當(dāng)前位置:首頁 > 通信技術(shù) > 通信技術(shù)
[導(dǎo)讀] 1 IEEE802.15.4收發(fā)器芯片MRF24J40  IEEE802.15.4 無線收發(fā)器MRF24J40芯片內(nèi)部包含有SPI接口、控制寄存器、MAC模塊、PHY驅(qū)動(dòng)器四個(gè)主要的功能模塊,支持 IEEE802.15.4,MiWiTM,ZigBee等協(xié)議,工作在2.405~2.48

 1 IEEE802.15.4收發(fā)器芯片MRF24J40

  IEEE802.15.4 無線收發(fā)器MRF24J40芯片內(nèi)部包含有SPI接口、控制寄存器、MAC模塊、PHY驅(qū)動(dòng)器四個(gè)主要的功能模塊,支持 IEEE802.15.4,MiWiTM,ZigBee等協(xié)議,工作在2.405~2.48 GHz ISM頻段,接收靈敏度為-91 dBm,最大輸入電平為+5 dBm,輸出功率為+0 dBm,功率控制范圍為38.75 dB,集成有20 MHz和32.768 kHz主控振蕩器,MAC/基帶部分采用硬件CSMA-CA結(jié)構(gòu),自動(dòng)ACK6和FCS檢測(cè),CTR、CCM和CBC-MAC模式采用硬件加密(AES- 128),電源電壓范圍為2.4~3.6 V,接收模式電流消耗為18 mA,發(fā)射模式電流消耗為22 mA,睡眠模式電流消耗為2μA。

  MRF24J40 采用6 mm×6 mm QFN-40封裝,引腳端封裝形式如圖1所示。圖中:引腳端RFP和RFN分別為芯片的RF差分輸入/輸出正端和負(fù)端,兩者都是模擬輸入/輸出端口,與系統(tǒng)天線相連接;VDD為電源電壓輸入引腳端,每個(gè)電源電壓輸入引腳端都必須連接一個(gè)電源去耦電容;GND為接地引腳端,必須低阻抗的連接到電路的接地板;GPIOO~GPIO5是通用數(shù)字I/O口,其中GPIO0也被用來作為外部功率放大器使能控制,GPIO1和GPIO2也被用來作為外部TX/RX 開關(guān)控制;RESET為復(fù)位引腳端,低電平有效;WAKE為外部喚醒觸發(fā)輸入端;INT為到微控制器的中斷引腳端;SDO,SDI,SCK和CS是 MRF24J40的SPI接口輸入輸出引腳端,其中SDO是MRF24J40的串行數(shù)據(jù)輸出,SDI是MRF24J40的串行接口數(shù)據(jù)輸入,SCK是串行接口的時(shí)鐘,CS是串行接口使能控制引腳端;LPOSC1和LPOSC2為32 kHz晶振輸入正端和負(fù)端;OSC1和OSC2為20 MHz晶振輸入正端和負(fù)端;CLKOUT為20/10/5/2.5 MHz時(shí)鐘輸出端;LCAP引腳端用來連接一個(gè)180 pF的PLL環(huán)路濾波器電容;XIP和RXQP為接收I通道和Q通道輸出正端。

  


 

  2 MRF24J40構(gòu)成的IEEE802.15.4無線收發(fā)電路

  MRF24J40 構(gòu)成的IEEE802.15.4無線收發(fā)電路如圖2所示,各電源電壓引腳端根據(jù)需要分別連接了27 pF,10 nF,100 nF,2.2μF去耦電容器。RF差分輸入/輸出正端RFP和負(fù)端RFN通過L3,L4,G37和C43組成平衡一不平衡變換電路,將MRF24J40的 RF差分輸入/輸出形式轉(zhuǎn)換為單端輸入/輸出形式。L1,C23和C33構(gòu)成π型匹配電路,使平衡一不平衡變換電路阻抗與天線的阻抗相匹配。LPOSC1 和LPOSC2引腳端連接32 kHz晶振和電容,構(gòu)成32 kHz時(shí)鐘振蕩器電路。OSC1和OSC2引腳端連接20 MHz晶振和電容,構(gòu)成20 MHz時(shí)鐘振蕩器電路。產(chǎn)生的時(shí)鐘信號(hào)作為芯片內(nèi)部時(shí)鐘信號(hào),并可以提供給外部的微控制器使用。

  

 

  引腳端RESET,WAKE,INT,SDO,SDI,SCK,CS連接到微控制器,在微控制器的控制下完成數(shù)據(jù)的收發(fā)。

  3印制電路板(PCB)設(shè)計(jì)

  3.1 PCB設(shè)計(jì)基本要求

  MRF24J40構(gòu)成的IEEE802.15.4無線收發(fā)電路工作頻率范圍為2.405~2.48 GHz,對(duì)PCB的設(shè)計(jì)有十分高的要求。PCB采用4層結(jié)構(gòu),如圖3所示,分別為信號(hào)層,RF接地層,電源布線層和接地層,采用FR4材料。

  


保持PCB的厚度是十分重要的,任何尺寸的改變將會(huì)影響天線的性能或者微帶線的特性阻抗。信號(hào)層的50 Ω微帶線為12 mil(1 mil="0".025 4 mm)。應(yīng)避免微帶線的長(zhǎng)度超過2.5 cm,當(dāng)線長(zhǎng)超過2.5 cm,接近電路板的工作頻率1/4波長(zhǎng)時(shí),導(dǎo)線可以象天線一樣工作。除天線外,導(dǎo)線應(yīng)避免尖銳的轉(zhuǎn)角,以減少EMI的產(chǎn)生。當(dāng)周期信號(hào)和時(shí)鐘進(jìn)行轉(zhuǎn)換時(shí),數(shù)字線容易產(chǎn)生噪聲,布線時(shí)應(yīng)避免使射頻信號(hào)線接近任何數(shù)字線。電源必須以星狀拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)形式分配給每個(gè)電源引腳端,采用低自感系數(shù)的電容器進(jìn)行退耦。退耦電容器可以采用15~27 pF和100 nF進(jìn)行組合。還有低電阻電解電容必須放置在每個(gè)引腳上來適當(dāng)去除耦合噪聲。電感器的自諧振頻率至少應(yīng)該是工作頻率的兩倍。PCB地線設(shè)計(jì)盡可能粗,甚至大面積接地,除了天線部分、元器件引線、電源走線、信號(hào)線之外,其余部分均可作為地線。

  3.2 PCB天線設(shè)計(jì)

  RF差分輸入/輸出正端RFP和負(fù)端RFN連接平衡-不平衡變換電路和兀型阻抗匹配電路,推薦的PCB天線部分布線圖和尺寸(單位:mm)如圖4所示。

  

 

  4 MRF24J40的初始化程序

  由MRF24J40構(gòu)成的IEEE802.15.4無線收發(fā)電路必須在微控制器的控制下,才能夠在IEEE802.15.4網(wǎng)絡(luò)中應(yīng)用。電路中進(jìn)行數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收前,必須完成器件的初始化設(shè)置。MRF24J40的初始化程序如下所示:

  

 

  5 結(jié) 語

  采用MRF24J40構(gòu)成的IEEE802.15.4無線收發(fā)器電路,支持MiWiTM,ZigBee等協(xié)議,為IEEE802.5.15.4MAC和 PHY物理層提供硬件層,工作在2.405~2.48 GHzISM頻段,接收靈敏度為-91 dBm,發(fā)射輸出功率為+0 dBm,采用4線式SPI與微控制器接口,適合家居自動(dòng)化、工業(yè)自動(dòng)化等低數(shù)據(jù)速率傳輸?shù)膽?yīng)用。作為“全自動(dòng)哮喘診斷儀”的無線數(shù)據(jù)傳輸通道,效果良好。

本站聲明: 本文章由作者或相關(guān)機(jī)構(gòu)授權(quán)發(fā)布,目的在于傳遞更多信息,并不代表本站贊同其觀點(diǎn),本站亦不保證或承諾內(nèi)容真實(shí)性等。需要轉(zhuǎn)載請(qǐng)聯(lián)系該專欄作者,如若文章內(nèi)容侵犯您的權(quán)益,請(qǐng)及時(shí)聯(lián)系本站刪除。
換一批
延伸閱讀

9月2日消息,不造車的華為或?qū)⒋呱龈蟮莫?dú)角獸公司,隨著阿維塔和賽力斯的入局,華為引望愈發(fā)顯得引人矚目。

關(guān)鍵字: 阿維塔 塞力斯 華為

倫敦2024年8月29日 /美通社/ -- 英國(guó)汽車技術(shù)公司SODA.Auto推出其旗艦產(chǎn)品SODA V,這是全球首款涵蓋汽車工程師從創(chuàng)意到認(rèn)證的所有需求的工具,可用于創(chuàng)建軟件定義汽車。 SODA V工具的開發(fā)耗時(shí)1.5...

關(guān)鍵字: 汽車 人工智能 智能驅(qū)動(dòng) BSP

北京2024年8月28日 /美通社/ -- 越來越多用戶希望企業(yè)業(yè)務(wù)能7×24不間斷運(yùn)行,同時(shí)企業(yè)卻面臨越來越多業(yè)務(wù)中斷的風(fēng)險(xiǎn),如企業(yè)系統(tǒng)復(fù)雜性的增加,頻繁的功能更新和發(fā)布等。如何確保業(yè)務(wù)連續(xù)性,提升韌性,成...

關(guān)鍵字: 亞馬遜 解密 控制平面 BSP

8月30日消息,據(jù)媒體報(bào)道,騰訊和網(wǎng)易近期正在縮減他們對(duì)日本游戲市場(chǎng)的投資。

關(guān)鍵字: 騰訊 編碼器 CPU

8月28日消息,今天上午,2024中國(guó)國(guó)際大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)博覽會(huì)開幕式在貴陽舉行,華為董事、質(zhì)量流程IT總裁陶景文發(fā)表了演講。

關(guān)鍵字: 華為 12nm EDA 半導(dǎo)體

8月28日消息,在2024中國(guó)國(guó)際大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)博覽會(huì)上,華為常務(wù)董事、華為云CEO張平安發(fā)表演講稱,數(shù)字世界的話語權(quán)最終是由生態(tài)的繁榮決定的。

關(guān)鍵字: 華為 12nm 手機(jī) 衛(wèi)星通信

要點(diǎn): 有效應(yīng)對(duì)環(huán)境變化,經(jīng)營(yíng)業(yè)績(jī)穩(wěn)中有升 落實(shí)提質(zhì)增效舉措,毛利潤(rùn)率延續(xù)升勢(shì) 戰(zhàn)略布局成效顯著,戰(zhàn)新業(yè)務(wù)引領(lǐng)增長(zhǎng) 以科技創(chuàng)新為引領(lǐng),提升企業(yè)核心競(jìng)爭(zhēng)力 堅(jiān)持高質(zhì)量發(fā)展策略,塑強(qiáng)核心競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)...

關(guān)鍵字: 通信 BSP 電信運(yùn)營(yíng)商 數(shù)字經(jīng)濟(jì)

北京2024年8月27日 /美通社/ -- 8月21日,由中央廣播電視總臺(tái)與中國(guó)電影電視技術(shù)學(xué)會(huì)聯(lián)合牽頭組建的NVI技術(shù)創(chuàng)新聯(lián)盟在BIRTV2024超高清全產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展研討會(huì)上宣布正式成立。 活動(dòng)現(xiàn)場(chǎng) NVI技術(shù)創(chuàng)新聯(lián)...

關(guān)鍵字: VI 傳輸協(xié)議 音頻 BSP

北京2024年8月27日 /美通社/ -- 在8月23日舉辦的2024年長(zhǎng)三角生態(tài)綠色一體化發(fā)展示范區(qū)聯(lián)合招商會(huì)上,軟通動(dòng)力信息技術(shù)(集團(tuán))股份有限公司(以下簡(jiǎn)稱"軟通動(dòng)力")與長(zhǎng)三角投資(上海)有限...

關(guān)鍵字: BSP 信息技術(shù)
關(guān)閉
關(guān)閉