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VC3SMP85模块

采用silabs的EM3585-RTR芯片,通过fcc ce认证。

1 概述

VC3SMP85模块提供极低功耗(休眠电流1.8µA)、高性能的ZigBee解决方案。它采用业界领先的ZigBee Pro Stack——EmberZNet,提供十分稳定和可靠的ZigBee网络。VC3SMP85模块内嵌ARM Cortex-M3内核,具有丰富的内存资源及I/O接口,协助客户快速实现简单或复杂的产品开发。

 

图表 1 VC3SMP85模块框架结构图

 

 

2 特性

l  内嵌32-bit ARM® Cortex-M3内核

l  工作频率可选:6, 12 or 24MHz

l  发射功率高达+20dBm

l  Flash容量高达:512KBRAM容量高达:32KB

l  RAMGPIO保持状态下,超低休眠电流:1.8µA。多种休眠模式可选

l  宽电压输入:2.1-3.6V,内置1.81.25V稳压输出

l  可以通过OTA方式进行固件升级

l  硬件支持AES-128加密方式

l  多路ADC输入接口

l  工作温度范围: -40 - +85

l  正常模式下链路预算为高达116dB。通过配置可以达到120dB

 

 

 

 

3 相关参数

项目

最小值

最大值

单位

供电电压(VDD

-0.3

+3.6

V

I/O口电压

-0.3

VDD+0.3

V

I/O口用作模拟输入的电压

-0.3

+2.0

V

RF输入功率

——

+5

dBm

储藏温度

-40

+125

1 极限参数

 

项目

最小值

参考值

最大值

单位

供电电压(VDD

2.1

3.3

+3.6

V

工作温度

-40

25

+85

 

2 推荐工作条件

 

 

项目

最小值

参考值

最大值

单位

工作频率

2405

——

2480

MHz

接收灵敏度(1%PERBoost模式)

-102

——

-94

dBm

发射功率

——

+20

+21

dBm

频偏容差范围(@25℃)

-96.2

——

+96.2

kHz

3 RF相关参数

注:在空旷距离下测试,VC3SMP85模块采用+20dBm发送,接收采用VC3SMP85模块,传输距离可达到800米。

 

 

项目

最小值

参考值

最大值

单位

发送电流(+20dBmBoost模式)

——

157.5

——

mA

接收电流(Boost模式)

——

37.5

——

mA

休眠电流

——

1.6

——

µA

4 其他参数

 

 

 

 

 

 

 

4 系统框架

VC3SMP85由高性能ZigBee SoC芯片和PA芯片组成,框架图如下:

 


图表 2 VC3SMP85 模块框架图

 

4.1 SoC芯片

VC3SMP85模块采用EmberEM3585芯片。该芯片集成了RF射频和基带、硬件MAC、硬件抓包模块、ARM® CortexTM-M3微处理器、大容量FlashRAM及大量丰富的外设资源。因此,该芯片为用户提供了低成本、高性能的ZigBee解决方案。

4.2 PA芯片

VC3SMP85模块集成了一片放大信号功率的PA芯片。该PA芯片集成了PALNA、射频开关。所以,该芯片不仅可以放大输出信号提高发射功率,也可以放大输入信号增强接收性能。同时又由于其满足IEEE802.15.4/ZigBee的所有射频功能要求,且具有较低的成本,使其成为高性价比的ZigBee射频前端解决方案。

PA芯片的正确使用,需要软件的配合。在实现软件的时,应将PC5PC6设置为ALT_OUTPUSH/PULL),通过这两个引脚控制PA芯片,切换发送和接收的通道。同时为提高射频性能,应通过emberSetTxPowerMode()EmberZNet API)设置EMBER_TX_POWER_MODE_BOOST,使用TX Power Mode1。为避免PA芯片损坏,在使用过程中EM3585的输出功率不应大于0dBm

注:在使用Ember Desktop生成代码时,EMBER_AF_TX_POWER_MODE宏定义即用于设置此参数。在Desktop的配置选项,如下:


图表 3 VC3SMP85模块Tx Power Mode配置选项

 

4.3 天线

VC3SMP85模块集成了一根PCB天线,用于发射射频信号。同时提供了可选的外部天线接口,用户可以通过外部天线接口,使用已经选定的射频天线。用户可以通过模块上的零欧姆电阻,决定使用集成的内部PCB天线,还是外部自行配备的天线。

集成的PCB天线提供了较好的传输距离。但是,需要使用VC3SMP85的主板PCB配合,才能达到最佳的传输距离。如果主板PCB在使用VC3SMP85模块的附近,设计存在缺陷,将严重影响VC3SMP85的传输性能。所以在VC3SMP85模块的集成PCB天线周围,主板PCB不可以存在地平面。

采用自行配备的天线时,需要注意主板PCB天线引出部分的设计。确保天线和馈线之间的阻抗匹配。避免因为阻抗不匹配造成射频信号被严重反射,造成实际从天线发射的信号功率严重下降,影响传输距离。

5 引脚介绍


图表 4 VC3SMP85模块引脚分布

 

VC3SMP85引脚编号

功能

方向

描述

12123133

GND

——

——

3

PC5

I/O

GPIO

TX_ACTIVE

O

当处于发送模式时,输出为高

4

RESET

I

低电平复位

5

PC6

I/O

GPIO

nTX_ACTIVE

O

当处于发送模式时,输出为低

6

PC7

I/O

GPIO

7

PA7

I/O

GPIO

8

PB3

I/O

GPIO

SC1nCTS

I

UARTCTS

SC1SCLK

I/O

SPI的时钟线

TIM2C3

I/O

Timer 2 通道3的输入/输出

9

PB4

I/O

GPIO

TIM2C4

I/O

Timer 2通道4的输入/输出

SC1nRTS

O

UARTRTS

SC1nSSEL

I

SPI从机选择

10

PA0

I/O

GPIO

TIM2C1

I/O

Timer2通道1的输入/输出

SC2MOSI

I/O

SPI主机时为输出、从机时为输入

11

PA1

I/O

GPIO

TIM2C3

I/O

Timer 2通道3的输入/输出

SC2MISO

I/O

SPI主机时输入、从机时输出

13

VDD

——

电源(2.1——3.6V

14

PA2

I/O

GPIO

TIM2C4

I/O

Timer 2通道4的输入/输出

SC2SCLK

I/O

SPI的时钟线

SC2SCL

I/O

串行控制器的时钟线

15

PA3

I/O

GPIO

SC2SSEL

I

SPI从机选择

TIM2C2

I/O

Timer2通道2的输入/输出

16

PA4

I/O

GPIO

ADC4

模拟输入

模拟输入通道4

17

PA5

I/O

GPIO

ADC5

模拟输入

模拟输入通道5

nBootMode

I

芯片启动时,选择启动Bootloader的控制引脚

18

PA6

I/O

GPIO

TIM1C3

I/O

Timer 1通道3的输入/输出

19

PB1

I/O

GPIO

SC1MISO

O

SPI从机输出

SC1MOSI

O

SPI主机输出

SC1SDA

I/O

串行通信数据线

SC1TXD

O

UARTTX接口

TIM2C1

I/O

Timer2通道1的输入/输出

20

PB2

I/O

GPIO

SC1MISO

I

SPI主机输入

SC1MOSI

I

SPI从机输入

SC1SCL

I/O

串行通信的时钟线

SC1RXD

I

UARTRX接口

TIM2C2

I/O

Timer2通道2的输入/输出

21

SWCLK

I/O

SWD接口的时钟线

JTCK

I

JTAG接口的时钟线

22

PC2

I/O

GPIO

23

PC3

I/O

GPIO

24

PC4

I/O

GPIO

SWDIO

I/O

SWD接口的数据线

25

PB0

I/O

GPIO

IRQA

I

外部中断源A

VREF

I/O

ADC参考电平的输入/输出

TIM1CLK

I

Timer 1的外部时钟输入

26

PC1

I/O

GPIO

ADC3

I

模拟输入通道3

27

PC0

I/O

GPIO

28

PB7

I/O

GPIO

ADC2

模拟输入

模拟输入通道2

29

PB6

I/O

GPIO

ADC1

模拟输入

模拟输入通道1

TIM1C1

I/O

Timer1通道1的输入/输出

30

PB5

I/O

GPIO

ADC0

模拟输入

模拟输入通道0

TIM2CLK

I

Timer2外部时钟输入

32

RF Out

I/O

外部天线的RF输出

5 引脚描述

 

6 模块尺寸


图表 5 VC3SMP85模块尺寸

单位(mm