公司动态
好消息,大家请注意本厂家已开始正式 使用北斗GPS双模车载终端
1 功能描述
1.1 概述
图1-1 TD3020C模块外观图
TD3020C模块是一款支持BD2 B1/GPS L1频点的双模导航定位模块。模块内部集成了成员微电子*的BD2 B1/GPS L1双模SOC基带芯片，和一款国产的可配置的BD2 B1/GPS L1双模射频芯片，为车载、船载和便携式手持等导航定位终端产品的制造提供了**、高灵敏度、低功耗、低成本的BD2 B1/GPS L1双模解决方案。
TD3020C模块尺寸为22.4mm x 17mm x 2.0mm，体积小巧。采用28pin邮票孔
封装，与主流GPS模块（如UBlox LEA-5/6系列）硬件上pin-to-pin兼容，板上可直
接替换，平滑升级为双模导航定位，大大节省导航定位终端产品设计时间。
1.2 产品特性
ü ü 28pin邮票孔封装，尺寸22.4mm x 17mm x2.0mm。
ü ü 支持BD2 B1和GPS L1频点。
ü ü 支持以下三种工作模式，并可随时通过命令相互切换：
1） 单BD2 B1工作模式，可以同时支持12颗以上的BD2 B1卫星；
2） 单GPS L1工作模式，可以同时支持12颗GPS L1卫星；
3） BD2 B1/GPS L1混合工作模式，可以同时支持12颗以上的BD2 B1 卫星和12颗GPS L1卫星。
ü ü 内置BD2 B1/GPS L1的LNA（低噪声放大器）。
ü ü 具有备份电源输入接口，支持热启动。
ü ü 支持用户在使用中对模块进行外部复位。
ü ü 平均功耗约75mA，功耗较低。
ü 支持休眠工作模式，可有效降低系统功耗。休眠模式时，即使不给备 份电源供电，恢复时也能实现热启动功能。
ü ü 支持软件升级，上位机可通过串口实现软件升级功能。
1.3 性能指标
表1-1 TD3020C模块主要性能指标
|
参数 |
描述 |
性能指标 |
备注 |
|||
|
较小值 |
典型值 |
较大值 |
单位 |
|||
|
定位精度 |
水平 |
|
≤5.0 |
|
m |
|
|
高程 |
|
≤10.0 |
|
m |
|
|
|
测速精度 |
速度 |
|
≤1.0 |
|
m/s |
|
|
**定位时间TTFF |
冷启动 |
|
≤35 |
|
s |
|
|
热启动 |
|
≤2 |
|
s |
|
|
|
重捕获 |
|
≤2 |
|
s |
|
|
|
灵敏度 |
捕获 |
|
-144 |
|
dBm |
|
|
跟踪 |
|
-159 |
|
dBm |
|
|
|
串口输出波特率 |
|
4800 |
|
115200 |
bps |
默认9600bps |
|
数据更新率 |
|
|
≥1 |
|
Hz |
|
|
工作电压 |
VCC |
3.0 |
|
3.6 |
V |
|
|
V_BCKP |
1.8 |
|
5.0 |
V |
|
|
|
平均功耗 |
正常工作 |
|
<75 |
|
mA |
主电源VCC为3.3V |
|
休眠模式 |
|
< 5 |
|
mA |
主电源VCC为3.3V |
|
|
备份工作 |
|
< 20 |
|
uA |
主电源VCC关断 |
|
|
温度 |
工作 |
-30 |
|
70 |
℃ |
|
|
存储 |
-40 |
|
85 |
℃ |
|
|
1.4 应用
l l 车载、船载定位导航。
l l 便携式手持定位导航（平板电脑，个人定位仪等）。
1.5 功能框图和典型应用
1.5.1 功能框图
图1-2 TD3020C模块功能框图
TD3020C模块可对外部BD2 B1/GPS L1有源天线供电。外部有源天线接收空
中卫星信号送给射频芯片，射频芯片内部经LNA放大、混频处理后送到中频滤波
器，然后通过VGA和AGC，再经过AD转换成数字中频信号送给基带芯片。基带
芯片接收到射频芯片送来的数字中频信号，经过捕获和跟踪、定位解算等一系列
算法处理后，通过串口输出NMEA数据并给出1PPS信号。
1.5.2 典型应用
图1-3 TD3020C模块典型应用图
2 模块接口说明
2.1 硬件接口
2.1.1 电源
模块有三个电源输入管脚（VCC、V_BCKP和V_ANT）与两个电源输出管脚
（VCC_OUT和VCC_RF）。
其中VCC为模块的工作主电源；V_BCKP为模块的备份输入电源，在主电源
VCC断电时给RTC电路供电，确保关键信息不丢失，以实现热启动功能，模块内
部设计有对备用电源V_BCKP的充电电路，**外接可充电的电池或大容量电容；
V_ANT是天线供电输入管脚，模块内部通过电感与RF_IN连接；VCC_OUT为模
块电源状态监测管脚，输出VCC电压值，外部可监测该管脚电压，以判断模块供
电是否正常；VCC_RF输出VCC电压值，可用于天线供电。
2.1.2 天线接口
模块的天线接口（RF_IN管脚）可直接连接BD2 B1/GPS L1双模有源天线。
该接口内部采用50Ω阻抗匹配。
2.1.3 复位接口
模块支持外部使用nRESET管脚复位（低电平有效）。
为**模块正常工作，建议上电后对模块进行一次外部复位。
2.1.4 休眠模式控制接口
当PWR-DWN管脚输入低电平时，模块进入休眠模式，功耗降至5mA以下；
当输入恢复为高电平时，对模块外部复位后，模块可恢复正常工作。若使用该管
脚对模块进行开关电控制，V_BCKP管脚*接入备份电源，模块也可实现热启
动功能。
2.1.5 1PPS 信号接口
模块*28脚1PPS为秒脉冲信号输出。
2.1.6 UART 接口
模块设计有两组UART串口，分别为串口1（TXD1/RXD1）和串口2（TXD2/RXD2）。
串口1在UTC秒边界输出NMEA数据，上位机也可以通过该串口对模块进行工
作模式切换、软件升级等操作。模块支持的波特率范围为4800bps～115200bps，
默认波特率为9600bps。数据格式为：起始位1位、数据位8位、停止位1位、无校
验位。
串口2是备用串口，用以输出自定义格式的数据，也可用于软件升级。
2.1.7 GPIO 接口
模块设计有3个GPIO接口（GPIO1/GPIO2/GPIO3），可根据用户需求定义该
接口的功能。
2.2 软件接口协议
2.2.1 语句格式和内容
语句格式定义如下：
$<语句类型标识>,<数据字段>,<数据字段>,……,<数据字段>*<校验和><CR><LF>
语句类型标识（IDsss）由两部分组成，（ID）为语句标识符（详见表2-1），
（sss）为语句格式符（详见表2-2和表2-3）。
类型标识符字段之后为数据体，由若干数据字段（d1,d2,……,dn）组成。
<校验和>的计算是从$到*之间的所有字符（不包括$字符和*字符本身）。
<CR><LF>表示回车和换行（十六进制分别为0x0D和0x0A）。
表2-1 语句标识符
|
标识符 |
含义 |
|
BD |
北斗二代卫星系统 |
|
GP |
**定位系统（GPS-global positioning system） |
|
GN |
**导航卫星系统（GNSS-global navigation satellite system） |
|
CC |
计算机系统（Computer Control） |
|
P |
**语句 |
表2-2 输出语句格式符
|
格式符 |
语句内容 |
|
GGA |
位置信息 |
|
GLL |
大地坐标位置信息 |
|
GSA |
精度因子和有效卫星号 |
|
GSV |
可视的卫星状态 |
|
RMC |
较简导航传输数据 |
|
TXT |
短文本信息的传送，用于输出天线检测状态和输出一些控制命令的响应 |
表2-3 输入语句格式符
|
格式符 |
语句内容 |
|
SIR |
设置当前系统工作状态，用于工作模式切换(包括冷启动、热启动)等 |
|
CAS01 |
设置串口通信波特率 |
|
CAS02 |
设置NMEA输出更新率 |
2.2.2 输出语句
TD3020C模块默认输出GGA、GLL、GSA、GSV、RMC语句，具体语句详细
说明请参考文档《成员模块输入输出语句格式说明》。
输出语句举例如下（BD2 B1/GPS L1双模模式）：
$GNGGA,050912.00,2309.92716,N,11325.85883,E,1,07,2.2,17.3,M,0.0,M,,,2.5*73
$GNGLL,2309.92716,N,11325.85883,E,050912.00,A,0*00
$GPGSA,A,3,02,04,12,25,05,,,,,,,,3.3,2.2,2.5,2.5*37
$BDGSA,A,3,06,09,,,,,,,,,,,3.3,2.2,2.5,2.5*2E
$GPGSV,3,1,10,02,46,336,42,04,44,039,37,05,50,246,34,10,58,022,*7B
$GPGSV,3,2,10,12,30,285,41,13,21,056,,17,36,129,,23,01,038,*73
$GPGSV,3,3,10,25,11,309,34,26,12,183,*7F
$BDGSV,2,1,8,01,48,129,,03,46,233,,04,31,109,,06,59,348,35***
$BDGSV,2,2,8,07,13,165,,08,55,173,,09,54,296,36,10,04,186,*50
$GNRMC,050912.00,A,2309.92716,N,11325.85883,E,0.1,,161211,,,A*6D
2.2.3 输入语句
TD3020C模块具有定位模式切换、NMEA串口波特率设置、NMEA语句输出
更新率设置等功能，可通过上位机给模块发送相应的控制指令即可启动相应的功
能。
1）定位模式切换指令
用户通过NMEA串口给模块发送模式切换指令可完成定位模式切换功能，具
体功能及相应指令如表2-4：
|
工作模式 |
指令 |
|
单BD2（冷启动） |
$CCSIR,1,1*48<CR><LF> |
|
单GPS（冷启动） |
$CCSIR,2,1*4B<CR><LF> |
|
BD2/GPS双模（冷启动） |
$CCSIR,3,1*4A<CR><LF> |
|
单BD2（热启动） |
$CCSIR,1,0*49<CR><LF> |
|
单GPS（热启动） |
$CCSIR,2,0*4A<CR><LF> |
|
BD2/GPS双模（热启动） |
$CCSIR,3,0*4B<CR><LF> |
2）波特率设置指令
用户通过NMEA串口给模块发送波特率设置指令可完成波特率切换功能，具
体功能及相应指令如表2-5：
表2-5 波特率设置指令
|
波特率(bps) |
指令 |
|
4800 |
$PCAS01,0*1C<CR><LF> |
|
9600 |
$PCAS01,1*1D<CR><LF> |
|
19200 |
$PCAS01,2*1E<CR><LF> |
|
38400 |
$PCAS01,3*1F<CR><LF> |
|
57600 |
$PCAS01,4*18<CR><LF> |
|
115200 |
$PCAS01,5*19<CR><LF> |
3）语句输出更新率设置指令
用户通过NMEA串口给模块发送输出语句更新率指令可完成NMEA语句输出
更新率切换功能，具体功能及相应指令如表2-6：
表2-6 语句输出更新率设置指令（举例）
|
语句更新周期（ms） |
指令 |
|
500 |
$PCAS02,500*1A<CR><LF> |
|
1000 |
$PCAS02,1000*2E<CR><LF> |
|
2000 |
$PCAS02,2000*2D<CR><LF> |
|
3000 |
$PCAS02,3000*2C<CR><LF> |
|
4000 |
$PCAS02,4000*2B<CR><LF> |
3 机械特性
3.1 模块尺寸
图3-1 TD3020C 模块封装尺寸示意图
表3-1 TD3020C 模块封装尺寸表
|
标 注 |
尺 寸（mm） |
|
A |
22.4+0.6/-0.1 |
|
B |
17.0±0.1 |
|
C |
2.0±0.3 |
|
D |
2.55+0.3/-0.1 |
|
E |
1.1±0.1 |
|
F |
3.8±0.1 |
|
G |
1.1±0.1 |
|
H |
2.85+0.3/-0.1 |
|
K |
0.7±0.1 |
|
L |
0.8±0.1 |
|
M |
0.8±0.1 |
|
说明：采用邮票孔封装 |
|
3.2 管脚定义
图3-2 TD3020C模块管脚示意图
表格3-2 TD3020C模块管脚定义
|
管脚 |
信号名 |
方向 |
电平标准 |
描述 |
|
1 |
TXD2 |
O |
0-3.6V |
串口2发送(预留) |
|
2 |
RXD2 |
I |
0-3.6V |
串口2接收(预留) |
|
3 |
TXD1 |
O |
0-3.6V |
串口1发送：NMEA数据输出、软件版本升级、状态输出等 |
|
4 |
RXD1 |
I |
0-3.6V |
串口1接收：控制命令接收、软件版本升级等 |
|
5 |
PWR-DWN |
I |
0-3.6V |
模块休眠使能管脚，低电平可使模块进入休眠模式，高电平恢复正常工作，模块内部上拉 |
|
6 |
VCC |
— |
3.0-3.6V |
主电源 |
|
7 |
GND |
— |
|
地 |
|
8 |
VCC_OUT |
O |
VCC |
模块电源监测管脚，输出VCC电压值，外部可监测模块电源是否正常 |
|
9 |
GPIO1 |
I/O |
0-3.6V |
通用I/O(预留) |
|
10 |
nRESET |
I |
0-3.6V |
外部复位，低电平有效 |
|
11 |
V_BCKP |
I |
1.8V-5.0V |
备份电源输入，模块内部设计有充电电路，**外部采用可充电电池或大容量电容 |
|
12 |
nBOOT |
I |
0-3.6V |
备用的管脚，目前该管脚不与模块内部连接 |
|
13 |
GND |
— |
|
地 |
|
14 |
GND |
— |
|
地 |
|
15 |
GND |
— |
|
地 |
|
16 |
RF_IN |
I |
|
天线输入 |
|
17 |
GND |
— |
|
地 |
|
18 |
VCC_RF |
O |
|
VCC电压输出，可与19脚短接（建议串联一个10欧姆限流电阻），由模块对天线进行供电 |
|
19 |
V_ANT |
I |
|
天线供电输入端，模块内部通过电感与16脚连接 如选择模块内部给天线供电，则该管脚与18脚短接；如选择外部电源给天线供电，则将外部供电电源直接连接到该管脚 |
|
20 |
AADET_N |
I |
|
天线检测状态输入管脚，可输入外部天线检测电路的天线状态信号，不使用可保持悬空 |
|
21 |
GPIO2 |
I/O |
0-3.6V |
通用I/O(预留) |
|
22 |
FWD |
I |
0-3.6V |
备用的管脚，前进后退信号，目前该管脚不与模块内部连接 |
|
23 |
SPEED |
I |
0-3.6V |
备用的管脚，车速脉冲信号，目前该管脚不与模块内部连接 |
|
24 |
USB_VDD |
I |
|
备用的管脚，USB电源管脚，目前该管脚不与模块内部连接 |
|
25 |
USB_DM |
I/O |
|
备用的管脚，USB数据管脚，目前该管脚不与模块内部连接 |
|
26 |
USB_DP |
I/O |
|
备用的管脚，USB数据管脚，目前该管脚不与模块内部连接 |
|
27 |
GPIO3 |
I/O |
0-3.6V |
通用I/O(预留) |
|
28 |
1PPS |
O |
0-3.6V |
秒脉冲输出 |
4 电气和温度特性
4.1 模块直流特性
4.1.1 极限工作条件
表4-1 极限工作条件
|
参数 |
符号 |
较小值 |
较大值 |
单位 |
|
主电源输入电压 |
VCC |
— |
5.0 |
V |
|
备份电源输入电压 |
V_BCKP |
— |
5.0 |
V |
|
天线供电输入电压 |
V_ANT |
— |
5.5 |
V |
|
IO输入电压 |
VIO |
-0.5 |
5.0 |
V |
注：**过较大极限值使用可能导致模块*损坏。
4.1.2 **工作条件
表4-2 **工作条件
|
参数 |
符号 |
较小值 |
典型值 |
较大值 |
单位 |
|
主电源输入电压 |
VCC |
3.0 |
3.3 |
3.6 |
V |
|
备份电源输入电压 |
V_BCKP |
1.8 |
— |
5.0 |
V |
|
天线供电输入电压 |
V_ANT |
— |
3.3 |
5.0 |
V |
|
IO输入高电平 |
VIH |
2.4 |
— |
— |
V |
|
IO输入低电平 |
VIL |
— |
— |
0.8 |
V |
|
IO输出高电平 |
VOH |
2.7 |
— |
— |
V |
|
IO输出低电平 |
VOL |
— |
— |
0.4 |
V |
注：不建议**过**工作条件使用，长时间**出**工作条件使用可能会影
响产品**性。
4.2 焊接温度曲线
模块焊接温度曲线和相关说明如图4-1和表4-3所示：
图4-1 SMT温度曲线
表4-3 SMT温度参数表
|
Profile Feature |
Pb-Free Assembly |
|
Average Ramp-up Rate (TSmax to TP) |
3 ℃/second max. |
|
-Temperature Min (TSmax) -Temperature Max (TSmax) -Temperature Max (tsmin-tsmax) |
150 ℃ 200 ℃ 60-120 seconds |
|
Time maintained above: -Temperature (TSL) -Time (tL) |
217 ℃ 60-150 seconds |
|
Peak-classification Temperature (TP)* |
260 + 0/-5 ℃ * |
|
Time within 5℃of actual Peak Temperature (tP) |
30** seconds |
|
Ramp-Down Rate |
6 ℃/seconds max. |
|
Time 25℃ to Peak Temperature |
8 minutes max. |
|
*Tolerance for peak profile temperature (Tp) is defined as a supplier minimum and a user maximum. **Tolerance for time at peak profile temperature (tp) is defined as a supplier minimum and a user maximum. |
|
5 注意事项
5.1 天线供电
模块的*18脚输出VCC电压值，*19脚是外部天线供电输入管脚，如选择模
块内部给天线供电，则该管脚与*18脚短接（建议串联一个10欧姆限流电阻），
如图5-1所示：
图5-1 使用模块内部的天线供电电源
如选择外部电源给天线供电，因模块*19脚和*16脚之间设计有供电通路的
电感，用户只需将外部供电电源直接连接到*19脚（请注意该管脚的极限工作电
压限制，具体参见表4-1）。此时*18脚与*19脚需断开，如图5-2所示：
图5-2 外部电源给天线供电
5.2 静电防护
模块上的射频电路包含静电敏感器件，焊接、安装和运输过程中请注意静电
防护，请不要用裸手直接碰触RF_IN管脚，否则可能会导致模块损坏。
5.3 PCB 设计建议
产品应用时送给*16脚RF_IN的连接线需要进行50Ω的阻抗匹配，走线不要
走直角和锐角，尽量不要更换信号层，而且连接线下面相邻层较好有完整的地平
面，如图5-3所示，至少**标识区域对应下面一层的区域要有完整的地平面。
图5-3 *16脚RF_IN连接线设计示意图
5.4 复位接口
为**模块的正常工作，建议上电后等VCC电压稳定50ms，然后对模块复位，
复位低电平需保持1ms以上，如图5-4所示。
图5-4 复位接口时序
5.5 休眠模式控制接口
如果用户不使用模块休眠模式功能，可使PWR-DWN管脚悬空；如果用户使
用休眠模式功能，则控制PWR-DWN管脚为低电平。当控制PWR-DWN管脚恢复
为高电平时，需要对模块进行外部复位，确保模块恢复正常工作，时序要求如图
5-5所示。
图5-5 休眠模式控制接口时序
5.6 模块软件升级
模块的软件版本升级一般通过串口1进行（典型如上位机传送升级，需要上位
机系统根据升级接口协议配合开发）；也可通过预留的串口2进行升级（成员建议
用户做PCB板时将串口2与地引出至三枚空插针，方便模块的维护和升级）。
如需具体的升级工具或升级接口协议，可联系成员相关人员。
5.7 其他
1）模块的VCC供电电源纹波尽量控制在100mV以内，并且避免电源上有干扰。
2）请确保上位机与模块设置的波特率保持一致。
3）天线请选用有质量**的双模有源天线，并确保对天线供电。
4）模块焊接时请控制好温度，避免模块损坏。
5）为**模块的热启动功能，请确保备份电源供电正常。
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