开发板使用说明

概述：

本文章主要介绍 Air8101 开发板的硬件资源与主要扩展板的对应功能。希望通过本文章的介绍，大家能够对 Air8101 开发板的硬件有一个比较全面的了解，对后续的软件学习及程序设计起到帮助。

一、Air8101 开发板整体介绍

Air8101 开发板套件包含 Air8101 开发板底板、LCD 扩展板、USB 转串口供电下载扩展板、USB 摄像头、DVP 摄像头、麦克风扩展板、音频功放喇叭扩展板、显示屏和触摸屏、50PIN FPC 连接线以及尼龙连接件。

1.1 开发板主要组成部分

1.1.1 Air8101 开发板底板

1.1.2 LCD 扩展板

1.1.3 USB 转串口供电下载扩展板

1.1.4 USB 摄像头

1.1.5 DVP 摄像头

1.1.6 麦克风扩展板

1.1.7 音频功放喇叭扩展板

1.1.8 显示屏和触摸屏

Air8101 开发板套餐配备了显示屏或触摸屏。

1. 480*854 分辨率竖屏 4.5 寸 LCD（不带触摸）

2. 720*1280 分辨率竖屏 5 寸 LCD+ 触摸面板

3. 800*480 分辨率横屏 5.1 寸 LCD+ 触摸面板

4. 1024*600 分辨率横屏 7 寸 LCD+ 触摸面板

1.1.9 50PIN FPC 连接线

1.1.10 尼龙连接件

默认在开发板上

1.2 Air8101 开发板主要接口介绍

1. 一个主控 Air8101

2. 一路下载、日志串口（UART0）

3. 两路 UART 接口（UART1 和 UART2）

4. 两路 MIC 接口

5. 一路音频接口

6. 一路 I2S 接口

7. 一路 CAN 接口

8. 一路 LIN 接口

9. 一路 SWD 接口

10. 一路 SPI 接口

11. 一路 QSPI 接口

12. 一路 SD 卡接口

13. 一路 DVP 摄像头接口

14. 一路 USB 接口

15. 一路 LCD 扩展板接口

16. 一路 RGB888 屏幕接口

17. 一路 RGB666 屏幕接口

18. 两路 TP 触摸接口

19. 一个 CEN 复位按键

20. 四个 WAKEUP 唤醒按键

21. 一路以太网 MAC 层接口

1.3 开发板组合演示

开发板 + 功能模块的完整组合安装方式如下图所示

二、Air8101 开发板功能模块介绍

2.1 电源

Air8101 开发板上的电源网络主要包括：

1、 “VBAT”为模块的主电源，需要外部提供 3.3~4.35V 直流供电（Air8101 开发板配套的 USB 转串口供电下载扩展板默认提供 3.3V 电源），PCB 上丝印为“VBAT”“ VCC”的排针均为该网络；

2、“+5V”为 USB 的供电，该网络与 USB-A / USB-C 的 VBUS 连接；

3、“+3.3V” 为 PCB 上由 VBAT 经 3.3V LDO 产生的电源，该网络为 3.3V 外设供电或使能如 LCD、LIN 总线、CAN 总线、I2S 总线、QSPI 等；

4、“+2.8V”为 PCB 上由 VBAT 经 2.8V LDO 产生的电源，该网络为外接 DVP 摄像头的模拟电路供电；

5、“DVDD”为外接 DVP 摄像头所需的数字核心电压，PCB 上通过可调 LDO 产生，可以通过 J19 跳线，在 1.2V、1.5V 和 1.8V 中选择电压值（不同 DVP 模块需要不同的 DVDD），在提供的开发板中默认跳线选择 1.8V；

2.2 工业引擎使能 CEN 与复位

Air8101 工业引擎提供了 CEN（Chip Enable 芯片使能引脚）。在 Air8101 开发板上 CEN 引脚由模组输出电源 VIO 拉高以使能模组。同时，CEN 连接了四脚按键开关 K1，按下按键后松开会短暂将 CEN 与 PCB 的参考地连通， CEN 拉低后恢复拉高，模组掉电复位。

2.3 UART 接口

UART0 接口是 Air8101 开发板的主要供电、下载、debug 调试和 log 输出的接口，建议配合合宙提供的 USB 转串口供电下载扩展板使用。Air8101 工业引擎提供三组 UART 接口，UART0、UART1 和 UART2，这三组 UART 接口均在开发板上引出。

其中 UART1 和 UART2 为 2*4 排针，引出 VBAT(VCC)、TX、RX、GND。特别地，UART0，在 PCB 上丝印标注 DL_UART0，为工业引擎烧录下载用接口，J3 排针额外引出了 CEN 引脚以搭配 USB 转串口供电下载扩展板和 Luatools 烧录工具（Luatools_v3.0.17 及更高版本）优化用户烧录操作，软件自动 CEN 复位进入烧录。

2.4 USB 接口

在 Air8101 开发板上预设了 USB-A 和 USB TYPE-C 接口，实物图中右侧 USB-A 用于连接 UVC (UVA) 摄像头，其供电控制请参考“3.8 摄像头”中的说明。

USB-A 的差分数据线 USB_DN 和 USB_DP 连接到 Air8101 工业引擎的对应引脚。

实物图中左侧 USB TYPE-C 的主要用于为部分型号摄像头提供 5V 供电（J29 中 VUVC 和 +5V 用跳线帽短接），差分数据线未连通 TYPE-C（开发板背面 R48 = NC, R13 = NC），若与 USB TYPE-C 连接并连接到 Air8101 工业引擎，需要在 R48 和 R13 处焊接 0R。

2.5 TF 卡 (Micro SD 卡)

Air8101 工业引擎支持 SD Card 读写，可用于 MIC 或者摄像头和音视频数据采集写入，也可从中读取音视频数据用于显示屏和音频输出以及数传等功能。

开发板上配备了 TF 卡座，如下实物图。开发板的 TF 卡接口的 4 个 Data Bit 引脚中仅连接了 D0 (DAT0, Data Bit 0)，工作于 1bit 模式（Air8101 工业引擎 SDIO 的默认工作模式）。若工作于 4bit，需要在 R61,R62,R63 焊接 0R，如原理图所示，并且相应的 D1、D2、D3 不被其他功能所使用。

TF 卡的供电由卡槽机械结构和 NMOS 开关配合控制。

未插入 TF 卡时，TF 卡座的 PIN9 CD 为悬空状态；插入 TF 卡后，PIN9 CD 将短接到参考地，即原理图中 SD_CD 网络被拉低，MOS 管导通，SD_3.3V 开始供电。

如果增加 TF 插入检测，需要在 R56 焊接 0R，同时软件配置 GPIO6 为输入检测，并且 GPIO6 不能被其他功能所使用；另外可以焊接 R55=10K，使用 P2/SD_CLK 在未启动 SD_CLK 功能前短暂做 GPIO 输入功能，用于检测 TF 卡插入，但是这种检测模式只能在低速模式使用。

2.6 显示屏和触摸屏

Air8101 开发板上设置了 50PIN FPC 连接器，通过 FPC 线连接到配套 LCD 扩展板（1.1.2 章节），以便兼容支持多种 LCD 显示屏和触摸屏。

2.6.1 通过 50PIN FPC 连接的 Air8101 开发板和 LCD 扩展板

将 FPC 排线的接触点朝下，打开开发板上 LCD 部分的 FPC 连接器，插⼊后合上连接器

然后将 FPC 排线另⼀端接到 LCD 扩展板上

2.6.2 LCD 扩展板连接 480*854 分辨率 LCD

2.6.3 LCD 扩展板连接 720*1280 分辨率 LCD（包含触摸面板）

2.6.4 LCD 接口板连接 800*480 分辨率 LCD（包含触摸面板）

2.6.5 LCD 接口板连接 1024*600 分辨率 LCD（包含触摸面板）

2.7 摄像头

Air8101 工业引擎支持 DVP 和 UVC 摄像头，可以将 DVP 摄像头通过 24PIN FPC 连接器接入开发板，支持 GC2053、HM1055、GC2145 摄像头，DVP 摄像头的 DVDD 供电在 J19 上默认选用 1.8V 供电适配 GC2145。

UVC 摄像头通过 USB-A 接入 EVB，在 J29 上默认短接 VBAT 和 VUVC，即用 VBAT 为 UVC 供电，另外软件控制 GPIO P28（2.8V_EN 网络）控制 UVC 供电通断。

需要注意，当摄像头需要支持 5V 时，需要在 J29 上用跳线帽短接 +5V 和 VUVC。

TODO UVC 供电选择实物图

2.8 音频

Air8101 工业引擎配备有丰富音频外设，包括一个四频段数字均衡器、两个 ADC 转换器、一个 DAC 转换器、两个麦克风输入放大器和偏置发生器、音频输出放大器、数字麦克风接口、SBC 解码加速器等。

对应地，在 Air8101 开发板上，预留了两个麦克风输入接口（与配套提供的麦克风扩展板搭配）MIC1、MIC2，一个数字麦克风接口（和 MIC1 复用接口），一个音频功放接口（与配套提供的喇叭接口板搭配，默认连接 4ohm 3W 喇叭）。

需要注意的是，当仅使用一路 MIC 时，必须使用 MIC1，并且 MIC2 悬空。

三、Air8101 开发板使用快速入门

3.1 开发板如何开机

Air8101 工业引擎上电自动开机。

连接 USB 转串口供电下载扩展板和电脑 USB 接口，此时串口小板的电源指示灯亮起。将串口小板插在 Air8101 开发板的 DL_UART0 排针接口处，将开关拨到 ON 处提供供电，如下图。

3.2 如何对 Air8101 工业引擎进行软件烧录

Air8101 工业引擎支持在 Windows 平台进行固件烧录。

使用合宙提供的 USB 转串口供电下载扩展板进行烧录下载。

Luatools 是合宙官方烧录工具。

烧录工具 Luatools 的获取： https://luatos.com/luatools/download/last

3.2.1 烧录准备工作

软件烧录所需工具，如下表，其中电脑需要具备 USB-A 接口，需要安装好 CH340 驱动。

CORE 文件与脚本文件获取：https://docs.openluat.com/air8101/luatos/firmware/

本文所使用的 demo 脚本文件：demo/hello_world/main.lua · 合宙 Luat/LuatOS-Air8101 - Gitee.com

设备	Windows电脑
硬件环境	Air8101开发板，USB转串口供电下载扩展板，TPYE-C数据线或方口转USB-A数据线
烧录工具	Luatools
烧录软件	Air8101待烧录的CORE文件和脚本文件