作者:admin于 2018年10月11日 发布在分类 / 产品相关 / 通讯模块 / 模块硬件规格 下,并于 2018年10月12日 编辑
    MZY-ZB-45A2硬件规格书

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    1.产品概述

    1.1 产品简介

           MZY-ZB-45A2+是外形小巧、高灵敏度的低功率 ZigBee 模块。该模块符合 IEEE 802.15.4 规范,支持 ZigBee Light Link、 ZigBee3.0 、ZigBee HA 等通信协议,已广泛应用于无线传感、控制及数据采集等领域。使用该模块为用户的开发省去大量的时间和精力, 从而为产品推向市场节约了时间和开发成本。

    1.2 产品应用

           妙同 ZigBee 模块符合 IEEE802.15.4 规范和 ZigBeePRO 协议,支持自我修复、自我组织的网状网络, 优化了网络流量并降低了功耗。

           该模块支持两种应用配置:


    • 透明传输:用户可根据我司的 AT 指令程序,进行程序开发
    • 客户定制:我司可根据客户的具体应用,为客户提供可靠、安全的应用程序

    1.3 主要特性


    • 尺寸:长×宽×高 20mm×37mm×2.5mm(±0.15mm)
                        PCB 厚度 1mm(±0.1mm)
    • 输出功率:20dBm
    • 工作频段:2405~2480MHz
    • 最大室外无障碍通讯距离:1600m
    • 最大室外无障碍组网距离:800m
    • 工作温度:-20℃ ~ + 85℃
    • 电源电压:+2.0V ~ +3.6V(推荐值+3.3V)
    • 支持协议:Zigbee HA/Zigbee Light Link/ZigBee 3.0
    • 接收灵敏度:-99dBm
    • 出色的链路运算:107db
    • 可靠通信范围广:300m(可视距离)
    • 极低的功耗
    • 工作电流 :25mA(RX)   175 mA (TX)
    • 丰富的存储资源
                       CC2530: 256K 字节 Flash;8K 字节 RAM
    • 多种接口:模拟接口和数字接口
           支持 MAC 地址写入 Flash 功能
           1 个 USRAT 带硬件流控制

    1.4 产品优势

    • 封装设计小巧,即使是很小的设备也能使用
    • 业界领先的链路预算
    • 出色的电池寿命
    • 4 层 PCB 板设计,具备优良的 ESD/EMC 防护性能
    • 有丰富的存储资源用于客户软件应用
    • 网状组网能力
    • 易于使用的低成本开发套件
    • ISM 免许可频段

    1.5 名称缩写和简写

    ADC ——Analog-to -Digital Converter
    API ——Application Programming Interface

    DC ——Direct Current.
    DTR ——Data Terminal Ready

    DIP ——Dual In-line package
    EEPROM—— Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory

    ESD ——Electrostatic Discharge
    GPIO ——General Purpose Input/Output

    HAL ——Hardware Abstraction Layer
    HVAC—— Heating, Ventilating and Air Conditioning

    HW ——Hardware
    TWI ——Inter-Integrated Circuit
    IEEE ——Institute of Electrical and Electronics Engineers

    IRQ ——Interrupt Request
    ISM ——Industrial, Scientific and Medical radio band
    JTAG—— Digital interface for debugging of embedded device, also known as IEEE 1149.1 standard interface
    MAC ——Medium Access Control layer
    MCU ——Microcontroller Unit. In this document it also means the processor, which is the core of ZigBee module
    NWK ——Network layer
    OEM ——Original Equipment Manufacturer

    OTA ——Over-The-Air upgrade
    PCB ——Printed Circuit Board
    PER—— Package Error Ratio
    PHY ——Physical layer
    RAM ——Random Access Memory

    RF ——Radio Frequency
    RTS/CTS—— Request to Send/ Clear to Send

    RX ——Receiver
    SMA ——Surface Mount Assembly

    SPI ——Serial Peripheral Interface
    SW ——Software
    TX ——Transmitter.
    UART—— Universal Asynchronous Receiver/Transmitter.
    USART ——Universal Synchronous/Asynchronous Receiver/Transmitter.

    USB—— Universal Serial Bus
    ZDK ——ZigBee Development Kit
    ZigBeePRO ——Wireless networking standards targeted at low-power applications
    802.15.4 ——The IEEE 802.15.4-2003 standard applicable to low-rate wireless PAN

    1.6 相关文档

           [1]  IEEE Std 802.15.4-2003 IEEE Standard for Information technology - Part15.4 Wireless Medium

                 Access Control (MAC) and Physical Layer (PHY) Specifications for Low-Rate Wireless Personal Area Networks (LR-WPANs)

           [2]  ZigBee Specification. ZigBee Document 053474r17, October 19, 2007

    2.产品功能说明

    2.1 概述

           MZY-ZB-45A2+ 是一款外形小巧、高灵敏度的低功率 ZigBee 模块,符合 IEEE 802.15.4 规范和 ZigBeePRO 标准。基于妙同 TI 硬件平台,拥有极其出色的射频性能、极低的功耗, 非常易于用户集成。

    2.2 MZY-ZB-45A2+系列模块原理框图

           由图 2-1 所示,MZY-ZB-45A2+模块电路主要由主控集成电路 GD32F103C8T6+TI-CC2530F256 和功率放大集成电路 TI-CC2592R 所组成,外置铜管天线。


                                                          图 2-1 MZY-ZB-45A2+模块原理框图

           同时,本公司还提供一整套完整的开发和评估套件,用户可根据自身需求选择不同版  本套件进行测试及开发。

    3.技术规格

    3.1电气特性

    3.1.1电气特性

                                           表 3-1   MZY-ZB-45A2+的极限应用条件

    参数

    最小值

    最大值

    单位

    Ts(储藏温度)

    -40

    125

    Vi(在任意引脚上的输入或者输出信号电压)

    -0.3

    3.9

    V

    IinIO 口输入电流)

    0

    100

    mA

    VESD(静电电压)

    -2000

    2000

    V

           注意: 超过绝对最大额定参数可能对模块造成毁害。在任何情况下,用户都不可违反上表所列的绝对最大额定参数。若有违反,可能对模块造成不可挽回的危害。

    3.1.2测试条件

                                     表 3-2 测试条件 ( 除非另行约定 ), VCC = 3.3V, 温度 = 25°C

    参数

    范围

    单位

    供电电压, VCC

    +2.6V +3.6V(推荐值+3.3V

    V

    发射电流(@20dBm

    175

    mA

    接收电流

    25

    mA

    待机电流

    50mA (无睡眠)

    mA

    3.1.3 射频特性

                                                                   表 3-3   RF 射频特性

    参数

    测试条件

    范围

    单位

    工作频段

    2405~2480

    MHz

    信道间隔

    5

    MHz

    发射功率

    -28 to +20

    dBm

    接收灵敏度

    丢包率≤1%

    -99

    dBm

    最大传输速率

    250

    kbps

    最大室外无障碍通讯距离

    1600

    m

    最大室外无障碍组网距离

    800

    m

    额定输入/输出阻抗

    For unbalanced output

    50

    Ω

    3.1.4 处理器特性

                                                                 表 3-4 处理器特性

    参数

    测试条件

    范围

    单位

    片上 Flash 存储空间

    256K

    bytes

    片上 RAM 存储空间

    8K

    bytes

    工作频率

    32

    MHz

    3.2 DEBUG 接口说明

           DEBUG 接口只需要连接 Pin1、Pin2、Pin3、Pin4、Pin19,接口说明见表 3-5。

                     表 3-5   MZY-ZB-45A2+ DEBUG 接口功能说明

    引脚号

    DEBUG 接口

    Pin1

    GND_电源地

    Pin2

    DVDD_直流电源 2.0~3.6V 输入

    Pin3

    DC_调试时钟

    Pin4

    DD_调试数据

    Pin5

    RESETn_复位,低电平有效


    3.3 接口推荐应用条件

           MZY-ZB-45A2+系列 ZigBee 模块的推荐应用条件(输入电源电压+3.3V),如表 3-6 所示。

                                                  表 3-6  MZY-ZB-45A2+模块的推荐应用条件

    参数

    参数描述

    最小值

    最大值

    单位

    TA

    工作环境温度范围

    -20

    125

    VIH

    IO 引脚高电平输入电压

    1.85

    3.14

    V

    VIL

    IO 引脚低电平输入电压

    -0.3

    0.9

    V

    VOH

    IO 引脚高电平输出电压

    2.4

    3.3

    V

    VOL

    IO 引脚低电平输出电压

    0

    0.4

    V

    IO

    IO 口输出电流

    4

    mA

    3.4 电源特性

          MZY-ZB-45A2+系列 ZigBee 模块的电源特性,如表 3-7 所示。

                                               表 3-7   MZY-ZB-45A2+模块电源特性

    参数

    最小值

    典型值

    最大值

    单位

    VDD

    2.6

    3.3

    3.6

    V

    3.5 物理/环境特性

                                                             表 3-8 物理/环境特性

    参数

    备注

    物理尺寸

    37mm×20mm×2.5mm(±0.15mm)

    重量

    5 g(含天线)

    工作温度

    -40°C to +125°C

    3.6 高低温可靠性测试

    环境

    温度

    时间

    高温工作

    110°C

    8 小时

    高温存储

    110°C

    8 小时

    低温工作

    -20°C

    8 小时

    低温存储

    -40°C

    8 小时

    3.7 引脚配置

    3.7.1外观尺寸

           MZY-ZB-45A2+模块尺寸为:20mm×37mm,板厚 2.5mm。
           采用 2.0mm 间距半孔与通孔复用的方式,可直接焊接于主板上,也可以采用插针插座方式

                                                               图 3-1 外观尺寸图


    3.7.2引脚配置

                                          图 3-3 引脚配置图


                                            图 3-4 MZY-ZB-45A2+接口定义


                                                                         表 3-10 引脚说明

    模块引脚编号

    QFN48 封装引脚编号

    方向

    引脚说明

    1

    GND

    2

    DVDD

    电源

    直流电源 2.0~3.6V 输入,供 CC2530 DEBUG

    3

    DC

    I

    CC2530 DEBUG 时钟接口

    4

    DD

    I/O

    CC2530 DEBUG 数据接口

    5

    RESETn

    I

    CC2530 复位引脚,低电平有效

    6

    USART_RX2

    I

    GD 串口 2,供内部调试用

    7

    USART_TX2

    O

    8

    JTMS_SWDIO

    I/O

    9

    JTCK_SWCLK

    I

    PWMOUT/L_BLA

    10

    P1.2

    I

    CC2530 测试检测用

    11

    VBAT

    I

    由电池为备用电源域供电

    12

    PC13

    I

    GD pin2 引脚,可外接按键作复位键,低电平有效

    13

    PA0

    I

    GD pin10 引脚,可外接按键作组网键,低电平有效

    14

    PWM3

    I/O

    PWM3PWM2PWM1 分别为 GDpin42,pin43,pin45 引脚;可外接状态指示灯

    15

    PWM2

    I/O

    16

    PWM1

    I/O

    17

    USART_TX1

    O

    GD 串口 1,与外设连接,串行通信

    18

    USART_RX1

    I

    19

    GND

    20

    VCC

    电源

    直流电源 2.6~3.6V 输入

    注:根据实际情况,pin1-pin10 可悬空处理,pin20 为模块供电电源,GD 代表 GD32F103C8T6

    3.8模块功率模式配置

           本文档用于协助用户通过串口(UART)对本公司生产的不同型号的无线通信模块的功  率模式进行配置。
           用户可以使用通用的串口调试软件中间用 debug 与无线模块连接,通过指令对模块完成配置。
           获得当前模块的配置信息
           1、在使用 SmartRF 调试测试时,插入 debug 打开软件获得模块的基本配置信息


           2、识别模块信息后鼠标双击 CC2530 后进入一下界面

           2405MHz:指示目前软件控制通信芯片的的频率
           Packet TX:表示发射页面
           Packet TX:表示接收页面
           重要说明:
           无线通信芯片的发射功率是指,在无线通信模块中的无线通信芯片,其基本的发  射功率。

    • 对于 MZY-ZB-45A2+线通信模块而言,无线通信芯片的发射功率就是无线通信模块的发射功率。因此, 为了获得较为理想的通信效果,建议将无线通信芯片的发射功率设置为 21dBm;
    • 芯片的发射功率可以使用软件 SmartRF 选择 PA 型号指令配置。

    3.9天线规格


    3.9.1天线接口
                                                                                    图 3- 5 MZY-ZB-45A2+ 模块天线匹配图

           MZY-ZB-45A2+模组采用 IPEX 天线接口,标配为外置铜管天线。
    3.9.2天线辐射特性
           天线辐射特性分别如图 3-6、图 3-7 和图 3-8 所示。

                                                                            图 3-6   天线辐射特性 1


                                                                          图 3-7 天线辐射特性 2



                                                                              图 3-8 天线辐射特性 3

           天线辐射效率见表 3-11。

                                                                 表 3-11 天线辐射效率

    频率

    效益

    辐射效率

    2400000000

    4.749638208

    60%

    2410000000

    4.674102353

    59%

    2420000000

    4.773213636

    59%

    2430000000

    4.667354295

    58%

    2440000000

    4.456055887

    55%

    2450000000

    4.393009761

    55%

    2460000000

    4.072144341

    52%

    2470000000

    3.658781449

    50%

    2480000000

    3.24504646

    49%

    2490000000

    2.784569976

    47%

    2500000000

    2.522125722

    46%

    3.10射频性能测试结果


                                                                                                                 图 3-10 接收灵敏度

           注明:在屏蔽室测试用 WIFE meter 设置灵敏度-99ddbm 发射,SmartRF 接收 丢包率为 0;

                                                                                                         图 3-11   调制信号 TX 测试


    4.  模块电路参考设计

                                                  图 4-1   模块电路参考设计


    5.模块调试与编程接口连接

                                                           图 5-1 模块调试与编程接口连接


    6.  PCB 布线设计注意事项

           为保证射频通信质量,请在硬件设计与使用时考虑如下建议:
           可靠良好的电源供应,模块电源与接地应稳定可靠。模块电源供电尽量采用 5V 恒压电源经过一个适合射频应用的 LDO(高 PSRR) 对模块进行供电;供电电压推荐值+3.3V, 建议纹波小于 100mV,提供电流大于 300mA;尽量使用双面板设计,空置 IO 口简单悬空即可。
           MZY-ZB-45A2+模块采用 IPEX 天线接头连接外接天线,请选择质量良好,阻抗匹配的50 欧天线转接线与 50 欧天线。质量不佳的天线可能导致阻抗失配驻波比异常影响通信信号质量。如无把握请选购我司专为模块精选的天线转接线与天线。作为模块配套产品,我司将以成本价提供各种外设。
           MZY-ZB-45A2+模块采用 IPEX 天线连接外接天线,为保证天线正常工作,应避免在天线下走线或铺铜,保证天线上下方与周围净空区域尽量大。底板设计时,强烈建议将模块天线部分以及天线接口 IPEX 露出底板以形成净空区域。




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    模块 特性 应用 参数 最大 接口 电压 mzy-zb-45a2+ 工作 条件
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    2018-10-12 14:13:31[当前版本] admin 修正
    2018-10-11 14:42:22 admin 修正
    2018-10-11 12:12:33 admin CREAT
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