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ZTx系列模组

更新时间:2022-05-20 05:54:53下载pdf

本文主要介绍了 ZTx 系列模组在实现 MCU 串口通信开发时需要了解的相关信息。

模组介绍

ZTx 系列模组是由杭州涂鸦信息技术有限公司开发的 Zigbee 模组系列。
本文适用的 ZigBee 模组型号如下所示:

模组型号 输入电压(TYP) 连续发射平均电流(250Kbps/+10dBm) 连续接收平均电流(250Kbps) 深度睡眠模式平均电流
ZT3L 3.3V 9.15mA 7.35mA 2.8uA
ZTU-IPEX 3.3V 8.9mA 6.9mA 2.8uA
ZTU 3.3V 8.9mA 6.9mA 2.8uA
ZT5 3.3V 9.1mA 6.6mA 2.8uA
ZT2S 3.3V 9.25mA 7.35mA 2.8uA

更多详情,请参考相应的规格书

MCU通用串口协议

ZigBee通用串口协议

模组与 MCU 串口通信示意图

  • 模组与 3.3V MCU 配合处理模式

ZTx系列模组

  • 模组与 5V MCU 配合处理模式

    下图中,电平转换器可以通过双向电平转换芯片实现,也可通过 MOS 管或三极管电路实现。

ZTx系列模组

特别说明

针对带休眠的低功耗设备,模块与 MCU 之间还预留 2 个 GPIO 口(PB4 和 PB5)连接,作为 MCU 和模块硬件握手连接时使用,PB4 用于 ZigBee 模块唤醒 MCU,PB5 用于 MCU 唤醒 ZigBee 模块;默认为高电平,低电平持续 10ms 以上有效。
对于带休眠的弱电设备,ZigBee 模块和 MCU 之间每次主动发起命令之前,发起方都需要做一次硬件握手连接。
对于不带休眠的强电设备,串口处于长监听状态,硬件上可以不需要连接 PB4 和 PB5。

电平转换电路参考图

  • NMOS 管转换电路参考图

    本示例利用 NMOS 管和内嵌的体二极管实现数据的双向通信。

    ZTx系列模组

  • NPN 三极管转换电路参考图

    本示例利用 NPN 三极管实现数据的单向通信。

    ZTx系列模组

设计说明

串口对应关系

可用串口实现与 MCU 通信的 ZTx 系列模组及对应的串口位号如下表所示:

模组型号 发射峰值电流(250kpbs/10dbm) TX 引脚序号 TX 丝印 RX 引脚序号 RX 丝印 PB4 引脚序号 PB4 丝印 PB5 引脚序号 PB5 丝印
ZT3L 38.78mA 16 TXD 15 RXD 13 B4 14 B5
ZTU-IPEX 38.78mA 15 B1 16 B7 11 B4 12 B5
ZTU 38.78mA 15 B1 16 B7 11 B4 12 B5
ZT5 44mA 3 C2 4 C3 1 B4 00 B5
ZT2S 38.78mA 7 TX 5 RX 9 B4 11 B5

模组电源相关

  • 参考上表,建议给模组 3.3V 的供电电流大于输入的最大电流值,且外部滤波电容总容量大于 10uF。
  • 模组电源引脚的滤波电容 C1 和 C2 尽量靠近电源引脚放置。
  • 因为模块和MCU有IO口连接通信,所以不能对模块进行单独的断电操作。如果单独对模块进行断电操作,可能会引起电流通过IO口倒灌到模块的内部电源管理系统,造成模块卡死。

模组引脚相关

  • 模组的复位引脚或使能引脚是硬件复位引脚,在模组内部已经配置弱上拉,不使用可做悬空处理。如果模组配过网,不能通过该引脚清除配网信息。
  • 模组的 S W S 引脚是烧录引脚,正常使用时,不推荐作为 GPIO 口使用,引脚可以
    悬空或加上拉电阻。
  • 其他未使用引脚都可做悬空处理。
  • 具体的引脚信息可参考模组规格书。

模组上电时序

  • 每次上电时,模组 电源引脚 电 压 必 须 从 0 V 启 动 。

  • 如 果 模 组 在 上 次 断 电 后,电源引脚电 压 没 有 降低到0V , 再 次 上 电 会 出现卡 死 现 象 。

  • 如果 电路电 源 存 在 大 电 容 ,造成断电后,放 电 慢 的情 况 , 可以在模 组供电电源端 3 . 3V 供 电 网络处, 接 1 K 的 假 负 载 用 来 快 速 释 放 电 能 。 可 参 考 下 面 的 部分 电 源 驱 动 链 路 如 下

    ZTx系列模组

天线净空说明

  • 天线辐射方向外壳不可使用金属材质、或在塑料壳体表面使用含有金属成分的喷漆和镀层,天线周围避免使用金属螺丝、金属铆钉或其他金属器件影响天线的辐射。

  • 顶盖到天线的距离会影响天线的性能,外壳距离天线越远,性能影响越小。

    ZTx系列模组

  • 上下壳到天线的距离会影响天线的性能,外壳距离天线越远,性能影响越小。
    ZTx系列模组

  • 模组尽量远离喇叭、电源开关、摄像头、HDMI、USB 等其他高速信号设备,避免引起干扰。

  • 天线附近避免金属遮挡,如有同频信号干扰需充分评估保证隔离度。

天线放置方式

  • 水平放置

    模组建议放置在底板边缘,天线朝外,模组 GND 与底板 GND 平齐,并且充分连接。

    ZTx系列模组

  • 嵌入放置

    模组嵌入底板上,在底板上开槽,开槽深度要与模组 GND 齐平或更深一点,开槽宽度距离模组板边要间隔 ≥15mm。
    如果开槽宽度继续加宽,性能相应提高,但相较于水平放置模式相对弱些。

    ZTx系列模组

  • 垂直放置
    模组垂直插入底板卡槽内,天线朝上,模组 GND 与底板 GND 充分连接。理想情况下,天线周围净空 ≥15mm。