脚，若只当做普通的NB指令模块时，仅使用CON1（P1）的双排针的左侧一列信号即可。
CON1（P1）左侧一列信号为：GND，VIN，TXD，RXD，PEN，RST，EINT，NRI（NRI电压域1.8V，若用作唤醒MCU，可以简单串联1K电阻然后上拉后与MCU的GPIO口相连。），该列信号还与NB101，NB200兼容，可以相互替换。
5.1.1 右侧CON1
| 引脚号 | P1引脚名 | 说明 | 备注 |
|---|---|---|---|
| A1 | GND | 电源地 | |
| A2 | 未使用，请悬空。 | ||
| A3 | VIN | 电源正极，电源范围：3.6V~6V，建议输入5V，且必须能够提供500mA的电流 | |
| A4 | 未使用，请悬空。 | ||
| A5 | TXD | 模块主串口发送引脚，接外部MCU的RX引脚。 | 3.3V电压域 |
| A6 | 未使用，请悬空。 | ||
| A7 | RXD | 模块主串口接收引脚，接外部MCU的TX引脚。 | 3.3V电压域 |
| A8 | DCD | 输出载波检测 | 1.8V电压域 |
| A9 | PEN | PEN是BC26模块PWRKEY加了三极管驱动后的信号，电平状态与PWRKEY相反。
拉高PEN引脚至少500ms使模块开机，但不能始终拉高。 另外，当BC26模块进入PSM休眠状态后，拉高PEN可唤醒模块。 |
3.3V电压域 |
| A10 | NET | 网络指示灯状态，高电平有效，NB260已板载一颗绿色LED指示灯预留备用。 | 1.8V电压域 |
| A11 | RST | NB模块复位引脚，低电平复位，不使用请悬空。注意：不能与MCU的复位引脚直连，建议加三极管驱动后与MCU的GPIO口相连 | 3.3V电压域 |
| A12 | ADC | 模拟信号采集接口，采集电压范围：0V~1.4V | |
| A13 | EINT | 外部中断引脚。从 PSM 模式下唤醒BC26模块。低电平有效（下降沿触发）。 | 3.3V电压域 |
| A14 | VCC | NB260内部LDO的稳压后的电压输出引脚，该引脚与BC26模块的VBAT直连。
若电池供电，可直接将电池与VCC相连，并且VIN保持悬空，也就是将板载的LDO旁路。 |
3.3V输出
或电池输入 |
| A15 | NRI | 异步消息通知引脚，当模块有异步串口消息输出时（例如接收到新的数据，或者网络状态发生变化），NB260会拉低NRI信号120ms。
可用来唤醒MCU，以备接收NB模块的串口数据，方便MCU侧的低功耗设计。 |
1.8V电压域 |
| A16 | GND | 电源地 |
5.1.2 左侧CON2
| 引脚号 | P2引脚名 | 说明 | 备注 |
|---|---|---|---|
| B1 | GPIO1 | 通用GPIO1 | 1.8V电压域 |
| B2 | V18 | BC26的VDD_EXT信号，输出1.8V电源，当PSM模式时无电压输出。
该信号可做电平转换的参考电压用。最大驱动电流为50mA。 |
Imax=50mA |
| B3 | GPIO2 | 通用GPIO2 | 1.8V电压域 |
| B4 | GPIO3 | 通用GPIO3 | 1.8V电压域 |
| B5 | GPIO4 | 通用GPIO4 | 1.8V电压域 |
| B6 | GPIO5 | 通用GPIO5 | 1.8V电压域 |
| B7 | TXD_AUX | AUX串口发送，可做通用GPIO用 | 1.8V电压域 |
| B8 | RXD_AUX | AUX串口接收，可做通用GPIO用 | 1.8V电压域 |
| B9 | RTS_AUX | AUX串口请求发送数据，可做通用GPIO用 | 1.8V电压域 |
| B10 | RXD_DBG | 调试串口接收引脚，可做通用GPIO用 | 1.8V电压域 |
| B11 | CTS_AUX | AUX串口清除发送，可做通用GPIO用 | 1.8V电压域 |
| B12 | TXD_DBG | 调试串口发送引脚，可做通用GPIO用 | 1.8V电压域 |
| B13 | SPI_SCLK | SPI总线时钟信号，可做通用GPIO用 | 1.8V电压域 |
| B14 | SPI_CS | SPI总线片选，可做通用GPIO用 | 1.8V电压域 |
| B15 | SPI_MISO | SPI总线主机输入，从机输出信号，可做通用GPIO用 | 1.8V电压域 |
| B16 | SPI_MOSI | SPI总线主机输出，从机输入信号，可做通用GPIO用 | 1.8V电压域 |
5.2 引脚复用
NB260的引脚复用说明如下表格。
“*”号表示正在开发中，复位状态中的“I”表示输入，“PD”表示内部下拉，“PU”表示内部上拉。
| 引脚号 | 引脚名称 | 默认模式 | 模式0 | 模式1 | 模式2 | 模式3 | 模式4 | 模式5 | 模式7 | 复位状态 | 输出能力 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| B15 | SPI_MISO | 2 | GPIO | - | SPI_MISO | I2S0_MCLK* | EINT | I,PD | 4mA | ||
| B16 | SPI_MOSI | 2 | GPIO | - | SPI_MOSI | - | EINT | I,PD | 4mA | ||
| B13 | SPI_SCLK | 2 | GPIO | - | SPI_SCLK | - | EINT | I,PD | 4mA | ||
| B14 | SPI_CS | 2 | GPIO | - | SPI_CS | - | EINT | I,PD | 4mA | ||
| A10 | NET* | 5 | GPIO | - | - | I2S0_RX* | PWM | EINT | I,PU | 4mA | |
| A15 | NRI* | 0 | GPIO | - | - | I2S0_WS* | I2C_SCL | EINT | I,PD | 4mA | |
| A8 | DCD* | 0 | GPIO | - | - | I2S0_TX* | I2C_SDA | EINT | I,PD | 4mA | |
| B11 | CTS_AUX* | 3 | GPIO | - | - | UART1_RTS | EINT | I,PD | 4mA | ||
| B9 | RTS_AUX* | 3 | GPIO | - | - | UART1_CTS | PWM | EINT | I,PD | 4mA | |
| B8 | RXD_AUX | 3 | GPIO | - | - | UART1_RXD | EINT | I,PD | 4mA | ||
| B7 | TXD_AUX | 3 | GPIO | - | - | UART1_TXD | EINT | I,PD | 4mA | ||
| B1 | GPIO1 | 0 | GPIO | I2S0_MCLK* | - | - | EINT | I,PD | 4mA | ||
| B3 | GPIO2 | 0 | GPIO | I2S0_CK* | UART2_CTS | - | EINT | I,PD | 4mA | ||
| B4 | GPIO3 | 0 | GPIO | I2S0_WS* | UART2_RTS | - | PWM | EINT | I,PD | 4mA | |
| B5 | GPIO4 | 0 | GPIO | I2S0_RX* | - | - | EINT | I,PD | 4mA | ||
| B6 | GPIO5 | 0 | GPIO | I2S0_TX* | - | - | EINT | I,PD | 4mA | ||
| B10 | RXD_DBG | 3 | GPIO | - | - | UART2_RXD | EINT | I,PD | 4mA | ||
| B11 | TXD_DBG | 5 | GPIO | - | - | - | UART2_TXD | EINT | I,PD | 4mA |
5.3 工作模式
模块工作模式如下图所示：
| 模式 | 功能状态 | 描述 |
|---|---|---|
| 正常工作模式 | Active | 模块处于唤醒状态；所有功能正常可用，可以进行数据发送和接收；模块在此模式下可切换到 Idle 模式或 PSM 模式。 |
| Idle | 模块处于轻休眠状态，网络处于 DRX/eDRX 状态，可接收寻呼消息。模块在此模式下可切换至 Active 或 PSM 模式。 | |
| PSM | 模块处于深睡眠状态，内部只有 RTC 工作，网络处于非连接状态。模块在此模式下可切换至 Active 模式。 |
5.4 供电电源
NB260有两种方式供电：一种是稳定的5V电压供电，另外一种是电池直接供电。
当使用VIN供电时，VCC引脚为3.3V输出，不能再接到电池两端。
1、稳定的5V电源供电要求如下表格：
| 引脚名 | 引脚号 | 描述 | 最小值 | 典型值 | 最大值 | 单位 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| VIN | A3 | 稳定的5V电源输入，至少能提供500mA续流能力 | 3.6 | 5V | 6V | V |
| GND | A1，A16 | 电源地 | ||||
2、电池直接供电的要求如下表格：
| 引脚名 | 引脚号 | 描述 | 最小值 | 典型值 | 最大值 | 单位 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| VCC | A14 | 输出电压在2.0v~3.6v的电池，或其他电源，至少能提供500mA续流能力 | 2.1 | 3.3 | 3.63 | V |
| GND | A1，A16 | 电源地 | ||||
推荐电池型号：ER34615，CR17450。注意不能使用普通3.7V锂电池，因为其满电电压为4.1V，会烧坏模块。
5.5 模块开机
NB260上电后处于关机状态，需要拉高PEN引脚至少500ms使其开机。
| 引脚名 | 引脚号 | 描述 | PEN拉高时间 |
|---|---|---|---|
| PEN | A9 | 拉高PEN使模块开机 | ≥500ms，但正常工作状态下不能持续接高电平，因为会导致模块无法进入PSM模式。 |
PEN开机逻辑，以及PEN与BC26模块的PWRKEY的关系如下图所示（下图是NB260的内部原理图）：
5.6 指示灯
NB260板载两颗指示灯，红色指示灯指示电源状态，绿色指示灯指示网络状态。
5.7 串口
NB260的主串口可用于AT命令传送，数据传输和软件升级。
模块开机后默认处于自适应波特率模式（支持 115200bps 以下波特率的自适应同步）；MCU 需要连续发送 AT 命令和模块进行波特率同步，返回 OK 后代表同步成功；休眠唤醒后模块会直接使用开机后同步成功的波特率，无需重新同步。
用于本地软件升级时，默认支持 921600bps 波特率。
NB260的调试串口可配合调试工具来查看底层日志信息，进行软件调试，其默认波特率为115200bps
| 接口 | 引脚名 | 引脚号 | 描述 | 备注 |
|---|---|---|---|---|
| 主串口 | TXD | A5 | 主串口发送引脚 | 3.3V电压域 |
| RXD | A7 | 主串口接收引脚 | ||
| 调试串口 | TXD_DBG | B12 | 调试串口发送引脚 | 1.8V电压域 |
| RXD_DBG | B10 | 调试串口接收引脚 | ||
| 振铃信号 | NRI | A15 | 串口URC输出（例如接收到新的数据，或者网络状态发生变化）时，NB260会拉低NRI信号120ms。 | 1.8V电压域 |
 |
注意，模块休眠后，所有串口不可用，需要拉高PEN唤醒模块后，串口方可使用。 |
5.8 GPIO口
除主串口外的所有其他引脚均可以作为GPIO口，详细的功能映射，请参考：引脚复用一节。
只有将模块当做OpenCPU二次开发时才会用到这些GPIO。
5.9 SIM卡槽
NB260采用自弹式MicroSIM卡槽，注意SIM卡插入方向为：卡缺口朝外。如下图所示：
5.10 天线接口
NB260的天线接口采用常见的IPEX座（型号为：U.FL-R-SMT），需要50欧姆阻抗的外置天线，注意不同频段需要使用不同频段的天线。例如B5和B8可以使用传统GPRS模块的900MHz频率的天线。
6 省电模式（PSM）
模块一段时间不操作后会自动进入PSM模式，PSM模式的主要目的是降低模块功耗，延长电池的供电时间，此时模块处于最低功耗状态，无法接收串口指令。
当模块处于PSM模式时，将关闭网络活动，包括搜寻小区消息，小区重选等，但是T3412定时器（与周期性TAU更新相关）让然继续工作。
如下任意一种方式可使模块从PSM模式退出：
- T3412定时器超时后，模块将自动退出PSM。
- 拉高PEN引脚，或拉低EINT引脚。
7 CAD尺寸
NB260的CAD详细尺寸如下图所示。下图为顶视图角度，P1和P2位置上下左右四个方向均对称。
8 总结
NB260尺寸小巧，硬件结构简单、实用，但是由于板载的LDO降压芯片静态电流（轻负载下的自身电流消耗）的缘故，故增加了最低功耗PSM模式下的电流，由BC26的5uA增加到40uA。
如果需要低功耗，需要将NB260的电源指示灯移除，电源指示灯本身会消耗2.5mA左右的电流。
另外NB260预留了网络指示灯功能（早期版本的BC26模块网络指示灯功能并未实现），可直接观察网络状态。
9 本文参考
- ↑ NB260软件设计手册 BC26模块主要指令和流程介绍
- ↑ NB260-OpenCPU软件开发手册，基于BC26的OpenCPU软件开发指导。
- ↑ NB-QuickStarter使用说明书 开箱即用的NB评估板