ZTx 系列模组

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	2.8μA
ZTU-IPEX	3.3V	8.9mA	6.9mA	2.8μA
ZTU	3.3V	8.9mA	6.9mA	2.8μA
ZT5	3.3V	9.1mA	6.6mA	2.8μA
ZT2S	3.3V	9.25mA	7.35mA	2.8μA
ZTLC5	3.3V	8.66mA	6.54mA	2.8μA
ZTC	3.3V	8.66mA	6.54mA	2.8μA

更多详情，请参考相应的规格书

• ZT3L 模组规格书
• ZTU-IPEX 模组规格书
• ZTU 模组规格书
• ZT5 模组规格书
• ZT2S 模组规格书
• ZTLC5 模组规格书
• ZTC 模组规格书

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

• 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。

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。

  

• 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。

  

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
ZTLC5	38.78mA	7	TX	5	RX	-	-	-	-
ZTC	38.7mA	3	TX	2	RX	7	B4	8	B5

说明：ZTLC5 不支持带休眠的低功耗设备的串口通信应用。

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 10μF。
• 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。如果模组已经配过网，不能通过该引脚清除配网信息。
• 模组的 SWS 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 0V 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 1K 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：

  

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。

  

• 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。
  

• 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。

  

• 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。

  

• 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。