亿佰特(Ebyte)-E32-T100S2基于SX1278具有无线唤醒功能

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2023年6月24日发(作者:)

E32-T100S2用户手册v1.0.一.模块介绍........................................................................................................................................................................................................21.1特点简介................................................................................................................................................................................................21.2电气参数................................................................................................................................................................................................31.3系列产品................................................................................................................................................................................................31.4常见问题................................................................................................................................................................................................3.二.功能简述........................................................................................................................................................................................................42.1引脚定义................................................................................................................................................................................................42.2定点发射................................................................................................................................................................................................52.3广播发射................................................................................................................................................................................................52.4广播地址................................................................................................................................................................................................52.5监听地址................................................................................................................................................................................................52.6连接单片机............................................................................................................................................................................................62.7模块复位................................................................................................................................................................................................62.8AUX详解...............................................................................................................................................................................................6.三.工作模式........................................................................................................................................................................................................73.1模式切换................................................................................................................................................................................................83.2一般模式(模式0)............................................................................................................................................................................83.3唤醒模式(模式1)............................................................................................................................................................................83.4省电模式(模式2)............................................................................................................................................................................93.5休眠模式(模式3)............................................................................................................................................................................93.6快速通信测试........................................................................................................................................................................................9.四.指令格式......................................................................................................................................................................................................104.1出厂默认参数......................................................................................................................................................................................104.2工作参数读取......................................................................................................................................................................................104.3版本号读取..........................................................................................................................................................................................104.4复位指令..............................................................................................................................................................................................104.5参数设置指令......................................................................................................................................................................................10.五.参数配置......................................................................................................................................................................................................12.六.包装与焊接..................................................................................................................................................................................................13.七.定制合作......................................................................................................................................................................................................13.八.关于我们......................................................................................................................................................................................................14因为专业,所以选择!第1页,共13页.1.1E32-T100S2是一款基于SEMTECH公司SX1278射频芯片的无线串口模块(UART),透明传输方式,工作在410~441MHz频段(默认433MHz),LoRa扩频技术,TTL电平输出,兼容3.3V与5V的IO口电压。LoRa直序扩频技术将带来更远的通讯距离,且具有功率密度集中,抗干扰能力强的优势。模块具有软件FEC前向纠错算法,其编码效率较高,纠错能力强,在突发干扰的情况下,能主动纠正被干扰的数据包,大大提高可靠性和传输距离。在没有FEC的情况下,这种数据包只能被丢弃。模块具有数据加密和压缩功能。模块在空中传输的数据,具有随机性,通过严密的加解密算法,使得数据截获失去意义。而数据压缩功能有概率减小传输时间,减小受干扰的概率,提高可靠性和传输效率。序号产品特点特点描述LoRa直序扩频技术将带来更远的通讯距离;发射功率密度低,不易对其他设备造成干扰;1LoRa扩频保密性高,被截获的可能性极低;抗干扰能力强,对同频干扰及各种噪声具有极强的抑制能力;具有极好的抗多径衰落性能。模块使用了32M/1ppm温补晶体及其独立供电电路,其频率稳定性远高于工业级标准,在高低2温补晶振温环境中能可靠工作,频率不偏移,不温漂。可使用外部引脚控制使能和关闭,从而节约功耗。即空中唤醒功能,特别适用于电池供电的应用方式:3超低功耗当模块处于省电模式下即模式2时,配置模块的接收响应延时时间可调节模块的整机功耗,模块可配置的最大接收响应延时为2000ms,在此配置下模块的平均电流约30uA。支持地址功能,主机可发射数据到任意地址、任意信道的模块,达到组网、中继等应用方式:例如:模块A需要向模块B(地址为0x0001,信道为0x80)发射数据AABBCC,4定点发射其通信格式为:000180AABBCC,其中0001为模块B地址,80为模块B信道,则模块B可以收到AABBCC(其它模块不接收数据)。将模块地址设置为0xFFFF:5广播监听可以监听相同信道上的所有模块的数据传输;发送的数据,可以被相同信道上任意地址的模块收到,从而起到广播和监听的作用。模块具有软件FEC前向纠错算法:6前向纠错其编码效率较高,纠错能力强,在突发干扰的情况下,能主动纠正被干扰的数据包,大大提高可靠性和传输距离;在没有FEC的情况下,这种数据包只能被丢弃。7休眠功能当模块处于休眠模式下即模式3时,无线接收关闭单片机处于休眠状态;此时整机功耗约几uA,在此模式下模块仍然可接收MCU发过来的配置数据(更改模块参数)。433M频率属于免费频段,用户可以免申请直接使用;8适用环境与2.4G相比,433M拥有一定的穿透绕射能力,但是空中速率不如2.4G;适用于数据量小、传输距离远、易受干扰的环境。更多功能介绍请查看相关应用文档因为专业,所以选择!第2页,共13页1.2序号1718192参数值17*30mm1.6g410~441MHz4层板1*7*2.00mm2.3~5.5VDC3.3V3000m20dBm2.4kbps4.0uA110mA@20dBm14mA@3.3VUART串口UART串口缓存512字节缓存512字节可配置65536个地址支持内置智能化处理IPEX/邮票孔-40~+85℃10%~90%-40~+125℃-130dbm@0.3kbps整体尺寸整体重量默认433MHz,信道数32,建议433±5MHz无铅工艺,阻抗调试,机贴贴片建议3.3V(注意:高于5.5V电压,将导致模块永久损毁)推荐使用3.3V,可以兼容至最高5.2V晴朗空旷,最大功率,天线增益5dBi,高度2m,2.4k空中速率约100mW,4级可调(20、17、14、10dBm),6级可调(0.3、1.2、2.4、4.8、9.6、19.2kbps)模式3(M0=1,M1=1)建议电源提供250mA以上电流输出能力模式0、模式18N1、8E1、8O1,1200~115200共8种波特率(默认9600)可设置成推挽/上拉、漏极开路内部自动分包58字节发送内部自动分包58字节发送便于组网,支持定点传输、广播传输最低平均功耗约30uA(适用于电池供电的应用方式)无需关心50Ω特性阻抗工业级相对湿度,无冷凝工业级接收灵敏度和串口波特率、延迟时间无关参数名称模块尺寸平均重量工作频段PCB工艺接口方式供电电压通信电平实测距离发射功率空中速率休眠电流发射电流接收电流通信接口驱动方式发射长度接收长度模块地址空中唤醒RSSI支持天线接口工作温度工作湿度储存温度接收灵敏度描述1.3系列产品频率(Hz)E32-T100S2功率(dBm)产品型号E32-TTL-100S1E32-T100S2E32-TTL-100E32-TTL-500E32-TTL-1W接口UARTUARTUARTUARTUART距离(km)空中速率(bps)产品尺寸(mm)封装形式贴片贴片直插直插直插433M433M433M433M433M2.03.03.05.08.00.3k~19.2k0.3k~19.2k0.3k~19.2k0.3k~19.2k0.3k~19.2k17*25.517*3021*3624*4324*43E32系列的各个型号可以互通,大小功率可以搭配使用1.4常见问题序号1234E32-T100S2描述建议尽可能使用低速,空中速率越高,通信距离越近,丢包率也会越高。天线和模块必须频率匹配,增益越高越好,驻波比越小越好,建议优先选择吸盘天线。一种原因是串口波特率不匹配,另一种原因是电源供电能力不足。关闭收发两端的FEC纠错功能、提高空中速率都可以减小延迟。问题空中速率天线选择出现乱码延迟过高因为专业,所以选择!第3页,共13页.2.1引脚序号1引脚名称M0引脚方向输入(极弱上拉)输入(极弱上拉)输入引脚用途和M1配合,决定模块的4种工作模式。(不可悬空,如不使用可接地)和M0配合,决定模块的4种工作模式。(不可悬空,如不使用可接地)TTL串口输入,连接到外部TXD输出引脚;可配置为漏极开路或上拉输入,详见参数设置。TTL串口输出,连接到外部RXD输入引脚;可配置为漏极开路或推挽输出,详见参数设置。用于指示模块工作状态;2M13RXD4TXD输出5AUX输出用户唤醒外部MCU,上电自检初始化期间输出低电平;可配置为漏极开路输出,或推挽输出,详见参数设置。(可以悬空)67891011VCCGNDANTGNDGNDGND模块电源正参考,电压范围:2.3V~5.5VDC模块地线天线引脚模块地线模块地线模块地线因为专业,所以选择!第4页,共13页2.2进制定点发射格式(16进制),例如:000304AABBCC0003为目标模块地址;04为目标模块信道;AABBCC为发送的数据。发射端模块A接收端模块B接收端模块C接收端模块D模块A发送数据模块B接收数据模块C接收数据模块D接收数据16进制16进制16进制16进制16进制16进制16进制16进制地址:0001;信道02地址:0003;信道04地址:0005;信道04地址:0007;信道06000304AABBCCAABBCC无无摘要模块A的发射方式必须为定点模式。只有地址和信道均匹配的接收模块可以收到数据。定点发射只支持1个数据包长度(请查看电气参数),如果数据量超过1个数据包限制需要自行分包。2.3广播发射进制定点发射格式(16进制),例如:FFFF04AABBCCFFFF为广播地址;04为目标信道;AABBCC为发送的数据。发射端模块A接收端模块B接收端模块C接收端模块D模块A发送数据模块B接收数据模块C接收数据模块D接收数据16进制16进制16进制16进制16进制16进制16进制16进制地址:0001;信道02地址:0003;信道04地址:0005;信道04地址:0007;信道06FFFF04AABBCCAABBCCAABBCC无E32-T100S2摘要模块A的发射方式必须为定点模式;目标信道下所有的模块都可以接收到数据。定点发射只支持1个数据包长度(请查看电气参数),如果数据量超过1个数据包限制需要自行分包发送。2.4广播地址1.2.举例:将模块A地址设置为0xFFFF,信道设置为0x04。E32-T100S2当模块A作为发射时(透明传输方式),0x04信道下所有的接收模块都可以收到数据,达到广播的目的。2.5监听地址1.2.举例:将模块A地址设置为0xFFFF,信道设置为0x04。当模块A作为接收时,可以接收到0x04信道下所有的数据,达到监听的目的。E32-T100S2因为专业,所以选择!第5页,共13页2.6序号12模块与单片机简要连接说明(上图以STM8L单片机为例)无线串口模块为TTL电平,请与TTL电平的MCU连接。某些5V单片机,可能需要在模块的TXD和AUX脚加4~10K上拉电阻。2.7模块复位序号1E32-T100S2模块复位描述模块上电后,AUX将立即输出低电平,并进行硬件自检,以及按照用户参数进行工作方式设置。在此过程中,AUX保持低电平,完毕后AUX输出高电平,并按照M1、M0组合而成的工作模式开始正常工作。所以,用户需要等待AUX上升沿,作为模块正常工作的起点。2.8AUX详解AUX用于无线收发缓冲指示和自检指示。E32-T100S2它指示模块是否有数据尚未通过无线发射出去,或已经收到无线数据是否尚未通过串口全部发出,或模块正在初始化自检过程中。序号功能详解【串口数据输出指示】用于唤醒休眠中的外部MCU1因为专业,所以选择!第6页,共13页【无线发射指示】缓冲区空:内部512字节缓冲区的数据,都被写入到无线芯片(自动分包)。当AUX=1时用户连续发起小于512字节的数据,不会溢出。当AUX=0时缓冲区不为空:内部512字节缓冲区的数据,尚未全部写入到无线芯片并开启发射,此时模块有可能在等待用户数据结束超时,或正在进行无线分包发射。【注意】:AUX=1时并不代表模块全部串口数据均通过无线发射完毕,也可能最后一包数据正在发射中。2【模块正在配置过程中】仅在复位和退出休眠模式的时候3序号1234AUX注意事项上述功能1和功能2,输出低电平优先,即:满足任何一个输出低电平条件,AUX就输出低电平;当所有低电平条件均不满足时,AUX输出高电平。当AUX输出低电平时,表示模块繁忙,此时不会进行工作模式检测;当模块AUX输出高电平后1ms内,将完成模式切换工作。用户切换到新的工作模式后,至少需要在AUX上升沿2ms后,模块才会真正进入该模式;如果AUX一直处于高电平,那么模式切换将立即生效。用户从模式3(休眠模式)进入到其他模式或在复位过程中,模块会重新设置用户参数,期间AUX输出低电平。工作模式模块有四种工作模式,由引脚M0、M1设置;详细情况如下表所示:E32-T100S2模式(0-3)0一般模式M00M10模式介绍串口打开,无线打开,透明传输串口打开,无线打开;备注接收方必须是模式0、1接收方可以是模式0接收方可以是模式1接收方可以是模式2发射方必须模式1该模式下不能发射详见工作参数详解1唤醒模式10和模式0唯一区别:数据包发射前,自动增加唤醒码,这样才能唤醒工作在模式2的接收方串口接收关闭,无线处于空中唤醒模式,收到无线数据后,打开串口发出数据。模块进入休眠,可以接收参数设置命令2省电模式3休眠模式0111因为专业,所以选择!第7页,共13页3.1序号备注用户可以将M1、M0进行高低电平组合,确定模块工作模式。可使用MCU的2个GPIO来控制模式切换;当改变M1、M0后:若模块空闲,1ms后,即可按照新的模式开始工作;1若模块有串口数据尚未通过无线发射完毕,则发射完毕后,才能进入新的工作模式;若模块收到无线数据后并通过串口向外发出数据,则需要发完后才能进入新的工作模式;所以模式切换只能在AUX输出1的时候有效,否则会延迟切换。例如:在模式0或模式1下,用户连续输入大量数据,并同时进行模式切换,此时的切换模式操作是无效的;模块2会将所有用户数据处理完毕后,才进行新的模式检测;所以一般建议为:检测AUX引脚输出状态,等待AUX输出高电平后2ms再进行切换。当模块从其他模式被切换到休眠模式时,如果有数据尚未处理完毕;模块会将这些数据(包括收和发)处理完毕后,才能进入休眠模式。这个特征可以用于快速休眠,从而节省功耗;例3如:发射模块工作在模式0,用户发起串口数据“12345”,然后不必等待AUX引脚空闲(高电平),可以直接切换到休眠模式,并将用户主MCU立即休眠,模块会自动将用户数据全部通过无线发出后,1ms内自动进入休眠;从而节省MCU的工作时间,降低功耗。同理,任何模式切换,都可以利用这个特征,模块处理完当前模式事件后,在1ms内,会自动进入新的模式;4从而省去了用户查询AUX的工作,且能达到快速切换的目的;例如从发射模式切换到接收模式;用户MCU也可以在模式切换前提前进入休眠,使用外部中断功能来获取AUX变化,从而进行模式切换。5此操作方式是非常灵活而高效的,完全按照用户MCU的操作方便性而设计,并可以尽可能降低整个系统的工作负荷,提高系统效率,降低功耗。3.2一般模式(模式0)类型当M0=0,M1=0时,模块工作在模式0E32-T100S2模块接收来自串口的用户数据,模块发射无线数据包长度为58字节,当用户输入数据量达到58字节时,模块将启动无线发射,此时用户可以继续输入需要发射的数据;当用户需要传输的字节小于58字节时,模块等待3字节时间,若无用户数据继续输入,则认为数据终止,此时模发射块将所有数据包经过无线发出;当模块收到第一个用户数据后,将AUX输出低电平,当模块把所有数据都放入到RF芯片并启动发射后,AUX输出高电平;此时,表明最后一包无线数据已经启动发射,用户可以继续输入长达512字节的数据;通过模式0发出的数据包,只能被处于模式0、模式1的接收模块收到。模块一直打开无线接收功能,可以接收来自模式0、模式1发出的数据包;接收收到数据包后,模块AUX输出低电平,并延迟5ms后,开始将无线数据通过串口TXD引脚发出,所有无线数据都通过串口输出后,模块将AUX输出高电平。3.3唤醒模式(模式1)类型当M0=1,M1=0时,模块工作在模式1模块启动数据包发射的条件与AUX功能都等同于模式0;发射E32-T100S2唯一不同的是:模块会在每个数据包前自动添加唤醒码,唤醒码的长度取决于用户参数中设置的唤醒时间;唤醒码的目的是用于唤醒工作在模式2的接收模块;所以,模式1发射的数据可以被模式0、1、2收到。等同于模式0。接收因为专业,所以选择!第8页,共13页3.42类型发射当M0=0,M1=1时,模块工作在模式2模块处于休眠状态,串口被关闭,无法接收来自外部MCU的串口数据,所以该模式不具有无线发射功能。在模式2下,要求发射方必须工作在模式1;定时监听唤醒码,一旦收到有效的唤醒码后,模块将持续处于接收状态,并等待整个有效数据包接收完毕;然后AUX输出低电平,延迟5ms后,打开串口将收到的无线数据通过TXD发出,完毕后将AUX输出高电平;无线模块继续进入“休眠-监听”的工作状态(polling);通过设置不同的唤醒时间,模块具有不同的接收响应延迟(最长2s)和平均功耗(最小30uA);用户需要在通讯延迟时间和平均功耗之间取得一个平衡点。接收3.5休眠模式(模式3)类型发射接收配置注意E32-T100S2当M0=1,M1=1时,模块工作在模式3无法发射无线数据。无法接收无线数据。休眠模式可以用于模块参数设置,使用串口9600、8N1,通过特定指令格式设置模块工作参数。当从休眠模式进入到其他模式,模块会重新配置参数,配置过程中,AUX保持低电平;完毕后输出高电平,所以建议用户检测AUX上升沿。3.6快速通信测试步骤123E32-T100S2具体操作将USB测试板(E15-USB-T2)插上电脑,确保驱动已经安装正确;插上USB测试板上的模式选择跳线(即M1=0,M0=0)。选择3.3V或5V供电均可(模块支持2.3~5.5V)。运行“串口调试助手”软件,并选择正确的串口号,观察发送窗口和对应的接收窗口。因为专业,所以选择!第9页,共13页序号12345详细说明16进制格式发送C0+5字节工作参数,共6字节,必须连续发送(掉电保存)16进制格式发送三个C1,模块返回已保存的参数,必须连续发送。16进制格式发送C2+5字节工作参数,共6字节,必须连续发送(掉电不保存)16进制格式发送三个C3,模块返回版本信息,必须连续发送。16进制格式发送三个C4,模块将产生一次复位,必须连续发送。休眠模式(模式3:M0=1,M1=1)下,支持的指令列表如下(设置时,只支持9600,8N1格式):指令格式C0+工作参数C1+C1+C1C2+工作参数C3+C3+C3C4+C4+C44.1出厂默认参数型号模块型号E32-T100S2频率433MHz地址0x0000E32-T100S2出厂默认参数值:C000001A1744信道0x17空中速率2.4kbps波特率9600串口格式8N1发射功率100mW4.2工作参数读取指令格式C1+C1+C1E32-T100S2详细说明在休眠模式下(M0=1,M1=1),向模块串口发出命令(HEX格式):C1C1C1,模块会返回当前的配置参数,比如:C000001A1744。4.3版本号读取指令格式C3+C3+C3E32-T100S2详细说明在休眠模式下(M0=1,M1=1),向模块串口发出命令(HEX格式):C3C3C3,模块会返回当前的配置参数,比如:C332xxyy;此处的32代表模块型号(E32系列),xx就是版本号,yy代指模块其他特性。4.4复位指令指令格式模块将产生一次复位;E32-T100S2详细说明在休眠模式下(M0=1,M1=1),向模块串口发出命令(HEX格式):C4C4C4,C4+C4+C4复位过程中,模块进行自检,AUX输出低电平,复位完毕后,AUX输出高电平,模块开始正常工作。此时,可以进行模式切换或发起下一条指令。4.5参数设置指令序号0E32-T100S2描述备注必须为0xC0或C2C0:所设置的参数会掉电保存。C2:所设置的参数不会掉电保存。名称HEAD固定0xC0或0xC2,表示此帧数据为控制命令因为专业,所以选择!第10页,共13页123ADDHADDLSPED模块地址高字节(默认00H)模块地址低字节(默认00H)速率参数,包括串口速率和空中速率7,6:串口校验位00:8N1(默认)01:8O110:8E111:8N1(等同00)-------------------------------------------------5,4,3TTL串口速率(bps)000:串口波特率为1200001:串口波特率为2400010:串口波特率为4800011:串口波特率为9600(默认)100:串口波特率为19200101:串口波特率为38400110:串口波特率为57600111:串口波特率为115200-------------------------------------------------2,1,0无线空中速率(bps)000:空中速率为0.3k001:空中速率为1.2k010:空中速率为2.4k(默认)011:空中速率为4.8k100:空中速率为9.6k101:空中速率为19.2k110:空中速率为19.2k(同101)111:空中速率为19.2k(同101)00H-FFH00H-FFH通信双方串口模式可以不同-------------------------------------通信双方波特率可以不同串口波特率和无线传输参数无关,不影响无线收发特性。-------------------------------------空中速率越低,距离越远,抗干扰性能越强,发送时间越长。通信双方空中无线传输速率必须相同。4CHAN7、6、5:保留未用-------------------------------------------------4-0:通信信道,默认17H(433MHz)写0。00H-1FH,对应410~441MHz为1时,每个用户数据帧的前3个字节作为高、低地址、信道。发射时,模块改变自身地址和信道,完毕后,恢复原有设置。-------------------------------------5OPTION7,定点发送使能位(类MODBUS)0:透明传输模式1:定点传输模式-------------------------------------------------6IO驱动方式(默认1)1:TXD、AUX推挽输出,RXD上拉输入0:TXD、AUX开路输出,RXD开路输入-------------------------------------------------5,4,3无线唤醒时间000:250ms(默认)001:500ms010:750ms011:1000ms100:1250ms101:1500ms110:1750ms111:2000ms-------------------------------------该位用于使能模块内部上拉电阻。漏极开路方式电平适应能力更强,某些情况可能需要外部上拉电阻-------------------------------------收发模块都工作在模式0下,该延迟时间无效,可以任意值。发射方工作在模式1,将持续发射相应时间的唤醒码。接收方工作在模式2,此时间是指接收方的监听间隔时间(无线唤醒),只能收到工作在模式1下发射方的数据。发射方设置的唤醒时间不能小于接收方的监听间隔时间,否则可能丢失数据,当双向通信时,双方可把唤醒时间设置一致(建议一致)。唤醒时间越大平均接收电流越低。--------------------------------------------------------------------------------------因为专业,所以选择!第11页,共13页2,FEC开关0:关闭FEC纠错1:打开FEC纠错(默认)关闭FEC后,数据实际传输速率提升,但抗干扰能力减弱,距离稍近,请根据实际应用选择。-------------------------------------------------1,0发射功率(大约值)000:20dBm(默认)001:17dBm010:14dBm011:10dBm通信双方必须都开启或都关闭。外部电源必须提供250mA以上电流输出能力。并保证电源纹波小于100mV。不推荐使用较小功率发送,其电源利用效率不高。-------------------------------------举例说明(序号3“SPED”字节的含义):该字节的二进制位具体值(用户配置)代表意义对应的十六进制706015041串口波特率为96003120A11空中速率为2.4k00串口校验位8N1参数配置步骤12345678E32-T100S2详细说明请先安装资料包中USB转接板驱动程序(CP2102)。拔掉USB转接板上M0、M1处的跳线帽,如下图所示;电源跳线帽选3.3V或5V皆可。将模块插入转接板的7PIN座,天线端向外;然后将转接板插入电脑USB口。打开我司的参数配置软件,选择相应的串口号然后点击“打开串口”;点击“读取模块参数”,界面如下图所示;如果读取失败,请检查模块是否处于模式3,或是否已安装转接板驱动程序。根据需要更改相应配置,请调整需要修改的参数;点击“写入”按钮,把新参数写入到模块。如果需要重新配置请按“第五步”操作;如果配置完成请先点击“关闭串口”然后取下模块。单片机可使用命令配置模块参数,具体配置详见上文《指令格式-参数设置指令》。操作安装驱动拔下跳线连接模块打开串口进入界面写入参数完成操作命令配置因为专业,所以选择!第12页,共13页

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