CC2530 2.4GHz 100mW ZigBee無(wú)線(xiàn)模塊E18-MS1PA2-IPX使用手冊(cè)

目錄TOC\o"1-3"\h\u9665第一章產(chǎn)品概述 主要參數(shù)描述備注參考距離1200m晴朗空曠，天線(xiàn)增益5dBi，高度2.5米，空中速率250kbps支持協(xié)議ZigBee通信接口I/O全部IO口引出封裝方式貼片式接口方式1.27mmIC全稱(chēng)CC2530F256RHAT/QFN40內(nèi)置PA+LNAFLASH256KBRAM8KB內(nèi)核8051外形尺寸16*22.5mm天線(xiàn)接口IPEX等效阻抗約50Ω第三章機(jī)械尺寸與引腳定義引腳序號(hào)引腳名稱(chēng)引腳方向引腳用途1GND輸入地線(xiàn)，連接到電源參考地2VCC輸入供電電源，必須2.0～3.6V之間3P2.2輸入/輸出單片機(jī)GPIO4P2.1輸入/輸出單片機(jī)GPIO5P2.0輸入/輸出單片機(jī)GPIO6P1.7輸入/輸出單片機(jī)GPIO7P1.6輸入/輸出單片機(jī)GPIO8NC空腳9NC空腳10P1.5輸入/輸出單片機(jī)GPIO11P1.4輸入/輸出單片機(jī)GPIO12P1.3輸入/輸出單片機(jī)GPIO13P1.2輸入/輸出單片機(jī)GPIO14P1.1輸出單片機(jī)GPIO，PA發(fā)射控制引腳15P1.0輸出單片機(jī)GPIO，PA接收控制引腳16P0.7輸入/輸出單片機(jī)GPIO17P0.6輸入/輸出單片機(jī)GPIO18P0.5輸入/輸出單片機(jī)GPIO19P0.4輸入/輸出單片機(jī)GPIO20P0.3輸入/輸出單片機(jī)GPIO21P0.2輸入/輸出單片機(jī)GPIO22P0.1輸入/輸出單片機(jī)GPIO23P0.0輸入/輸出單片機(jī)GPIO24RESET輸入復(fù)位端口若需要使用自組網(wǎng)功能，請(qǐng)至官網(wǎng)下載《E18-MS1PA2-IPX_UserManual-S_CN》查閱；第四章使用方法序號(hào)關(guān)鍵字注意事項(xiàng)1燒錄程序模塊內(nèi)置8051單片機(jī)，程序下載可使用CCDebugger；2啟動(dòng)功放啟動(dòng)功放，在文件hal_board_cfg.h中修改宏定義；3參數(shù)設(shè)置此產(chǎn)品可直接在之前的程序中修改PA在zstack中的設(shè)置；此處例子中，CC2530的引腳P1.1、P1.0分別與內(nèi)部PA的PA_EN、LNA_EN相連接；同時(shí)可以看出，LNA_EN一直處于高電平，則一直處于接收模式。4程序修改在文件mac_radio_defs.c中找到macRadioTurnOnPower()函數(shù)，作出修改。5修改功率在文件mac_pib.c中找到數(shù)組staticCODEconstmacPib_tmacPibDefaults，在紅框所示處做出修改。第五章軟件編程5.1TIZigBeeFAQ常見(jiàn)問(wèn)題解答①TI的ZigBee協(xié)議棧不同版本的區(qū)別，如何選擇合適的協(xié)議棧進(jìn)行產(chǎn)品開(kāi)發(fā)？TIZigBee協(xié)議棧Z-Stack從最開(kāi)始的Z-Stack0.1到大家熟悉的Z-Stack2.5.1a，以及到現(xiàn)在Z-StackHome1.2.1,Z-StackLghting1.0.2,Z-StackEnergy1.0.1,Z-StackMesh1.0.0.在協(xié)議棧的升級(jí)過(guò)程TI主要對(duì)協(xié)議棧做了兩方面的工作，1)根據(jù)ZigBeeAlliance的ZigBeeSpecification進(jìn)行一些新的Feature添加，比方說(shuō)ZigBee2007是樹(shù)形的路由，在ZigBeePro中有了Mesh路由，并且提出了MTO和SourceRouting等路由算法，所以TI的把相應(yīng)新的功能添加到協(xié)議棧上去。當(dāng)然有一部分是Spec中相關(guān)bug的修正，比方說(shuō)有些描述模棱兩可的；2)TIZigBee協(xié)議棧本身軟件bug的修復(fù)。一個(gè)版本的協(xié)議棧相對(duì)于之前一個(gè)版本協(xié)議棧的區(qū)別，都可以在協(xié)議棧安裝目錄下的ReleaseNote中找到。在Z-Stack2.5.1a以后，TI的協(xié)議棧并沒(méi)有繼續(xù)以Z-Stack2.6.x的形式直接發(fā)布，而是按照ApplicationProfile的方式來(lái)發(fā)布了，原因在于TI希望開(kāi)發(fā)者根據(jù)實(shí)際的應(yīng)用選擇更有針對(duì)的性的協(xié)議棧進(jìn)行開(kāi)發(fā)。像Z-StackHome1.2.1之類(lèi)的協(xié)議棧，主要包括兩部分，1）核心協(xié)議棧CoreStack，這部分起始就是之前的Z-Stack2.5.1a以后的延續(xù)版本，可以在協(xié)議棧安裝目錄下Z-StackCoreReleaseNotes.txt文件中找到，Version2.6.2。2）應(yīng)用協(xié)議棧Profile相關(guān)，這部分主要跟實(shí)際應(yīng)用相關(guān)的，HomeAutomation協(xié)議棧里都是ZigBeeHomeAutomationProfile相關(guān)的實(shí)現(xiàn)。同樣Z-StackLghting1.0.2和Z-StackEnergy1.0.1也是一個(gè)CoreStack再加上應(yīng)用上的Profile。1)Z-StackHome1.2.2a針對(duì)智能家居相關(guān)產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)2)Z-StackLighting1.0.2針對(duì)ZLL相關(guān)產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)3)Z-StackEnergy1.0.1針對(duì)智能能源，Meter,InHomeDisplay,等相關(guān)產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)4)Z-StackMesh1.0.0針對(duì)相關(guān)私有應(yīng)用的產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)，只利用標(biāo)準(zhǔn)ZigBee協(xié)議相關(guān)功能,Mesh路由等，應(yīng)用層有開(kāi)發(fā)者自己定義。在ZigBee聯(lián)盟發(fā)布ZigBee3.0協(xié)議以后，最新的ZigBee協(xié)議棧是Z-Stack3.0,目前支持的設(shè)備有CC2530和CC2538。②產(chǎn)品如何進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)ZigBee測(cè)試認(rèn)證，需要了解哪些，需要走什么流程？以開(kāi)發(fā)標(biāo)準(zhǔn)ZigBeeHomeAutomation相關(guān)產(chǎn)品為例。首先開(kāi)發(fā)者開(kāi)發(fā)產(chǎn)品時(shí)要按照Z(yǔ)igBeeHomeAutomationProfileSpecification中描述的產(chǎn)品進(jìn)行開(kāi)發(fā)，這個(gè)文檔可以在下載到。在完成產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)后，開(kāi)發(fā)著需要了解ZigBeeHomeAutomationProfileTestSpecification,這個(gè)文檔描述了一個(gè)特定產(chǎn)品需要在TestHouse過(guò)的相關(guān)測(cè)試項(xiàng)，文檔也可以在下載到，另外除了以上兩個(gè)文檔以外還有一個(gè)PICS文檔，這個(gè)文檔專(zhuān)門(mén)用于描述需要過(guò)認(rèn)證測(cè)試產(chǎn)品所支持的功能，開(kāi)發(fā)者根據(jù)開(kāi)發(fā)產(chǎn)品的實(shí)際功能，和Specification中所要求的功能，在文檔中進(jìn)行打鉤確認(rèn)。下面是測(cè)試的流程，1)首先加入ZigBee聯(lián)盟，一般可以有測(cè)試實(shí)驗(yàn)室?guī)椭瓿伞?)寄送樣品到測(cè)試實(shí)驗(yàn)室，完成PICS文檔的填寫(xiě)。3)第一輪預(yù)測(cè)試，測(cè)試實(shí)驗(yàn)室對(duì)測(cè)試結(jié)果反饋，開(kāi)發(fā)者修改樣品代碼。4)測(cè)試實(shí)驗(yàn)室對(duì)修改后的樣品進(jìn)行驗(yàn)證，然后開(kāi)始正式測(cè)試。5)測(cè)試實(shí)驗(yàn)室協(xié)助開(kāi)發(fā)者完成ZigBee聯(lián)盟網(wǎng)上認(rèn)證申請(qǐng)資料的準(zhǔn)備和提交。6)測(cè)試實(shí)驗(yàn)室提交正式測(cè)試報(bào)告給ZigBee聯(lián)盟。聯(lián)盟會(huì)完成審核并發(fā)證目前國(guó)內(nèi)可以完成標(biāo)準(zhǔn)ZigBee測(cè)試的測(cè)試實(shí)驗(yàn)室有兩家1)CESI北京中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)化電子研究所。2)Element深圳辦事處(總部在英國(guó))③設(shè)備的64位MAC地址是怎么樣選取的？在CC2530中分為兩個(gè)IEEE地址，一個(gè)稱(chēng)為PrimaryIEEE地址，另外稱(chēng)為Secondary地址。PrimaryIEEE地址是存放在芯片的InformationPage里面，這個(gè)地址是TI向IEEE協(xié)會(huì)購(gòu)買(mǎi)的，每個(gè)芯片的地址都是唯一的。并且用戶(hù)只能Read這個(gè)值，沒(méi)辦法擦除/修改。在協(xié)議棧中直接通過(guò)讀地址可以獲得osal_memcpy(aExtendedAddress,(uint8*)(P_INFOPAGE+HAL_INFOP_IEEE_OSET),Z_EXTADDR_LEN)。Secondary地址是存放在CC2530里的Flash最后一個(gè)Page里面，用戶(hù)可以進(jìn)行Read/Write.通過(guò)函數(shù)HalFlashRead(HAL_FLASH_IEEE_PAGE,HAL_FLASH_IEEE_OSET,aExtendedAddress,Z_EXTADDR_LEN);。協(xié)議棧運(yùn)行是，是如何選擇PrimaryIEEE地址或者Secondary地址作為設(shè)備的MAC地址的，具體在函數(shù)zmain_ext_addr(void)操作。1)從NV中讀取IEEE地址，如果已經(jīng)存在(都不為0xFF)，就使用該地址作為MAC地址了。2)如果1)中沒(méi)有，從SecondaryIEEE地址存放位置讀取，如果有(都不為0xFF)，把該地址寫(xiě)入到NV中，以后就用該地址作為MAC地址了。3)如果2)中沒(méi)有，從PrimaryIEEE地址存放位置讀取，如果有(都不為0xFF)，把該地址寫(xiě)入到NV中，以后就用該地址作為MAC地址了4)如果3)中沒(méi)有，就隨機(jī)產(chǎn)生一個(gè)64位的變量，寫(xiě)入到NV中，并作為MAC地址。④如何能夠禁止節(jié)點(diǎn)持續(xù)搜索網(wǎng)絡(luò)，或者把發(fā)送BeaconRequest間隔增大？EndDevice是低功耗設(shè)備,有電池供電,節(jié)點(diǎn)在斷網(wǎng)以后，如何能夠禁止節(jié)點(diǎn)持續(xù)搜索網(wǎng)絡(luò)，或者把發(fā)送BeaconRequest間隔增大1)啟動(dòng)搜索網(wǎng)絡(luò)uint8ZDApp_StartJoiningCycle(void)停止搜索網(wǎng)絡(luò)uint8ZDApp_StopJoiningCycle(void)2)更改發(fā)送BeaconRequest的周期修改變量zgDefaultStartingScanDuration//BeaconOrderValues#defineBEACON_ORDER_NO_BEACONS15#defineBEACON_ORDER_4_MINUTES14//245760milliseconds#defineBEACON_ORDER_2_MINUTES13//122880milliseconds#defineBEACON_ORDER_1_MINUTE12//61440milliseconds#defineBEACON_ORDER_31_SECONDS11//30720milliseconds#defineBEACON_ORDER_15_SECONDS10//15360MSecs#defineBEACON_ORDER_7_5_SECONDS9//7680MSecs#defineBEACON_ORDER_4_SECONDS8//3840MSecs#defineBEACON_ORDER_2_SECONDS7//1920MSecs#defineBEACON_ORDER_1_SECOND6//960MSecs#defineBEACON_ORDER_480_MSEC5#defineBEACON_ORDER_240_MSEC4#defineBEACON_ORDER_120_MSEC3#defineBEACON_ORDER_60_MSEC2#defineBEACON_ORDER_30_MSEC1#defineBEACON_ORDER_15_MSEC0⑤如何讓EndDevice進(jìn)入低功耗狀態(tài)，休眠時(shí)間是如何設(shè)定的？在協(xié)議棧宏定義中使能POWER_SAVING后，然后在f8wConfig.cfg文件里面把-DRFD_RCVC_ALWAYS_ON=FALSE，就可以讓EndDevice進(jìn)入休眠狀態(tài)。關(guān)于休眠的時(shí)間是有OSAL操作系統(tǒng)的調(diào)度來(lái)決定，每次休眠時(shí)間都是按照最新會(huì)發(fā)生的一個(gè)EventTimeout作為休眠時(shí)間。具體在協(xié)議棧hal_sleep函數(shù)中有說(shuō)明。這個(gè)timeout主要分為兩類(lèi)，一類(lèi)是應(yīng)用層事件的timeout，另外一類(lèi)是MAC層事件的timeout，1)應(yīng)用層的timeout的時(shí)間，是在osal_pwrmgr_powerconserve(void)函數(shù)中，通過(guò)osal_next_timeout();獲得的。2)MAC層的timeout時(shí)間，是通過(guò)halSleep(uint16osal_timeout)函數(shù)里面，通過(guò)MAC_PwrNextTimeout();來(lái)獲得的。⑥ZigBee3.0協(xié)議棧有哪些新的東西？介紹了ZigBee3.0協(xié)議棧相對(duì)于之前ZigBeeHomeAutomation/ZigBeeLightLink所增加的東西。TIZigBee協(xié)議棧中關(guān)于終端設(shè)備的狀態(tài)機(jī)切換⑦關(guān)于TI協(xié)議棧中OAD和OTA的區(qū)別？OAD全稱(chēng)OvertheAirDownload,OTA全稱(chēng)OvertheAir.這兩個(gè)實(shí)現(xiàn)的功能都一樣，都可以叫做對(duì)程序的空中升級(jí)。在早期的ZigBee協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)中，并沒(méi)有關(guān)于節(jié)點(diǎn)程序空中升級(jí)方面的標(biāo)準(zhǔn)，但是很多客戶(hù)都對(duì)空中升級(jí)有需求，所以TI自己開(kāi)發(fā)了一套關(guān)于程序空中升級(jí)的協(xié)議棧，并且命名為OAD。后來(lái)ZigBee聯(lián)盟看到產(chǎn)品對(duì)空中升級(jí)的需求越來(lái)越來(lái)，隨機(jī)也指定了空中升級(jí)方面的標(biāo)準(zhǔn)，命名為OTA，該標(biāo)準(zhǔn)也是參考了TI的OAD實(shí)現(xiàn)方式，做了相關(guān)的修改。所以TI的早期協(xié)議棧中，空中升級(jí)叫OAD，后來(lái)的協(xié)議棧中跟隨ZigBee聯(lián)盟的空中升級(jí)協(xié)議，就叫OTA了。⑧如果開(kāi)發(fā)基于ZigBeeMesh網(wǎng)絡(luò)的私有應(yīng)用，應(yīng)該選擇哪個(gè)協(xié)議棧？很多用戶(hù)只想把zigbeemesh網(wǎng)絡(luò)的功能運(yùn)用在自己的系統(tǒng)或者產(chǎn)品中，并不需要完全按照zigbee定義的應(yīng)用層規(guī)范來(lái)做，特別是一些行業(yè)性的應(yīng)用。針對(duì)這樣的應(yīng)用需求，應(yīng)該如何選擇TI合適的協(xié)議棧進(jìn)行產(chǎn)品開(kāi)發(fā)呢？第六章基本操作6.1硬件設(shè)計(jì)推薦使用直流穩(wěn)壓電源對(duì)該模塊進(jìn)行供電，電源紋波系數(shù)盡量小，模塊需可靠接地；請(qǐng)注意電源正負(fù)極的正確連接，如反接可能會(huì)導(dǎo)致模塊永久性損壞；請(qǐng)檢查供電電源，確保在推薦供電電壓之間，如超過(guò)最大值會(huì)造成模塊永久性損壞；請(qǐng)檢查電源穩(wěn)定性，電壓不能大幅頻繁波動(dòng)；在針對(duì)模塊設(shè)計(jì)供電電路時(shí)，往往推薦保留30%以上余量，有整機(jī)利于長(zhǎng)期穩(wěn)定地工作；模塊應(yīng)盡量遠(yuǎn)離電源、變壓器、高頻走線(xiàn)等電磁干擾較大的部分；高頻數(shù)字走線(xiàn)、高頻模擬走線(xiàn)、電源走線(xiàn)必須避開(kāi)模塊下方，若實(shí)在不得已需要經(jīng)過(guò)模塊下方，假設(shè)模塊焊接在TopLayer，在模塊接觸部分的TopLayer鋪地銅（全部鋪銅并良好接地），必須靠近模塊數(shù)字部分并走線(xiàn)在BottomLayer；假設(shè)模塊焊接或放置在TopLayer，在BottomLayer或者其他層隨意走線(xiàn)也是錯(cuò)誤的，會(huì)在不同程度影響模塊的雜散以及接收靈敏度；假設(shè)模塊周?chē)写嬖谳^大電磁干擾的器件也會(huì)極大影響模塊的性能，跟據(jù)干擾的強(qiáng)度建議適當(dāng)遠(yuǎn)離模塊，若情況允許可以做適當(dāng)?shù)母綦x與屏蔽；假設(shè)模塊周?chē)写嬖谳^大電磁干擾的走線(xiàn)（高頻數(shù)字、高頻模擬、電源走線(xiàn)）也會(huì)極大影響模塊的性能，跟據(jù)干擾的強(qiáng)度建議適當(dāng)遠(yuǎn)離模塊，若情況允許可以做適當(dāng)?shù)母綦x與屏蔽；通信線(xiàn)若使用5V電平，必須串聯(lián)1k-5.1k電阻（不推薦，仍有損壞風(fēng)險(xiǎn)）；盡量遠(yuǎn)離部分物理層亦為2.4GHz的TTL協(xié)議，例如：USB3.0；天線(xiàn)安裝結(jié)構(gòu)對(duì)模塊性能有較大影響，務(wù)必保證天線(xiàn)外露且最好垂直向上；當(dāng)模塊安裝于機(jī)殼內(nèi)部時(shí)，可使用優(yōu)質(zhì)的天線(xiàn)延長(zhǎng)線(xiàn)，將天線(xiàn)延伸至機(jī)殼外部；天線(xiàn)切不可安裝于金屬殼內(nèi)部，將導(dǎo)致傳輸距離極大削弱。第七章常見(jiàn)問(wèn)題7.1傳輸距離不理想當(dāng)存在直線(xiàn)通信障礙時(shí)，通信距離會(huì)相應(yīng)的衰減；溫度、濕度，同頻干擾，會(huì)導(dǎo)致通信丟包率提高；地面吸收、反射無(wú)線(xiàn)電波，靠近地面測(cè)試效果較差；海水具有極強(qiáng)的吸收無(wú)線(xiàn)電波能力，故海邊測(cè)試效果差；天線(xiàn)附近有金屬物體，或放置于金屬殼內(nèi)，信號(hào)衰減會(huì)非常嚴(yán)重；功率寄存器設(shè)置錯(cuò)誤、空中速率設(shè)置過(guò)高（空中速率越高，距離越近）；室溫下電源低壓低于推薦值，電壓越低發(fā)功率越?。皇褂锰炀€(xiàn)與模塊匹配程度較差或天線(xiàn)本身品質(zhì)問(wèn)題。7.2模塊易損壞請(qǐng)檢查供電電源，確保在推薦供電電壓之間，如超過(guò)最大值會(huì)造成模塊永久性損壞；請(qǐng)檢查電源穩(wěn)定性，電壓不能大幅頻繁波動(dòng)；請(qǐng)確保安裝使用過(guò)程防靜電操作，高頻器件靜電敏感性；請(qǐng)確保安裝使用過(guò)程濕度不宜過(guò)高，部分元件為濕度敏感器件；如果沒(méi)有特殊需求不建議在過(guò)高、過(guò)低溫度下使用。7.3誤碼率太高附近有同頻信號(hào)干擾，遠(yuǎn)離干擾源或者修改頻率、信道避開(kāi)干擾；電源不理想也可能造成亂碼，務(wù)必保證電源的可靠性；延長(zhǎng)線(xiàn)、饋線(xiàn)品質(zhì)差或太長(zhǎng)，也會(huì)造成誤碼率偏高。第八章焊接作業(yè)指導(dǎo)8.1回流焊溫度ProfileFeature曲線(xiàn)特征Sn-PbAssemblyPb-FreeAssemblySolderPaste錫膏Sn63/Pb37Sn96.5/Ag3/Cu0.5PreheatTemperaturemin（Tsmin）最小預(yù)熱溫度100℃150℃Preheattemperaturemax(Tsmax)最大預(yù)熱溫度150℃200℃PreheatTime(TsmintoTsmax)(ts)預(yù)熱時(shí)間60-120sec60-120secAverageramp-uprate(TsmaxtoTp)平均上升速率3℃/secondmax3℃/secondmaxLiquidousTemperature(TL)液相溫度183℃217℃Time（tL）MaintainedAbove（TL）液相線(xiàn)以上的時(shí)間60-90