本方案原理图于 2024 年下半年完成设计，因特殊原因未进行验证，现以开源共享的形式，无偿分享给热爱微电子技术的同行与爱好者。仅作学习交流用途，以下是对电路各模块的详细拆分介绍，本人学术尚浅，如有错误，欢迎各位网友指正。
一、电源转换模块
1. 12V 转 5V/3A 电路
核心芯片：U1（LM2596S-5.0），这是一款降压型 DC-DC 转换器，能够将 12V 输入电压转换为 5V 输出电压，最大输出电流为 3A。
作用：用于系统供电。
2. 5V 转 3.8V/3A 电路
核心芯片：U2（MIC29302WU-TR），这是一款低压差线性稳压器（LDO），可将 5V 输入转换为 3.8V 输出，最大输出电流 3A。
作用：用于无线模块供电,可由主芯片控制关断。
3. 5V 转 3.3V/1A 电路
核心芯片：U3（TPS79333DBVRQ1），也是一款 LDO，将 5V 转换为 3.3V，输出电流 1A。
作用：用于主芯片供电，存储供电。
二、CAN 总线通信模块
1. CAN 总线
核心芯片：U4 和 U5（TJA1051T/1J），这是 CAN 总线收发器，用于实现微控制器与 CAN 总线之间的物理层和数据链路层连接
2. 电平转换电路（晶体管方案和芯片方案）
晶体管方案：使用 Q4-Q7（MMBT3904-E）晶体管搭建电平转换电路，实现 5V 与 3.3V 之间的电平转换。
工作原理：通过晶体管的开关特性，当输入为 5V 时，晶体管导通或截止，使输出端得到相应的 3.3V 电平；反之亦然。这种方案成本较低，但转换速度相对较慢，适用于波特率不超过 460kbps 的应用。
芯片方案：U6（SN74LVC2T45QDCURQ1）是专用的电平转换芯片，可实现双向电平转换，转换速度快，稳定性高。
工作原理：芯片内部集成了电平转换电路，能够自动识别输入电平的高低，并将其转换为对应的输出电平，适用于对转换速度要求较高的场合。
三、无线通信模块（CAT1）
1. 无线模块
模块型号：EG800KCNGC-I03-SGNSA，支持 LTE（国内）FDD 频段 B1/3/5/7/8/20/28/66 和 TDD 频段 B34/38/39/40/41，同时可选配 GNSS（GPS/BDS/GLONASS/Galileo）。
2. SIM 卡电路
卡座：USIM 卡座，用于安装 SIM 卡。
工作原理：通过 R43 检测 SIM 卡是否插入，当 SIM 卡插入时，电路导通，微控制器可检测到相应的信号；SIM 卡的时钟、数据和复位信号通过电阻和电容的匹配与滤波，确保与无线模块正常通信。
3. 模块控制电路
开机控制：通过 Q8 和 Q9（MMBT3904-E）组成的开关电路，控制 PWRKEY 引脚的电平，实现模块的开机。当微控制器输出高电平到 CAT1_ON 引脚时，Q8 导通，Q9 也导通，PWRKEY 引脚被拉低，模块开机。
复位控制：CAT1_RESET 引脚连接到模块的 RESET_N 引脚，微控制器通过控制该引脚的电平，实现模块的复位。
四、微控制器模块
1. 微控制器（U8）
型号：AT32F403ACGT7，是一款 32 位的 Cortex®-M4F 微控制器，带有 FPU（浮点运算单元），具有 256K 字节至 1024K 字节的闪存。
2. 时钟电路
主时钟（HSE）：通过外部晶振连接到 OSC_IN 和 OSC_OUT 引脚，为微控制器提供工作主频，确保其正常运行。
实时时钟（LSE）：连接到 OSC32_IN 和 OSC32_OUT 引脚，为 RTC（实时时钟）和低功耗模式提供时钟源，即使微控制器进入低功耗状态，RTC 仍能正常计时。
3. 调试接口
SWD 接口：通过 SWCLK 和 SWDAT 引脚连接调试器，用于微控制器的程序下载和调试。
SPI 接口：SPI1_CLK、SPI1_MOSI、SPI1_FCS、SPI1_FDO，用于连接 SPI Flash 等外设，扩展微控制器的存储容量。
五、其他辅助电路
1. LED 指示电路
2. 按键电路
3. ADC 采样电路
六、方案总结与说明
整体架构：本方案以 AT32F403ACGT7 微控制器为核心，搭配电源转换模块、CAN 总线通信模块、CAT1 无线通信模块等，实现了电源管理、数据通信和系统控制等功能，适用于需要远程通信和本地数据处理的应用场景。
未验证说明：由于特殊原因，本方案的电路未进行实际验证，可能存在以下潜在问题：
电源转换模块的输出稳定性和效率可能需要进一步测试。
CAN 总线通信的抗干扰能力和通信距离需要实际验证。
无线模块的网络连接和数据传输性能可能需要优化。
各模块之间的兼容性和时序配合可能需要调整
希望本方案能热爱微电类的网友提供一些参考和思路，也欢迎大家在使用过程中提出宝贵的意见和建议，共同完善该方案.(创作不易，三连，私信获取解压密码）:
TBOX_4G20240001.rar
(299.32 KB, 下载次数: 0)
|
QQ好友和群
QQ空间
腾讯微博
腾讯朋友
收藏
淘帖
顶
踩
