A7139手册

1.典型应用■ISM频段数据通信；■家居安全；■无线远程控制；■无线传感器网络■RKE（远程无钥匙进入）■能量控制和管理■建筑自动化■AMR2.一般描述A7139为全集成低中频结构CMOSFSK/GFSKTRX，可运行在315/433/470/510/868/915MHz的ISM频段。本芯片特别适用于电池供电的470~510MHz频段的中国AMR和868.3MHz的欧洲M-bus。A7139为笙科最小功耗系列亚GHzISM频段产品，其具有非常低的功耗（如，434MHz频段，RX模式下功耗为3.8mA）。而且，A7139能够提供非常好的链路预算，高效E类功放输出功率高达20dBm，以及非常低的相位噪声（-110dBmRX接收灵敏度@100Kbps/FSK/433.92MHz）。因此，A7139非常适合电池供电视距距离无线传输。A7139包括了一个基带调制解调器可以进行数据率可编程从2K到250Kbps。对于电池供电系统，A7139支持快速PLL启动时间（120us），Xtal启动时间（1100us）和片上稳压器启动时间（850us）以减少平均功耗。RF综合器包括了VCO和低噪声小数PLL，其频率分辨率达366Hz。由于A7139是低中频结构TRX其IFBW可编程（IF滤波器带宽，50kHz/100KHz/150KHz/250KHz），RXLO必须根据IFBW设置配置成与TXRF偏差一个IF。A7139控制寄存器通过3线或4线SPI接口访问，包括TX/RFFIFO、VCO频率、片上校准过程。另一方面，通过SPI，可以发出唯一的Strobe命令，可以控制A7139功耗模式（深睡眠、睡眠、空闲、待机）、PLL模式、TX模式和RX模式。和SPI一起，A7139和MCU之间的数字连接为GIO1和GIO2（最少功能GPIO），可用于指示A7139状态，因此MCU可以用于轮流检测或射频控制中断。在数据包处理方面，A7139支持直接模式和FIFO模式，在直接模式中，MCU或Encoder可以通过GIO1或GIO2/TXD管脚发送自定义数据包（导言+同步字+负载）。然后，在RX模式，MCU或解码器可以以bit串的形式从GIO1或GIO2/RXD管脚接收输入包（导言+同步字+负载）。在FIFO模式下，A7139可以自动产生前导，用户只需要通过SPI利用IDR/W命令来分配同步字。内部分离的64字节TX/RXFIFO可以使用户读写数据。用户可以开启附件包特性，如CRC校验，每字1bit数据纠正FEC(汉明74)，曼彻斯特编码，以及数据加解密的白噪化。附件功能如片上稳压器、用于信道空闲评估的RSSI、温度传感器、低电压检测、载波检测、前导检测、FIFO模式帧同步、自动ACK和自动重发、AIF（自动IF功能）、AFC（自动频率补偿）、自动校准（VCO，IF滤波器）、PLL/CLK产生器、Xtal负载片上补偿电容和WOR（RX唤醒，支持周期唤醒进入RX模式以便对输入包进行监听而不需要MCU协助）等，可以简化系统开发成本，总之，A7139高度集成和低电流消耗可以减小BOM成本，所有特性都集成在QFN4X424脚封装中。、3.特性小尺寸（QFN4X4,24管脚）频段：315/433/470/510/868/915MHzFSK和GFSK调制可编程数据率从2Kbps到250Kbps可编程TX功率从-40dBm到20dBm片上稳压器，支持输入电压2.2~3.6V深度睡眠电流（0.3uA）睡眠电流（1.5uA）极低电流消耗RX电流（AGC关闭）在433MHz频段：3.8mARX电流消耗（AGC关）868MHz：4.4mATX电流消耗433MHz：24mA@10.5dBmTX电流消耗868MHz：22mA@9.3dBmTX电流消耗490MHz：86mA@20dBm快速PLL建立时间（120us）支持低成本晶振（12.8/16/19.2MHz）支持RSSI宽动态范围的AGC可编程IF滤波器频段（50KHz/100KHz/150KHz/250KHz）高度RX灵敏度，如490MHz-118dBm@2Kbps-115dBm@50Kbps-109dBm@100Kbps方便使用支持3线-4线SPI通过SPI的唯一Strobe命令AGC开启时有9bitRSSIAGC关闭时有8bitRSSI自动校准（VCO，IF滤波器，RSSI）自动IF功能自动频率补偿自动CRC滤除自动（7,4）汉明码FEC（支持1bit/word的纠错）自动重发（最大15次）自动ACK曼彻斯特编码可编程载波监听指示可用于负载加解密的数字白噪化独立的64字节RX和TXFIFO简易FIFO/分段FIFO/FIFO外延（16K字节到无穷）支持FIFO模式下MCU帧同步支持直接模式下输出到MCU的恢复时钟片上8bitADC低电压指示片上低功耗RX振荡器用于WOT和WOR（TX/RX唤醒）功能4.管脚配置5.RF芯片模块框图6.管脚描述7.绝对最值范围8.参数指标9.控制寄存器A7139包含了31x16bit控制寄存器，可以通过简单的3线SPI（SCS、SCK、SDIO）进行读写，所有控制寄存器表如下9.1控制寄存器表9.2控制寄存器描述9.2.1系统时钟SDR【6:0】：数据率分频器Daterate=∙[:]其中fsystem为系统时钟如果DMOS（0Ah）=0，Daterate=∙[:]（推荐）如果DMOS（0Ah）=1，Daterate=∙[:]GRS：内部时钟发生器参考时钟选择0：PLLCLKGen.=FCGRFX48，其中FCGRF由GRC分频器产生1：PLLCLKGen.=FCGRFx32GRC【4:0】：参考时钟分频GRC【4:0】为内部CLK发生器PFD时钟分频f=[:]CSC[2:0]：系统时钟分频设置CSC为FMSCK的分频以产生想要的数据时钟和IF校准时钟。其中FMSCK可以从Xtal来（CGS=0）也可以从内部时钟发生器来（CGS=1）。f=[:]FCSCK必须设置适当，否则，IF滤波器校准将失败。具体参见第12节9.2.2PLLI（地址：01h）CHI【1:0】：保留，CHI必须为00CHF【1:0】：电荷泵电流设置，推荐CHF=0100:48uA01:96uA10:192uA11:384uACHIS：保留，CHIS必须为0CHFS：小数分频电荷泵电流等级，推荐CHFS=10：正常小数分频电荷泵电流1：电流x2IP【8:0】：LO频率整数部分设置，具体请参看第13节9.2.3PLLII（地址：02h）FP【15:0】:LO频率小数部分设置f_=f∙IP[8:0]+[:](Hz)其中f_为VCO基础频率，f=f÷(RFC[3:0]+1)，为RF_PLL比对频率。A7139的RF频率通过以下公式提供偏差方式想要的RF频率等于VCO频率，FRF=FVCO=FLO_BASE+FOFFSET；其中fOFFSET为VCO偏置频率，通过FPA【15:0】（09h，页2）实现，f=f∙[:]∙具体细节参看第13章9.2.4PLLIII（地址：03h）AFC：自动频率补偿选择0：手动1：自动MC【14:0】：PLL小数部分补偿值写：手动设置LO小数部分补偿值，当AFC=0时读：频率偏置值，当AFC=1；9.2.5PLLIV（地址:04h）TXDBG:TX调试模式，TXBG必须为00：关闭1：开启EDIVS：频率综合器选择，EDIVS必须为00：小数PLL1：保留MD1：RF频段选择0：低频段(310MHz~510MHz)1：高频段（860MHz~930MHz）CKX2：保留，CKX2必须为00：低电流1：高电流PDL【2:0】：PLL启动延时时间设置ADCR：保留，ADCR必须为0VCI：VCO电流校准测试位，保留，VCI必须为0CPS：电荷泵三态设置，推荐CPS=10：三态1：正常模式ISDIV：分频器电流测试位，推荐ISDIV=00：低电流1：高电流SDPW【1:0】：sigma-delta调制器脉冲宽度，SDPW必须为00NSDO：MASHsigma-delta阶数设置，推荐NSDO=00:2阶；1:3阶EDI：抖动噪声设置，推荐EDI=00：开启；1：关闭9.2.6PLLV（地址：05h）VICMP：保留，VICMP必须为0IA【14:0】：保留，IA必须为00009.27PLLVI（地址06h）RFC【3:0】：小数PLL的R计数器RFC用于将晶振频率进行分频以产生PLL比对频率FPFD=Fxtal/(RFC【3:0】+1)RIC【11:0】：保留，RIC必须为0x0009.2.8晶振设置（地址：07h）PGA【3:0】：08h寄存器页选择CRCDNP：CRC模式选择0：CRC-CCITT（X16+X12+X5+1）1：CRC-DNP（X16+X13+X12+X11+X10+X8+X6+X5+X2+1）CRCINV：CRC反向设置0：关闭；1：开启PGBS【2:0】：09h寄存器页选择RBS：REGA带隙基准设置XCC：晶振电流设置0：低电流；1：高电流XCP【1:0】：晶体振荡器调制耦合设置，推荐XCP=00CGS：时钟产生设置0：关闭，FMSCK=Xtalfreq.1：开启，FMSCK=CLK生成器，具体参看第12节XS：晶体振荡器选择，推荐XS=10：关闭；1：开启9.2.9TXI（地址：08h）页0RC_DLY[2:0]：RSSI校准RL延迟设置，推荐RC_DLY=000000:100us；001:300us；010:500us；011:700us；100:900us；101:1.1ms；110:1.3ms；111:1.5msTME：TX调制使能0：关闭1：开启GS：高斯滤波选择0：关闭1：开启FDP【2:0】：频偏系数设置FD【7:0】：TX频偏设置，不管高斯滤波器是否开启f=2∙f∙FD[7:0][:](Hz)其中fPFD为PLL比对频率具体参看第13节9.2.9.1WORI(地址：08h)页1WOR_AC[5:0]：6bitWOR活动周期WOR活动周期=（WOR_AC[5:0]+1）x（1/4096），（244us~15.6ms）WOR_SL[9:0]：10bitWOR睡眠周期WOR睡眠周期=（WOR_SL[9:0]+1）x(32/4096)，（7.8ms~7.99s）VBD：电池检测标志（只读）0：电池低1：电池高9.2.9.2WORII（地址：08h）页2RSSC_D[1:0]：RSSI校准延迟，推荐RSSC_D=0000:10us；01:20us；10:30us；11:40usRS_DLY[2:0]：RX模式下RSSI测试延时，推荐RS_DLY=000000:10us；001:20us；010:30us；011:40us；100:50us；101:60us；110:70us；111:80usWOR_CD：MCU唤醒选择WN【3:0】：RX唤醒次数唤醒次数=（WN【3:0】+1）WOR_S:唤醒MCU选择RCOSC_E:WOR或TWOR的RC振荡器0：关闭；1：开启TSEL：TWOR占空比0：使用WOR_AC[5:0]（其中WOR_AC地址为08h页1）1：使用WOR_SL[9:0]（其中WOR_SL[9:0]地址为08h页1）TWSOE：唤醒MCU模式选择0：通过WOR模式，在接收到包后唤醒MCU1：通过TWOR模式，通过TWOR计数器唤醒MCURCOT【1:0】：RC振荡器电流设置，推荐RCOT=009.2.9.3RF电流（地址：08h）页3QCLM：保留，必须为0CDSEL【1:0】：