Zigbee模组介绍--TYZS4

Zigbee模组介绍–TYZS4

1.产品概述

TYZS4是由杭州涂鸦信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EFR32MG1B232F256GM48-C0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。TYZS4内嵌低功耗的32位ARM Cortex-M4内核,256KByte 闪存程序存储器,32KB RAM数据存储器 和丰富的外设资源。

TYZS4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。

TYZS4功能原理图如图1所示:

​ 图 1 TYZS4 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:4×GPIOs, 1×UART(带流控)

  • 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+19dBm 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

    支持无线空口抓包

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

TYZS4共有2排引脚,引脚间距为2mm。

TYZS4 尺寸大小:21mm (W)×28mm (L) ×3.5mm (H) 。TYZS4尺寸图如图2所示:

图2 TYZS4 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  TYZS4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 FRC_DCLK I/O PTI调试口,PTI全称:packet trace interface。
3 SWDIO I/O JLINK烧录数据通信口/ 应用程序中可以配置成GPIO。
4 SWCLK I/O JLINK烧录时钟信号/ 应用程序中可以配置成GPIO。
5 SWO I/O JLINK调试通信状态下可以作为输出管脚/应用程序中可以做GPIO使用。
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 UART_RTS I/O 预留的全串口UART RTS信号,应用程序中也可做GPIO使用。
11 FRC_DFRAME I/O PTI调试口,FRC_DFRAME 。Target packet trace interface Frame signal。
12 FRC_DOUT I/O PTI调试口,FRC_DOUT,PTI 数据信号。
13 PWM2 I/O 预留PWM输出,也可做GPIO使用。
14 UART_CTS I/O 预留的全串口UART CTS信号。
15 RXD I/O UART0_RXD串口接收,接外部上位机的UART_TX。
16 TXD O UART0_TXD ,串口发送,接外部上位机的UART_RX。

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。

​ nRST只是模块硬件复位引脚,不能清除Zigbee配网信息。

2.3 测试点定义

测试引脚定义如表 2 所示:

​ 表 2 TYZS4 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 +19dBm 120 mA
IRF 250Kbps +13dBm 50 mA
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 TYZS4 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:最大输出功率可达+19dBm,常规使用下功率输出可以调节,大功率输出可用于极端复杂环境下的覆盖传输,例如做网关级别的室内/室外空间覆盖。

4.3 Zigbee 接收灵敏度

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。同时可通过Ipex接头连接外置天线用于复杂安装环境中扩展覆盖。

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

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 “TYZS4机械尺寸图”。

6.封装信息及生产指导

6.1 机械尺寸

​ 图 3 TYZS4 机械尺寸图

6.2 PCB推荐封装

​ 图 5 TYZS1 原理图引脚对应图

封装尺寸库文件: ![img](file:///C:/Users/31444/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image002.gif)

客户制作封装时,可以直接引用上述插件内容,Altium Designer格式的封装文件。

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