Air8603 电路和使用说明
本文介绍 Air8603 大屏联网控制板的电路、供电与外设分布，以及二次开发时的引脚与端子说明。原理图、位号图与 3D 模型见 原理图PCB及尺寸。
1 概述
Air8603 是基于 Air1603 设计的大屏联网控制板：一颗 Air1603 负责界面、业务逻辑与外设调度，板上集成 40PIN / 50PIN RGB565 大屏接口、6PIN 电容触摸、4Ω/3W 扬声器输出、Micro-SD 卡座、USB HOST、两路可配置串口、独立硬件看门狗与 RTC 备份，并由 DC 12V 主电源供电、提供多路对外供电。
联网能力按型号装配：W 系列装配 Air6205A（IPEX 天线）；M 系列装配 Air780EX2（SMA 天线，另配 SIM 卡座、RJ45 + CH390H 与专用 4G 固件）。
2 板载配置
- 显示：40PIN 显示屏 P1 + 50PIN 显示屏 J2，RGB565，两者共用显示信号，不是双屏独立输出；
- 触摸：6PIN FPC 电容触摸连接器 TP2，I2C1 接口，含 TP_RST 与 WAKEUP（触摸中断）；
- 声音：板载 DAC + 功放，J13 输出 SPK+/SPK−，接 4Ω/3W 扬声器，无麦克风输入；
- 存储：Micro-SD 卡座 J16（SPI），SD_3V3 由 SD_EN 管理；
- USB HOST：J8（Type-A 母座）与 J14（5PIN 线束端子），共用一路 USB 信号，供电由 UVC_EN 控制；
- 串口：J21 / J22 为隔离 RS485；J20 为非隔离 RS485 或 UART1 TTL（按型号同位置不同配置）；J7 为 UART2 TTL；
- 联网：WiFi 版本 Air6205A（U3）+ IPEX 天线；4G 版本 Air780EX2 + SIM 卡座 CARD1 + SMA 天线 RF2（IPEX J9 为预留）+ RJ45 J15 / CH390H；
- 电源：J1 为 DC 12V 主输入；J18（12V）、J17（5V_PERIPH）、J19（9V）、J23（隔离电源）为对外供电；
- 维护：USB2（Type-C 串口烧录，接 Air1603 DBG 串口）、J10 调试串口、SW7 RESET、SW10 ON/OFF；4G 版本另有 USB3（4G Type-C）与 KEY3/KEY4/KEY6 维护按键；
- 可靠性：Air153D 独立硬件看门狗、U19 RTC 备份电源位。
3 供电和下载接口
- 整板主电源为 DC 12V，经 J1 输入，接匹配电源适配器；USB2/USB3 的 USB 供电支路仅用于调试便利，不能替代整机主电源；
- USB2（Type-C）经板载 USB 转 UART 电路接 Air1603 的 DBG 串口，用于程序下载、日志打印与维护；它不是 USB HOST，也不是业务 UART1/UART2；
- 4G 版本另提供 USB3（4G Type-C），用于 Air780EX2 模组的 USB 下载、调试与维护，与 USB2 用途不同；
- SW10 为板级供电通断开关；切换电源时需同时考虑外设供电与程序状态；
- 若电脑 USB 口供电不足导致下载失败，请改用外部 12V 稳压电源供电（外设大负载另配独立电源）。
4 接口与端子说明（位号表）
4.1 显示与触摸
| 接口/部件 | 位号 | 说明 |
|---|---|---|
| 40PIN 显示屏 | P1 | 连接匹配的 40PIN RGB 屏，提供显示数据、同步、像素时钟及屏幕相关电源/背光信号；与 J2 共用显示资源 |
| 50PIN 显示屏 | J2 | 连接匹配的 50PIN RGB 屏，含 RGB565 显示信号及该类屏所需偏置、背光连接；须核对排线方向、引脚和显示时序 |
| 触摸 FPC | TP2 | 6PIN 电容触摸连接器，提供触摸供电/地、TP_RST、WAKEUP（触摸中断）、I2C1_SDA 与 I2C1_SCL；触摸与显示排线分别连接 |
4.2 声音与存储
| 接口/部件 | 位号 | 说明 |
|---|---|---|
| 喇叭输出 | J13 | 连接匹配扬声器，输出 DAC/功放播放声音；两脚为 SPK+、SPK−，不是麦克风输入，不能将 SPK− 当作普通 GND 接线 |
| SD 卡座 | J16 | 通过 SPI 接入 SD 卡，用于本地图片、音频、视频及应用文件存储；SD_3V3 由 SD_EN 管理，不等同于扩展摄像头内部人脸库 |
4.3 USB
| 接口/部件 | 位号 | 说明 |
|---|---|---|
| USB HOST | J8 | Type-A 母座，连接固件支持的 UVC 摄像头、键盘、鼠标等 USB 外设；与 J14 共用 USB_DN/USB_DP，并非两路独立 USB；供电标为 +5.5V，由 UVC_EN 控制，须匹配外设 |
| USB 线束端子 | J14 | 5PIN USB 线束接口，便于机壳内部布线，提供 +5.5V、NC、DN、DP、GND；与 J8 使用同一路 USB 信号，不能当作两个独立主机口 |
4.4 串口
| 接口/部件 | 位号 | 说明 |
|---|---|---|
| UART1 隔离 RS485 | J21 | UART1 经隔离收发器接锁控板、仪表等总线设备，端子含 VISO1、GND1、485_1A、485_1B；VISO1 隔离电源对外供电可选 3.3V 或 5V，BOM默认 5V；不与 J20 作为两个独立 UART1 并用 |
| UART2 隔离 RS485 | J22 | UART2 经隔离收发器接总线外设，端子含 VISO2、GND2、485_2A、485_2B；VISO2 隔离电源对外供电可选 3.3V 或 5V，BOM默认 5V |
| UART1 非隔离 RS485 | J20 | UART1 经非隔离收发器接总线，端子为 485_A、485_B、GND、V_485；与主板共地；V_485 对外供电可选 5V、9V 或 12V，BOM默认 5V（供电脚电压，不是信号电平） |
| UART1 TTL | J20 | 与非隔离 RS485 同一端子位置的不同物料配置：1 脚 TX1、2 脚 RX1、3 脚 GND、4 脚 V_485 对外供电（5V/9V/12V，BOM默认 5V）；板背通用 485_A/485_B 丝印此时对应 TX1/RX1，不能按 RS485 接线 |
| UART2 TTL | J7 | UART2 的 TTL 串口端子，可独立连接电平匹配的串口设备；接人脸识别摄像头时需同时使用 J8 或 J14 的 USB HOST，届时 UART2 不再同时接其他 TTL 外设；供电脚为 +5.5V，不适用 J20 的电压选项 |
4.5 联网（按型号装配）
| 接口/部件 | 位号 | 说明 |
|---|---|---|
| WiFi 模组与天线 | U3 | Air6205A 提供 WiFi 联网；BOM默认使用模组 IPEX，经 IPEX 转 SMA 线连接 WiFi 天线；原理图第 10 页 J100 为射频兼容设计，具体射频选装以实际物料为准 |
| SIM 卡座 | CARD1 | 插入匹配 SIM 卡，经 USIM_VDD、RST、CLK、DATA、DET 接入 4G 模组；与 SD 存储卡座区分 |
| 4G SMA 天线 | RF2 | BOM默认 4G 天线接口，直接连接匹配的 SMA 接头 4G 天线 |
| 4G IPEX 天线位 | J9 | 4G 射频兼容预留接口，BOM默认配置不启用；不能据此认为 SMA 与 IPEX 两路天线可同时使用 |
| RJ45 以太网 | J15 | 通过 CH390H 挂在 4G 模组 SPI 下，为适配的以太网/IPC 设备提供通信通道；Air1603 不直接管理该网口，路由及业务依赖专用 4G 固件；不提供 PoE，不作为外设供电接口 |
| 4G Type-C | USB3 | 连接电脑进行 Air780EX2 模组 USB 下载、调试与维护；使用 Air8603 专用 4G 固件 |
4.6 电源
| 接口/部件 | 位号 | 说明 |
|---|---|---|
| DC 12V 输入 | J1 | 整板 12V 直流主电源输入，接匹配电源适配器 |
| 12V 对外供电 | J18 | 提供 VIN/12V 与 GND，供匹配外设取电；主电源有效时常开，不受单独 GPIO 控制；与 J1 主电源输入用途区分 |
| 5V 对外供电 | J17 | 输出 5V_PERIPH 与 GND，主电源有效时常开；与由 5V_EN 控制的屏幕/音频 5V 支路不同 |
| 9V 对外供电 | J19 | 提供 9V 与 GND，由 9V_EN 控制启停 |
| 隔离电源对外供电 | J23 | VISO_5V/GND4 隔离电源对外供电预留，须装配相应隔离电源模块才可用；预留焊盘不是随板已提供的大电流电源 |
| RTC 备份电源位 | U19 | 原理图预留可充电纽扣电池/RTC 备份电源，用于时钟保时；不是整板后备电池电源 |
4.7 维护
| 接口/部件 | 位号 | 说明 |
|---|---|---|
| ON/OFF | SW10 | 板级供电通断开关 |
| RESET | SW7 | Air1603 主控复位按键；与 4G 模组 KEY3 复位键区分 |
| Type-C 串口烧录 | USB2 | 板载 USB 转 UART 接 Air1603 DBG 串口，用于下载、日志与维护 |
| 调试串口 | J10 | 引出 1603_RESET、GND、DBGUART_TXD、DBGUART_RXD；与 USB2 接到同一组调试资源，避免同时由两路工具驱动 |
| 4G 维护按键 | KEY | KEY3：4G 模组 RESET；KEY4：USB_BOOT 下载使能；KEY6：PWRKEY 开机控制；板内 DBG_TXD/DBG_RXD 测试点为 4G 底层日志，不是新增通用 TTL 外设口 |
5 型号与串口端子装配关系
照片与实物图中的串口端子按型号配置处理：
| 型号 | J20 | J21 | J22 | J7 | J14 |
|---|---|---|---|---|---|
| W1 / M1 | 不装 | UART1 隔离 RS485 | 不装 | UART2 TTL | USB 线束，保留 |
| W2 / M2 | UART1 非隔离 RS485 | 不装 | 不装 | UART2 TTL | USB 线束，保留 |
| W3 / M3 | 不装 | UART1 隔离 RS485 | UART2 隔离 RS485 | 不装 | USB 线束，保留 |
| W4 / M4 | UART1 非隔离 RS485 | 不装 | UART2 隔离 RS485 | 不装 | USB 线束，保留 |
| W5 / M5 | UART1 TTL | 不装 | UART2 隔离 RS485 | 不装 | USB 线束，保留 |
上表用于说明端子的装配与用途，不把未装位置增加为可用接口。
6 电源分配与开关关系
| 电源 / 接口 | 供电用途 | 控制与选配 |
|---|---|---|
| 12V 对外供电 / J18 | 外部设备电源 | 主电源有效时常开 |
| 9V 对外供电 / J19 | 适配的外设 | 9V_EN 控制 |
| 5V 对外供电 / J17（5V_PERIPH） | 外设及 RS485 上游供电 | 常开；与屏幕 / 音频 5V 区分 |
| 屏幕 / 音频 5V | 显示及功放电源 | 5V_EN 控制 |
| USB / 摄像头供电 | USB 外设 | UVC_EN 控制；标称 +5.5V，需匹配外设规格 |
| RS485 / J20 TTL 对外电源 | 匹配的总线外设 | 相关电源共用 485_EN；隔离电源对外供电可选 3.3V/5V，BOM默认 5V；非隔离口和 J20 TTL 可选 5V/9V/12V，BOM默认 5V |
| 独立隔离电源 / J23 | 隔离电源对外供电预留 | 模块按订货配置选装；输出能力按实际器件确认 |
| SD / LAN 3.3V | 存储与以太网 | 分别设使能；LAN 电源由 4G 侧管理 |
| VBAT（约 4.1V） | 板内使用 | 外接设备需匹配电压与电流；锁、电机等大负载应使用独立供电 |
RS485 并非每路独立开关，旁路电阻选贴会影响关断行为。软件控制供电使能只改变开关状态，不能改变 BOM 确定的输出电压。
7 上电与初始化顺序
外设供电按依赖关系依次初始化：
- 主电源 12V 有效后，J18（12V）与 J17（5V_PERIPH）常开输出；
- 5V_EN 使能屏幕 / 音频 5V；SD_EN 使能 SD_3V3；UVC_EN 使能 USB / 摄像头供电；
- 9V_EN 按需使能 J19 的 9V 输出；485_EN 控制 RS485 相关电源；
- 触摸初始化后，WAKEUP（触摸中断）作为唤醒源参与待机策略；
- 4G 版本由 KEY6（PWRKEY）控制模组开机，LAN 电源随 4G 侧管理。
8 可靠性设计
- 独立硬件看门狗：Air153D 配合心跳监测，为主控软件异常提供硬件复位能力；
- RTC 备份：U19 预留可充电纽扣电池位，断电时可保持时钟；它不是整机后备电池供电；
- 下载与维护：主控（USB2 / J10）与 4G（USB3 / KEY3、KEY4、KEY6）分别引出，便于开发、生产与维护。
9 说明
- 具体 GPIO 编号与引脚复用以原理图（AIR8603_1003_2145.pdf）和固件工程的板级配置为准；本文与 总体说明 只描述接口与端子的用途关系；
- 更换屏 / 触摸型号时，需按原理图与新屏规格书调整分辨率、时序和引脚；
- 接口电气配置（TTL / 非隔离 RS485 / 隔离 RS485）、天线路径与对外供电电压均为 BOM 配置，不能通过软件切换；
- 驱动开发注意事项汇总见 总体说明。