一种外置延时看门狗的4GCAT1通信模块的制作方法

一种外置延时看门狗的4gcat1通信模块
技术领域
1.本实用新型属于4g模块通讯设备领域，具体涉及一种外置延时看门狗的4gcat1通信模块。


背景技术：

2.目前的市面上的4gcat1模块在使用过程中经常会出现假死现象，当出现死机情况时，现有的4gcat1模块必须单独采用外接的看门狗模块对芯片进行复位重启，并且常用看门狗芯片的复位时间很短，一般仅为1秒。而整个模块在上电启动系统的过程中需要至少5s左右才可以成功启动，这就会导致4gcat1模块陷入一直复位重启死循环中，无法正常启动。


技术实现要素：

3.为了解决现有技术的不足，本实用新型旨在提供一种外置延时看门狗的4gcat1通信模块，能对4gcat1模块进行有效复位，重启准确性高，通信速率高，抗干扰、冲击能力强，可有效解决4gcat1模块发生宕机无法硬件复位的问题。
4.为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为：
5.一种外置延时看门狗的4gcat1通信模块，包括模块电路，所述模块电路包括供电电路、天线电路、4g芯片、sim卡电路、电平转换电路、看门狗电路、接口电路和指示灯电路；所述供电电路包括第一电源电路和第二电源电路，外接电源通过第一电源电路输出3.8v电源，第二电源电路连接第一电源电路后输出3.3v电源；所述4g芯片的电源端与第一电源电路的3.8v输出端相连，所述天线电路连接在4g芯片的对应引脚上；所述4g芯片通过sim卡电路的sim卡接口与外部sim卡连接；所述第二电源电路的3.3v输出端连接电平转换电路，接口电路的外接插针通过电平转换电路与4g芯片的对应引脚相连，将4g芯片的1.8v电平转换为对外3.3v ttl电平；所述指示灯电路包括连接在4g芯片上的第一指示灯电路和与3.8v输出端相连的第二指示灯电路；所述看门狗电路包括监控芯片，连接4g芯片对应引脚的监控芯片通过第十电阻接地，并通过第二三极管和mos管连接3.8v输出端；所述4g芯片上还连接有外接usb插孔。
6.优选地，所述第一电源电路包括第一电源变换芯片、电压调节反馈电路和阻容滤波电路；所述电压调节反馈电路包括第五电阻和第七电阻；所述阻容滤波电路包括第一电容和第四电阻；
7.外接电源分别连接第三电阻的一端和第一电源变换芯片的in脚，并通过第三电容、第十一电容接地；第三电阻的另一端连接第一电源变换芯片的en脚，第一电源变换芯片的bs脚通过第四电容分别连接lx脚和第一电感的一端；第一电感的另一端连接第一电容和第五电阻的一端、3.8v输出端以及第二电源电路中第二电源变换芯片的输入端，3.8v输出端通过并联的第五电容、第六电容、第七电容、第二电容接地；第一电容的另一端通过第四电阻连接第五电阻的另一端后接在第一电源变换芯片的fb脚上，第一电源变换芯片的fb脚通过并联的第十五电容、第六电阻、第七电阻接地；所述第二电源变换芯片的输出端连接
3.3v输出端，3.3v输出端通过并联的第九电容、第十六电容接地。
8.优选地，所述天线电路包括射频同轴连接器，射频同轴连接器的信号传输引脚连接在4g芯片的对应引脚，其余引脚均接地。
9.优选地，所述所述sim卡接口与4g芯片的对应连接引脚上通过并联的静电二极管和滤波电容组接地。
10.优选地，所述第一指示灯电路包括第二二极管和第一三极管，第二二极管的正极通过第一电阻连接3.8v输出端，负极连接在第一三极管的集电极，第一三极管的发射极接地，基极分别连接第八电阻、第九电阻的一端，第八电阻的另一端连接4g芯片对应引脚，第九电阻的另一端接地；第二指示灯电路包括第三二极管，第三二极管的正极通过第二电阻连接3.8v输出端，负极接地。
11.优选地，所述3.8v输出端连接监控芯片的电源端，监控芯片的接地端接地并通过第二十二电容连接在监控芯片的电源端上，监控芯片的复位端通过第十电阻接地，控制端分别连接4g芯片的对应引脚和第二三极管的基极，第二三极管的发射极接地，集电极通过第二十二电阻分别连接mos管的栅极和第二十一电阻的一端，第二十一电阻的另一端分别连接mos管的源极和3.8v输出端，mos管的漏极连接3.8v输出端并通过第二十三电容接地。
12.本实用新型具有的有益效果为：
[0013] 1. 外接电源通过第一电源电路将外部电源输入的电压转换为3.8v电源，第二电源电路连接3.8v电源电路后输出3.3v电源，进而为平转换电路供电。相比于现有模块常见支持5v、12v两种窄范围电源输入，本实用新型适用更宽范围的电源输入，支持4.5v
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24v极宽电源输入范围，适用范围更广，更具有实用性。
[0014]
2. 本实用新型通过设置第五电容、第六电容、第七电容、第二电容、第九电容、第十六电容等滤波电容，能够使输出的电源波动更小更加稳定，使本实用新型抗干扰、冲击能力更强。
[0015]
3. 当电路出现异常过压并达到静电二极管d4击穿电压时，静电二极管d4迅速由高阻态变为低阻态，给瞬间电流提供低阻抗导通路径,同时把异常高压箝制在一个安全水平之内，从而保护电路，使本实用新型抗干扰、冲击能力更强，显著提高电路稳定性。
[0016]
4. 看门狗电路复位信号直接和mos管连接，依靠mos管开闭电源控制4g芯片进行断电重启，规避了部分4g模块发生宕机情况下无法硬件复位的问题。看门狗电路延时时间可通过电阻进行设置，使模块在上电启动的过程中不发生现有技术中外部看门狗无限复位问题，可顺利启动进入系统。
附图说明
[0017]
图1为本实用新型供电电路的电路图；
[0018]
图2为本实用新型4g芯片的电路图；
[0019]
图3为本实用新型sim卡接口的连接电路图；
[0020]
图4为本实用新型看门狗电路的电路图；
[0021]
图5为本实用新型指示灯电路的连接电路图；
[0022]
图6为本实用新型电平转换电路的连接电路图。
具体实施方式
[0023]
如图1
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6所示，本实用新型提出了一种外置延时看门狗的4gcat1通信模块，包括模块电路，模块电路包括供电电路、天线电路、4g芯片u3（型号为air724ug）、sim卡电路、电平转换电路、看门狗电路、接口电路和指示灯电路。
[0024]
供电电路包括第一电源电路和第二电源电路，外接电源通过第一电源电路输出3.8v电源，第二电源电路连接第一电源电路后输出3.3v电源；4g芯片u3的电源端与第一电源电路的3.8v输出端相连。第一电源电路包括第一电源变换芯片u1（型号为jw5057s）、电压调节反馈电路和阻容滤波电路。电压调节反馈电路包括第五电阻r5（阻值选用47k）和第七电阻r7（阻值选用10k）；阻容滤波电路包括第一电容c1（型号参数选用22pf）和第四电阻r4（阻值选用1k）。相比现有模块常见支持5v、12v两种窄范围电源输入，本实用新型适用更宽范围的电源输入，支持5v
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24v极宽电源输入范围，适用范围更广，更具有实用性。
[0025]
外接电源（可选5v
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24v之间）分别连接第三电阻r3（10k）的一端和第一电源变换芯片u1的in脚，并通过第三电容c3（型号220uf/35v）、第十一电容c11（100nf）接地；第三电阻r3的另一端连接第一电源变换芯片u1的en脚，第一电源变换芯片u1的bs脚通过第四电容c4（100nf）分别连接lx脚和第一电感l1（型号slo0530h4r7mtt）的一端；第一电感l1的另一端连接第一电容c1（22pf）和第五电阻r5（47k）的一端、3.8v输出端以及第二电源电路中第二电源变换芯片u2（型号xc6206）的输入端，3.8v输出端通过并联的第五电容c5（100nf）、第六电容c6（470uf/10v）、第七电容c7（10uf）、第二电容c2（100uf）接地。第一电容c1的另一端通过第四电阻r4（1k）连接第五电阻r5（47k）的另一端后接在第一电源变换芯片u1的fb脚上，第一电源变换芯片u1的fb脚通过并联的第十五电容c15（100nf）、第六电阻r6（47k）、第七电阻r7（10k）接地。第二电源变换芯片u2的输出端连接3.3v输出端，3.3v输出端通过并联的第九电容c9（10uf）、第十六电容c16（100uf）接地。本实用新型通过设置第五电容c5、第六电容c6、第七电容c7、第二电容c2、第九电容c9、第十六电容c16等滤波电容，能够使输出的电源波动更小更加稳定，使本实用新型抗干扰、冲击能力更强。
[0026]
天线电路连接在4g芯片u3的对应引脚上。其中天线电路包括射频同轴连接器rf1（型号dosin
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0134），射频同轴连接器rf1的第一脚连接在4g芯片u3的第四十六脚上，其余引脚均接地。4g芯片u3上还连接有外接usb插孔p2，usb插孔p2的第一脚接地，第二、三、四脚分别对应连接在4g芯片u3第十六、十五、十四脚上。4g芯片u3的第六十八脚通过第十六电阻r16(1k)接地。
[0027]
4g芯片u3通过sim卡电路的sim卡接口与外部sim卡连接。其中sim卡接口的第一、二、三和七脚分别对应连接在4g芯片u3的第十二、十一、九和十脚上，第五、九脚接地。其中sim卡接口的第一、二、三和七脚还分别通过第十七电容c17（100uf）、第十八电容c18（33uf）、第十九电容c19（33uf）和第二十电容c20（33uf）的接地，并且第一、二、三和七脚还对应连接在静电二极管d4（型号esda5v3sc5）对应引脚上后接地。当电路出现异常过压并达到静电二极管d4击穿电压时，静电二极管d4迅速由高阻态变为低阻态，给瞬间电流提供低阻抗导通路径,同时把异常高压箝制在一个安全水平之内，从而保护电路，使本实用新型抗干扰、冲击能力更强，显著提高电路稳定性。
[0028]
第二电源电路的3.3v输出端连接电平转换电路，接口电路的外接插针p1通过电平转换电路与4g芯片u3的对应引脚相连，将4g芯片u3的1.8v电平转换为对外3.3v ttl电平。
整个模块和外部电路通过外接插针p1进行连接。电平转换电路包括电平转换芯片u4（型号txs0102dcur），电平转换芯片u4第一脚和第八脚分别通过第十七电阻r17（100r）和第十八电阻r18（100r）对应连接在外接插针p1的第四脚和第三脚上，外接插针p1的第五脚通过第十五电阻连接3.3v输出端，第六脚接地，第七脚为复位引脚，第八脚接外接电源。电平转换芯片u4的第五、四脚分别对应连接4g芯片u3的第三十五、三十六脚，第二脚和第三脚之间并联有第二十一电容c21（100nf），第二脚接地，第三脚和第六脚接在4g芯片u3的第六十五脚上，4g芯片u3的第六十五脚通过第十二电容c12（10uf）接地，第七脚连接在3.3v输出端。
[0029]
指示灯电路包括连接在4g芯片u3上的第一指示灯电路和与3.8v输出端相连的第二指示灯电路。第一指示灯电路包括第二二极管d2（红色网格指示灯）和第一三极管q1（型号mmbt8050），第二二极管d2的正极通过第一电阻r1（2k）连接3.8v输出端，负极连接在第一三极管q1的集电极，第一三极管q1的发射极接地，基极分别连接第八电阻r8（10k）、第九电阻r9（10k）的一端，第八电阻r8的另一端连接4g 芯片的第五十八脚，第九电阻r9的另一端接地。第二指示灯电路包括第三二极管d3，第三二极管d3的正极通过第二电阻r2（2k）连接3.8v输出端，负极接地。
[0030]
看门狗电路包括监控芯片u5，连接4g芯片u3对应引脚的监控芯片u5通过第十电阻r10(20k)接地，并通过第二三极管q2(型号mmbt8050)和mos管（型号ssm3j328r）连接3.8v输出端。第一电源电路产生的3.8v电压通过mos管mi为看门狗电路的监控芯片u5供电，同时4g芯片u3的1.8v电压为电平转换电路供电。其中，3.8v输出端连接监控芯片u5 (型号tpl5010ddcr)的第一脚（电源端），监控芯片u5的第二脚接地并通过第二十二电容c22(100nf)连接在第一脚上，监控芯片u5的第三脚（复位端）通过第十电阻（20k）接地，通过第十电阻r10调节看门狗复位时间为50s左右，为模块上电启动提供足够长的启动时间。第四脚和第五脚分别通过第十二电阻r12（1k）和第十一电阻（1k）对应连接在4g芯片u3的第三十二、三十一脚上，第六脚连接第二三极管（型号mmbt8050）的基极并通过第十三电阻（10k）连接第一脚，第二三极管q2的发射极接地，集电极通过第二十二电阻c22（10k）分别连接mos管的栅极和第二十一电阻r21（10k）的一端，第二十一电阻r21的另一端分别连接mos管m1的源极和3.8v输出端，mos管m1的漏极连接3.8v输出端并通过第二十三电容c23(10uf)接地。由监控芯片u5控制mos管m1通断，对4g芯片u3进行断电重启。
[0031]
本实用新型模块电路采用可延时看门狗，看门狗电路延时时间可通过电阻进行设置，使模块在上电启动的过程中不发生现有技术中外部看门狗无限复位问题，可顺利启动进入系统。看门狗电路复位信号直接和mos管m1连接，依靠mos管m1开闭电源控制4g芯片u3进行断电重启，规避了部分模块发生宕机情况下无法硬件复位的问题。