Zigbee模组介绍–TYZS5
1.产品概述
TYZS5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EFR32MG13P732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。TYZS5内嵌低功耗的32位ARM Cortex-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。
TYZS5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。
TYZS5功能原理图如图1所示：
图 1 TYZS5 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：6×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+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
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
TYZS5共有2排引脚，引脚间距为2mm，共计14个对外pin。
TYZS5 尺寸大小：14.8mm (W)×20.4mm (L) ×2.0mm (H) 。TYZS5尺寸图如图2所示：
图2 TYZS5尺寸图
图3 pin脚 Number示意
2.2 引脚定义
接口引脚定义如表 1 所示：
表1 TYZS5接口引脚排列说明
| 引脚序号 | 符号 | IO类型 | 功能 |
|---|---|---|---|
| 1 | PWM1 | I/O | 做灯驱动口/GPIO使用。 |
| 2 | PWM2 | I/O | 做灯驱动口/GPIO使用。 |
| 3 | I2C_SDA | I/O | I2C_SDA，可做GPIO使用。 |
| 4 | I2C_SCL | I/O | I2C_SCL，可做GPIO使用。 |
| 5 | VCC | P | 模块的电源供电引脚（典型供电电压： 3.3V） |
| 6 | ADC | AI | ADC端口（1），12位精度的SAR 模拟数字转换器 |
| 7 | GND | P | 模块的参考地。 |
| 0 | SWDIO | I/O | JLINK SWDIO烧录管脚。 正常应用程序中可做GPIO使用。 |
| 00 | SWCLK | I/O | JLINK SWCLK烧录管脚。 正常应用程序中可做GPIO使用。 |
| 8 | RXD | I/O | UART0_RXD，串口收。 |
| 9 | 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，用户视实际情况可不用该管脚。 |
| 10 | VCC | P | 模块的电源供电引脚（典型供电电压： 3.3V）；由于内部连接到3.3V网络，外部不需要处理。 |
| 11 | TXD | O | UART0_TXD，串口发。 |
| 12 | GND | P | 模块的参考地，内部同GND连接，外部不需要处理。 |
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。
(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 TYZS5 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：测试引脚只是底部PAD，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 | 118 | 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 8mA。
3.5 工作模式下功耗
表 7 TYZS5 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 |
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
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。
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。建议天线区域的转接板镂空处理。
模块的PCB板载天线，区域参考 下图4 “TYZS5机械尺寸图”。
6.封装信息及生产指导
6.1 机械尺寸
图4 TYZS5机械尺寸图
6.2 PCB推荐封装
图5 TYZS5 原理图引脚接线图
备注：Pin3 / Pin4默认做I2C通信或者GPIO使用，也可通过软件配置成UART通信口；Pin0/Pin00是JLINK烧录接口，程序烧录完成后在应用程序中也可做普通I/O口使用；Pin8/Pin11默认配置是UART通信口。
图6 TYZS5 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
