Zigbee模组介绍--TYZS1

Zigbee模组介绍–TYZS1

1.产品概述

TYZS1 是由杭州涂鸦息技术有限公司开发的一款低功耗嵌入式 Zigbee 模块。它由一颗高集成度的无线射频处理器芯片 EFR32MG13P632 和少量外围器件构成,内置了802.15.4 PHY/MAC Zigbee 网络协议栈和丰富的库函数。TYZS1 内嵌低功耗的 32 位ARMCortex-M4 内核,512KByte 闪存程序存储器,64KB RAM 数据存储器 和丰富的外设资源。

TYZS1 是一个 FreeRTOS 平台,集成了所有 Zigbee MAC 以及TCP/IP 协议的函数库。用户可以基于这些开发满足自己需求的嵌入式Zigbee 产品。

TYZS1 功能原理图如1 所示:

​ 图 1 TYZS1 功能原理图

1.1 特点

  • 内置低功耗 32 位ARM Cortex-M4 处理器,带有 DSP 指令和浮点单元可以兼作应用处理器

​ 主频支持 40MHz

  • 宽工作电压:1.8V-3.8V

  • 外设:9×GPIOs, 1×UART, 1×ADC

  • Zigbee 工作特性

    支持 802.15.4 MAC/PHY

    工作信道 11 - 26 @2.400-2.483GHz,空口速率 250Kbps

    内置DC-DC 电路,有利于最大程度提高电源效率

    最大+10dBm 的输出功率

    63uA/MHz 运行时功耗;1.4uA 休眠电流

    终端设备主动配网

    内置板载PCB 天线 / 预留 Ipex 接头可搭配高增益外置天线

    工作温度:-40℃ to 85℃

    支持硬件加密,支持 AES 128/256

1.2 主要应用领域

  • 智能楼宇
  • 智慧家居/家电
  • 智能插座、智慧照明
  • 工业无线控制
  • 健康和测量
  • 资产追踪

2.模块接口

2.1尺寸封装

TYZS1 共有 2 排引脚,引脚间距为 2mm。

TYZS1 尺寸大小:16mm (W)×24mm (L) ×3.5mm (H) 。TYZS1 尺寸图如图 2 所示:

图2 TYZS1 正面图和背面图

2.2 引脚定义

接口引脚定义如表 1 所示:

​ 表 1 TYZS1 接口引脚排列说明

引脚序号 符号 IO类型 功能
1 nRST I 硬件复位引脚,低电平时芯片被复位住;模块自带上电复位,用户视实际情形可不用该管脚
2 ADC AI ADC端口(1),12 位精度的 SAR 模拟数字转换器 e
3 NC - NC 管脚,外部不需要处理
4 GPIO0 I/O 做 GPIO 使用
5 SWO I/O 做 GPIO 使用/使用JLINK 通信状态下可以作为输出管脚
6 PWM3 I/O 做 GPIO 使用
7 PWM1 I/O 做 GPIO 使用
8 VCC P 模块的电源供电引脚(典型供电电压 : 3.3V)
9 GND P 模块的参考地
10 GPIO2 I/O 做 GPIO 使用
11 SWDIO I/O JLINK SWDIO 烧录管脚。正常应用程序中可做 GPIO使用
12 SWCLK I/O JLINK SWCLK 烧录管脚。正常应用程序中可做 GPIO使用
13 PWM2 I/O 做 GPIO 使用
14 GPIO3 I/O 做 GPIO 使用
15 RXD I/O UART0_RXD
16 TXD I/O UART0_TXD

说明:P 表示电源引脚,I/O 表示输入输出引脚,AI 表示模拟输入引脚。

​ RST 只是模块硬件复位引脚,不能清除 Zigbee 配网信息。

(1):该引脚只可作ADC口,不可用作普通IO口,不使用时,需悬空处理。

​ 作为 ADC 输入口时,输入电压范围限定为 0~AVDD,可由软件配置。

2.3 测试点定义

测试引脚定义如表 2 所示:

​ 表 2 TYZS1 测试引脚排列说明

引脚序号 符号 IO口类型 功能
- - I 用于模块生产测试

说明:测试引脚不推荐使用。

3.电气参数

3.1 绝对电气参数

​ 表3 绝对参数

参数 描述 最小值 最大值 单位
Ts 存储温度 -50 150
VCC 供电电压 -0.3 3.8 V
静电释放电压(人体模型) TAMB-25℃ - 2.5 KV
静电释放电压(机器模型) TAMB-25℃ - 0.5 KV

3.2 工作条件

​ 表4 正常工作条件

参数 描述 最小值 典型值 最大值 单位
Ta 工作温度 -40 - 85
VCC 工作电压 1.8 3.3 3.8 V
VIL IO 低电平输入 -0.3 - VCC*0.25 V
VIH IO 高电平输入 VCC*0.75 - VCC V
VOL IO 低电平输出 - - VCC*0.1 V
VOH IO 高电平输出 VCC*0.8 - VCC V
Imax IO 驱动电流 - - 12 mA

3.3 Zigbee 发射功耗

​ 表 5 TX 连续发送时功耗

符号 速率 发射功率 典型值 单位
IRF 250Kbps +10dBm 32 mA
IRF 250Kbps +4dBm 17 mA
IRF 250Kbps +1dBm 11.8 mA

备注:上述数据测试时, 连续发数即 duty cycle=100%。

###3.4 Zigbee 接收功耗

​ 表 6 RX 连续接收时功耗

符号 速率 典型值 单位
IRF 250Kbps 8 mA

备注:在UART 处于active 状态时,接收电流为 14mA。

3.5 工作模式下功耗

​ 表 7 TYZS1 工作电流

工作模式 工作状态,Ta=25℃ 平均值 最大值 单位
快连配网状态 模块处于快连配网状态 10 40 mA
网络连接状态 模块处于联网工作状态 - - mA
深度睡眠模式 深度睡眠模式,保留 64KB Flash 1.4 3 uA

4.射频特征

4.1 基本射频特征

​ 表 8  射频基本特性

参数项 详细说明
工作评率 2.400~2.484GHz
物理层标准 IEEE 802.15.4
数据传输速率 250Kbps
天线类型 PCB 天线 / Ipex 接头外置天线
视距传输距离 > 120m

4.2 Zigbee 输出性能

​ 表 9 TX 连续发送性能

参数项 最小值 典型值 最大值 单位
最大输出功率 - +10 - dBm
最小输出功率 - -30 - dBm
输出功率调节步进 - 0.5 1 dB
频率误差 -15 - +15 ppm
输出频谱临道抑制度 -31 dBc

备注:如果需要扩展距离覆盖,可以考虑我司 TYZS3 模组,接口完全兼容 TYZS1穿墙能力更强。

###4.3 Zigbee 接收灵敏度

​ 表10 RX灵敏度

参数项 最小值 典型值 最大值 单位
PER<10%,RX 灵敏度,250Kbps@OQPSK - -102 - dBm

5. 天线信息

5.1 天线类型

默认PCB 板载天线接入/预留Ipex 接头用于复杂安装环境中扩展高增益的外部天线。

5.2 降低天线干扰

在Zigbee 模块上使用PCB 板载天线时,为确保无线性能的最优,建议模块天线部分和其他金属件的距离至少在 15mm 以上。建议转接板对应天线区域镂空处理效果最佳。

用户 PCB 板在天线区域周边勿走线和勿覆铜,以免影响天线辐射性能。

模块的 PCB 板载天线区域参考 下图 3 “TYZS1 机械尺寸图”。

6.封装信息及生产指导

6.1 机械尺寸

​ 图 3 TYZS1 机械尺寸图

​ 图4 TYZS1 侧视图

6.2 PCB推荐封装

​ 图 5 TYZS1 原理图引脚对应图

​ 图 6 TYZS1 PCB 封装图

6.3 生产指南

出厂的模块存储条如下:

1、防潮袋必须存储在温度<30℃,湿度<85%RH 的环境中。

2、干燥包装的产品,其保质期应该是从包装密封之日起 6 个月的时间。

注意事项

1、在生产全过程中,各工位操作人员必须戴静电环,穿戴防静电服装。

2、操作时,严防模块沾水或污物。

6.4 推荐炉温曲线

400-881-8611