Air153C/Air153D硬件看门狗芯片使用说明
一、Air153C
Air153C，是合宙推出的一款与合宙二次开发模组搭配的看门狗芯片，SOT23-6封装；
Air153C管脚详细定义：
| PIN | 管脚名称 | Type | 描述 | 备注 |
|---|---|---|---|---|
| 1 | NC | 预留 | 预留管脚 | 保持悬空 |
| 2 | GND | GND | 参考地 | |
| 3 | WTDOG | 输入 | 喂狗管脚 主芯片喂给Air153C |
常态为低电平输入，规定时间内高脉冲输入喂狗； 与合宙4G模组搭配时，4G模组必须使用AGPIO喂狗以保证喂狗信号电平可控； |
| 4 | PWR_OFF | 输出 | 复位信号输出 Air153C复位主控 有时也写作P_OFF |
常态为低电平，喂狗不正常时输出高电平； 搭配NPN三极管控制RESET,或搭配PMOS控制主控VBAT供电通断； |
| 5 | VDD | 电源 | 供电管脚 | |
| 6 | NC | 预留 | 预留管脚 | 保持悬空 |
Air153C基本参数如下：
| 推荐工作电压 | 3.3V～4.35V |
|---|---|
| 工作电流 | 1.5uA～5uA |
| 工作电压范围 | 1.8V～5.5V (0℃-70℃) 2.3V～5.5V (-40℃-85℃) 常温(25℃)工作电压可低至 1.5V |
| 工作温度 | 40℃\~85℃ |
| 电源极限承受电压 | VSS-0.3V\~VSS+5.5V |
| 端口极限承受电压 | VSS-0.3V\~VDD+0.5V |
| 储存温度 | -65℃\~150℃ |
| 封装 | SOT23-6 |
Air153C硬件封装信息如下：
二、Air153C 喂狗与复位
Air153C，最核心的是两个信号，WTDOG喂狗和P_OFF复位；
| PIN | 管脚名称 | Type | 描述 | 备注 |
|---|---|---|---|---|
| 3 | WTDOG | 输入 | 喂狗管脚 主芯片喂给Air153C |
常态为低电平输入，规定时间内高脉冲输入喂狗； 与合宙4G模组搭配时，4G模组必须使用AGPIO喂狗以保证喂狗信号电平可控； |
| 4 | P_OFF | 输出 | 复位信号输出 Air153C复位主控 有时也写作P_OFF |
常态为低电平，喂狗不正常时输出高电平； 搭配NPN三极管控制RESET,或搭配PMOS控制主控VBAT供电通断； |
正常喂狗WTDOG流程；
Air153C检测 WTDOG 管脚的电平状态，每当检测到管脚电平由低变高时，Air153C会重置内部超时计时器 T_timeout(T_timeout 默认 240s)；
两次喂狗信号的间隔 T_feed 为喂狗周期， T_feed 必须小于 T_timeout ，推荐 T_feed 为 150s ；
主控会将 WTDOG 拉高 T_HIGH 时间(T_HIGH >200ms)为喂狗成功，内部超时计时器 T_timeout 重置；
喂狗异常P_OFF复位流程；
当Air153C在 T_timeout 时间内未能检测出 WTDOG 管脚有高脉冲喂狗时，就会进入重启模块的操作；
Air153C的 PWR_OFF 管脚会拉高 T_restout 时间(默认 T_restout = 500ms)进入复位重启动作，随后置低；
强制P_OFF复位流程；
当 Air153C 在 T_test(T_test\<1s) 时间内连续收到 3 个喂狗信号，Air153C 会立即进行复位动作：
Air153C 将 PWR_OFF 管脚拉高 T_restout 时间(默认 T_restout = 500ms)进行复位操作，随后置低；
此模式可以用于 Air153C 测试验证，或者配合主控在业务逻辑需要时强制复位自己；
三、Air153C 硬件参考设计
硬件电路设计上，P_OFF通过搭配NPN三极管，控制主控的RESET信号，实现对主控的复位；
以下是关于Air153C搭配NPN三极管控制主控RESET信号的参考电路的介绍；
以主控为Air780EPM为例：
当Air780EPM_GPIO24喂狗WTDOG正常时，Air153C的PWR_OFF一直输出为低，Air780EPM_RESET不会被拉低，相应的Air780EPM也就不会被重启；
当Air780EPM_GPIO24喂狗WTDOG异常时，Air153C的PWR_OFF输出 T_restout 时间的高电平，Q0201导通，相应的Air780EPM_RESET被拉低，进而Air780EPM被重启；
图中用到的NPN三极管物料非常常见，比如MMBT3904LT1G等；
四、Air153C 工作电流说明
关于Air153C工作电流的详细补充说明；
-
测试条件：VDD供电3.3V；
-
常态电流：1.5uA；
-
复位电流：5uA；
"复位电流"的意思是，Air153C内部设置的复位溢出时间 T_timeout 到达后，P_OFF 输出高电平 T_restout时的工作电流；
五、Air153C T_timeout
关于Air153C在不同VDD电压下复位溢出时间 T_timeout 的说明；
Air153C内部的时钟频率会受到芯片电压的影响， 以下为实际测试中不同电压下的芯片看门狗超时时间：
| VDD电压 | 实测PWR_OFF输出复位信号时间 | 建议T_feed喂狗间隔时间 |
|---|---|---|
| 3.3V | 283 秒 | 200秒 |
| 3.8V | 240 秒 | 200秒 |
| 4.3V | 209 秒 | 200秒 |
当Air153C由锂电池供电时，也就是VDD电压可能在3.3V和4.35V之间变化时，喂狗时间必须以最小的复位溢出时间 T_timeout 为准；
我们实测 VDD 在4.3V供电时，复位溢出时间 T_timeout 为209秒，因此，实际喂狗时间必须设置为200秒以内才更保险；
六、Air153C 存在的问题
Air153C已服役多年，深受LuatOS用户的喜爱，也尽可能保证了运行LuatOS模组的设备的稳定性；
但是，Air153C带来的代价是什么？功耗。
一方面，Air153C本身需要耗电，常态下大概1.5uA的电流(3.3V)，这一点基本都可以接受；
一方面，由于主控需要喂狗，T_timeout 一般是在200S以内，也意味着主控，比如Air780EPM，在低功耗模式下需要在200S以内醒来一次，无法长时间处于低功耗状态之中，"极大的"增加了功耗，这一点是普遍被诟病的地方；
基于此，我们推出了Air153C的替代型号：Air153D。
七、Air153D
-
Air153D，与Air153C，是同一颗芯片，区别只是软件不同；
-
Air153D，最大的升级，是可以根据STRAP1(PIN1)和STRAP6(PIN6)配置喂狗信号 T_timeout 的时间；
PIN 管脚名称 Type 描述 备注 1 STRAP1 输入 预留管脚 喂狗信号 T_timeout 时间的配置管脚； 2 GND GND 参考地 3 WTDOG 输入 喂狗管脚
主芯片喂给Air153C常态为低电平输入，规定时间内高脉冲输入喂狗；
与合宙4G模组搭配时，4G模组必须使用AGPIO喂狗以保证喂狗信号电平可控；4 PWR_OFF 输出 复位信号输出
Air153C复位主控
有时也写作P_OFF常态为低电平，喂狗不正常时输出高电平；
搭配NPN三极管控制RESET,或搭配PMOS控制主控VBAT供电通断；5 VDD 电源 供电管脚 6 STRAP6 输入 预留管脚 喂狗信号 T_timeout 时间的配置管脚； -
STRAP1 和 STRAP6 如何搭配使用配置喂狗信号 T_timeout 时间呢？
模式 STRAP1 STRAP6 T_feed喂狗间隔时间 PWR_OFF重启时间
3.3V供电电压下实测PWR_OFF重启时间
4.35V供电电压下实测备注 1 高 高 10分钟 16分钟内 12分钟内 说明!
Air153D供电电压不同，PWR_OFF会有不同，与Air153C特性一样;
一般来说，电压越高，时间越短。2 低 高 60分钟 100分钟内 73分钟内 3 高 低 12小时 20小时内 15小时内 4 低 低 24小时 40小时内 29小时内 -
Air153D原理示意图；
-
以与Air780EPM搭配为例，Air153D原理图参考设计；
模式 STRAP1 STRAP6 T_feed喂狗时间 PWR_OFF重启时间
3.3V供电电压下实测PWR_OFF重启时间
4.35V供电电压下实测R1/R2/R3/R4四颗电阻，按需配置 1 高 高 10分钟 16分钟内 12分钟内 R1/R3悬空；
R2/R4贴10K电阻2 低 高 60分钟 100分钟内 73分钟内 R2/R3悬空；
R1/R4贴10K电阻3 高 低 12小时 20小时内 15小时内 R1/R4悬空；
R2/R3贴10K电阻4 低 低 24小时 40小时内 29小时内 R2/R4悬空；
R1/R3贴10K电阻
-
再次强调！
Air153D不可以直接替代Air153C使用，硬件上增加了STRAP PIN的配置；
强烈建议将Air153C迭代设计为Air153D，Air153D在喂狗时间的规划上更合适，对整体的功耗控制更加友好，主控不必再频繁的醒过来喂狗；
-
其余未介绍的部分，Air153D与Air153C完全一样；
八、Air153D 封装文件
九、软件设计说明
目前已经开发实现了exair153x_wdt扩展库，支持搭配 Air153C 或者 Air153D 看门狗芯片使用，可通过跳转链接了解详细使用说明。
如果您使用了 Air153C 或者 Air153D 看门狗芯片，并且项目中用到了 FOTA 业务，需要注意：
在 FOTA 业务中，当差分包下载下来后，模组会自动执行重启操作，重启后自动应用新的差分包，应用过程比较长，因此需要根据 FOTA 业务的不同方式做不同的处理：
-
如果使用的是 libfota.lua、libfota2.lua 等后续推出的其他 libfotax 扩展库。在差分包下载成功之后，会在扩展库内部自动调用
exair153x_wdt.feed()接口进行一次喂狗操作，这个操作不需要用户去配置，用户无需关心； -
如果使用的是 fota 核心库，完全在用户的脚本逻辑中去控制下载差分包，重启应用差分包。那么，在用户的脚本中也需要调用
exair153x_wdt.feed()接口进行一次喂狗操作，这时候就需要用户去配置，我们也会在 fota 示例 demo 中增加对应的示例代码和文字描述。
十、看门狗推荐使用说明
本章说明看门狗芯片和喂狗库该怎么选、怎么用。
选型分两个层面：芯片上优先用 Air153D，其次用 Air153C；库上优先用 exair153x_wdt 扩展库，其次才用 air153C_wtd 旧库。因此整体优先级从高到低是 Air153D + exair153x_wdt、Air153C + exair153x_wdt、Air153C + air153C_wtd。
下面按这个优先级，把每种组合的推荐理由、硬件接法、软件用法和注意事项逐一说明。
10.1 推荐优先级总览
| 优先级 | 推荐程度 | 芯片 | 喂狗库 | 一句话适用场景 |
|---|---|---|---|---|
| 1（最优） | 高 | Air153D | exair153x_wdt | 想大幅省电、PCB 能加 STRAP 电阻 |
| 2 | 中 | Air153C | exair153x_wdt | 芯片不变、只想升级软件库 |
| 3（兜底） | 低 | Air153C | air153C_wtd | 坚持旧库、且愿意自己维护 |
10.2 方案 1（最优推荐，推荐程度：高）—— Air153D + exair153x_wdt
为什么推荐它
- Air153D 和 Air153C 其实是同一颗芯片，只是烧录的软件不同。
- 区别在于：Air153D 多了一组叫 STRAP 的配置脚（PIN1/PIN6），用它可以把看门狗超时时间拉长到 10 分钟 / 60 分钟 / 12 小时 / 24 小时（四档可选，具体见第七章的 STRAP 档位表）。
- 超时越长，主控就越不用频繁醒来喂狗，测功耗会明显下降。这是它最大的优点，也是以后的主流方向。
硬件怎么接
- 需要额外在 PCB 上给 STRAP1、STRAP6 接上下拉电阻（R1/R2/R3/R4），按第七章的《Air153D 超时档位表》选其中一档。
- 注意：不能把 Air153C 直接焊下来换成 Air153D 就用——因为 Air153D 硬件上多了 STRAP 配电阻，你得先在 PCB 上把这几个电阻加上并选好档位。
- 喂狗信号（WTDOG）要接到一个休眠不掉电的引脚上（进 sleep 后仍能保持电平、可继续驱动喂狗的引脚，通常选 AGPIO 或对应模组支持的保持引脚）。请按你所用模组确认这个引脚是否存在、是否支持休眠锁存。
- 复位信号（PWR_OFF）走 NPN 三极管控制主控 RESET，或 PMOS 控制主控 VBAT 供电通断，参考第三章的 Air153C 参考设计（芯片不同、复位与喂狗通路一致）。
软件怎么用
- 引用默认扩展库：
local wdt = require("exair153x_wdt")。 - 用
wdt.init(cfg)配置，喂狗周期auto_feed_period_s按你选的 STRAP 档位设置（比如选了 60 分钟档，喂狗周期就设在远小于 60 分钟的值，确保能及时喂到）。 - 库是事件驱动的，配置好后会自动周期喂狗；也可用
wdt.feed()手动喂狗。
10.3 方案 2（推荐程度：中）—— Air153C + exair153x_wdt
为什么推荐它
- 如果你的 Air153C 硬件已经定死、不想再改，那么"只升级软件库"是最划算的。把旧库换成
exair153x_wdt，代码结构更规范、带版本号、有完整文档，比旧库更好维护。
硬件怎么接
- 不用改，直接沿用现有 Air153C 电路。
- 但 Air153C 的局限要心里有数：它的超时只有约 200~283 秒，且随供电电压变化（3.3V≈283s、3.8V≈240s、4.3V≈209s，见第五章），所以主控最迟每 200 秒内就得喂一次狗。这意味着它无法像 Air153D 那样长时间睡觉，低功耗场景吃亏。
- 喂狗引脚同样用休眠不掉电的引脚（不强制非得 AGPIO，关键是这个引脚休眠时不掉电，请按所用模组确认）。
软件怎么用
- 同样
require("exair153x_wdt")，喂狗周期auto_feed_period_s设在 200 秒以内（推荐 ≤150 秒）。
10.4 方案 3（兜底，推荐程度：低）—— Air153C + air153C_wtd
先说清楚这个旧库的现状
air153C_wtd是老版喂狗库，官方已经不再维护，现在放在仓库的老代码目录里：https://gitee.com/openLuat/LuatOS/tree/master/olddemo/lib。- 说白了：没人再会去给它修 bug、适配新模组，出了问题得你自己维护。所以除非项目已锁定它、暂时不想动，否则不建议新项目使用。
如果你坚持要用，操作步骤如下
- 打开上面的 gitee 链接，把
air153C_wtd.lua文件下载下来。 - 把下载的
.lua文件放到你项目脚本的同级目录（和你的主脚本放同一层）。 - 手动把它添加到 Luatools 工程里，让它作为项目文件一起打包烧录。
- 在脚本里按旧库的接口调用：
init(pin)、feed_dog(pin, time)、close_watch_dog(pin)、callback()、version()；注意喂狗时要自己传引脚号和喂狗时间。 - 因为这个库不再更新，强烈建议你在业务上预留一条以后迁移到
exair153x_wdt的路，不要写死。
10.5 两个扩展库的区别对照表
| 对比项 | exair153x_wdt | air153C_wtd |
|---|---|---|
| 维护状态 | 官方持续维护 | 官方已停更，需自己维护 |
| 是否需要手动导入 | 无需手动导入。它是 LuatOS 默认扩展库，Luatools 工具的工作目录会自动存放并更新 lib 文件夹，烧录时自动加载 |
需手动：把 .lua 下载到项目同级目录，再手动加到 Luatools 工程 |
| 引用方式 | require("exair153x_wdt") |
require("air153C_wtd") |
| 对外接口 | init(cfg) / feed() / trigger_reset() / version() |
init(pin) / feed_dog(pin,time) / close_watch_dog(pin) / callback() / version() |
| 喂狗机制 | 事件驱动，配置后自动周期喂狗 | gpio.set + sys.timerStart 延时喂狗，需手动控制时序 |
| 适配芯片 | Air153C 和 Air153D 都支持 | 仅 Air153C |
| 使用方式 | 改自己脚本、引用接口即可 | 要下载文件、加工程、自己维护 |
10.6 两种库的实际使用差异
- 用
exair153x_wdt：你只需要改自己的脚本，require后调用接口即可，不用碰任何库文件。参考说明见https://docs.openluat.com/osapi/ext/exair153x_wdt/，示例见https://gitee.com/openLuat/LuatOS/blob/master/module/Air780EPM/demo/wdt/air153x_wdt.lua。 - 用
air153C_wtd：你要自己动手拿一个.lua文件，下载 → 放同级目录 → 加进 Luatools → 按接口调用，并且以后出问题要自己扛。参考文件见https://gitee.com/openLuat/LuatOS/blob/master/olddemo/lib/air153C_wtd.lua。
10.7 FOTA 场景注意
- 用
exair153x_wdt+libfota、libfota2等libfotax扩展库：库内部会自动调用喂狗，你无需配置。 - 用
exair153x_wdt+fota核心库：需要你自己在脚本里手动喂狗。 - 用旧库
air153C_wtd处理 FOTA：因为库不再维护，喂狗逻辑需要你自行设计实现。