搜索
PreliminarySi24R1超低功耗高性能2.4GHzGFSK无线收发芯片主要特性工作在2.4GHzISM频段调制方式：GFSK/FSK数据速率：2Mbps/1Mbps/250Kbps超低关断功耗：0.7uA超低待机功耗：15uA快速启动时间：130uS内部集成高PSRRLDO宽电源电压范围：1.9-3.6V数字IO电压:3.3V/5V低成本晶振：16MHz±60ppm接收灵敏度：-83dBm@2MHz最高发射功率：7dBm接收电流（2Mbps）：15mA发射电流(2Mbps):12mA（0dBm)10MHz四线SPI模块内部集成智能ARQ基带协议引擎收发数据硬件中断输出支持1bitRSSI输出极少外围器件,降低系统应用成本QFN20封装或COB封装应用范围无线鼠标、键盘无线遥控、体感设备有源RFID、NFC智能电网、智能家居无线音频无线数据传输模块低功耗自组网无线传感网节点封装图结构框图PreliminarySi24R1术语缩写术语描述中文描述ARQAutoRepeat-reQuest自动重传请求ARTAutoReTransmission自动重发ARDAutoRetransmissionDelay自动重传延迟BERBitErrorRate误码率CEChipEnable芯片使能CRCCyclicRedundancyCheck循环冗余校验CSNChipSelect片选DPLDynamicPayloadLength动态载波长度GFSKGaussianFrequencyShiftKeying高斯频移键控IRQInterruptRequest中断请求ISMIndustrial-Scientific-Medical工业科学医学LSBLeastSignificantBit最低有效位MbpsMegabitpersecond兆位每秒MCUMicroControllerUnit微控制器MHzMegaHertz兆赫兹MISOMasterInSlaveOut主机输入从机输出MOSIMasterOutSlaveIn主机输出从机输入MSBMostSignificantBit最高有效位PAPowerAmplifier功率放大器PIDPacketIdentity数据包识别位PLDPayload载波RXRX接收端TXTX发射端PWR_DWNPowerDown掉电PWR_UPPowerUP上电RF_CHRadioFrequencyChannel射频通道RSSIReceivedSignalStrengthIndicator信号强度指示器RXReceiver接收机RX_DRReceiveDataReady接收数据准备就绪SCKSPIClockSPI时钟SPISerialPeripheralInterface串行外设接口TXTransmitter发射机TX_DSTransmitDataSent已发数据XTALCrystal晶体振荡器PreliminarySi24R1目录1、简介..................................................42、引脚信息..............................................53、工作模式..............................................64、数据包处理协议........................................95、SPI数据与控制接口....................................146、寄存器映射表.........................................167、主要参数指标.........................................228、封装.................................................249、典型应用原理图.......................................2610、订单信息............................................29附：典型配置方案.......................................30PreliminarySi24R11、简介Si24R1是一颗工作在2.4GHzISM频段，专为低功耗无线场合设计，集成嵌入式ARQ基带协议引擎的无线收发器芯片。工作频率范围为2400MHz-2525MHz，共有126个1MHz带宽的信道。Si24R1采用GFSK/FSK数字调制与解调技术。数据传输速率与PA输出功率都可以调节，支持2Mbps,1Mbps,250Kbps三种数据速率。高的数据速率可以在更短的时间完成同样的数据收发，因此可以具有更低的功耗。Si24R1针对低功耗应用场合进行了特别优化，在关断模式下，所有寄存器值与FIFO值保持不变，关断电流小于0.7uA；在待机模式下，时钟保持工作，电流小于15uA，并且可以在不到130uS时间内开始数据的收发。Si24R1操作方式非常方便，只需要微控制器（MCU）通过SPI接口对芯片少数几个寄存器配置即可以实现数据的收发通信。嵌入式ARQ基带引擎基于包通信原理，支持多种通信模式，可以手动或全自动ARQ协议操作。内部集成收发FIFO，可以保证芯片与MCU数据连续传输，增强型ARQ基带协议引擎能处理所有高速操作，因此大大降低了MCU的系统消耗。Si24R1具有非常低的系统应用成本，只需要一个MCU和少量外围无源器件即可以组成一个无线数据收发系统。内部集成高PSRR的LDO电源，保证1.9-3.6V宽电源范围内稳定工作；数字IO兼容3.3V/5V两种电压，可以与各种MCU接口。图1-1芯片结构框图PreliminarySi24R12、引脚信息VDD_PARFPRFNVSSVCCCECSNSCKMOSIMISO123451514131211XIXOVSSVCCIRQ1098761617181920VSSVDD_DVCCVSSIREFQFN204×4图2-1Si24R1引脚信息图（QFN204×4封装）表2.1引脚功能描述端口端口名称端口类型功能描述1CEDI芯片开启信号，激活RX或TX模式2CSNDISPI片选信号3SCKDISPI时钟信号4MOSIDISPI输入信号5MISODOSPI输出信号6IRQDO可屏蔽中断信号，低电平有效7，15，18VCCPower电源（+1.9~+3.6V，DC）8，141720VSSPower地（0V）9XOAO晶体振荡器输出引脚10XIAI晶体振荡器输入引脚11VDD_PAPower给内置PA供电的电源输出引脚（+1.8Ｖ）12RFPRF天线接口113RFNRF天线接口216IREFAI基准电流19VDD_DPO内部数字电路电源，须接去耦电容DieexposedPower地（0V），推荐与PCB大面积地相连PreliminarySi24R13、工作模式状态转换图Si24R1芯片内部有状态机，控制着芯片在不同工作模式之间的转换。Si24R1可配置为Shutdown、Standby、Idle-TX、TX和RX五种工作模式。状态转换图如图3.1所示。接收模式RX发射模式TX发射空闲模式Idle-TX关断模式Shutdown待机模式Standby芯片上电VDD=1.9V上电延时100msPWR_UP=0PWR_UP=1切换时间：1.5~2msTXFIFO有数据且CE=1PRIM_RX=0,CE=1TXFIFO无数据TXFIFO无数据且CE=1PWR_UP=0TXFIFO有数据且CE=1切换时间：120~130usPRIM_RX=1,CE=1切换时间：120~130us单帧数据发射完成且CE=0CE=0PWR_UP=0CE=0图3-1Si24R1工作模式切换图PreliminarySi24R1Shutdown工作模式在Shutdown工作模式下，Si24R1所有收发功能模块关闭，芯片停止工作，消耗电流最小，但所有内部寄存器值和FIFO值保持不变，仍可通过SPI实现对寄存器的读写。设置CONFIG寄存器的PWR_UP位的值为0，芯片立即返回到Shutdown工作模式。Standby工作模式。在Standby工作模式，只有晶体振荡器电路工作，保证了芯片在消耗较少电流的同时能够快速启动。设置CONFIG寄存器下的PWR_UP位的值为，芯片待时钟稳定后进入Standby模式。芯片的时钟稳定时间一般为1.5~2ms，与晶振的性能有关。当引脚CE=1时，芯片将由Standby模式进入到Idle-TX或RX模式，当CE=0时，芯片将由Idle-TX、TX或RX模式返回到Standby模式。Idle-TX工作模式在Idle-TX工作模式下，晶体振荡器电路及时钟电路工作。相比于Standby模式，芯片消耗更多的电流。当发送端TXFIFO寄存器为空，并且引脚CE=1时，芯片进入到Idle-TX模式。在该模式下，如果有新的数据包被送到TXFIFO中，芯片内部的电路将立即启动，切换到TX模式将数据包发送。在Standby和Idle-TX工作模式下，所有内部寄存器值和FIFO值保持不变，仍可通过SPI实现对寄存器的读写。TX工作模式当需要发送数据时，需要切换到TX工作模式。芯片进入到TX工作模式的条件为：TXFIFO中有数据，CONFIG寄存器的PWR_UP位的值为1，PRIM_RX位的值为0，同时要求引脚CE上有一个至少持续10us的高脉冲。芯片不会直接由Standby模式直接切换到TX模式，而是先立即切换到Idle-TX模式，再由Idle-TX模式自动切换到TX模式。Idle-TX模式切换到TX模式的时间为120us~130us之间，但不会超过130us。单包数据发送完成后，如果CE=1,则由TXFIFO的状态来决定芯片所处的工作模式，当TXFIFO还有数据，芯片继续保持在TX工作模式，并发送下一包数据；当TXFIFO没有数据，芯片返回Idle-TX模式；如果CE=0，立即返回Standby模式。数据发射完成后，芯片产生数据发射完成中断。RX工作模式当需要接收数据时，需要切换到RX工作模式。芯片进入到RX工作模式的条件为：设置寄存器CONFIG的PWR_UP位的值为1，PRIM_RX位的值为1，并且引脚CE=1。芯片由Standby模式切换到RX模式的时间为120~130us。当接PreliminarySi24R1收到数据包的地址与芯片的地址相同，并且CRC检查正确时，数据会自动存入RXFIFO，并产生数据接收中断。芯片最多可以同时存三个有效数据包，当FIFO已满，接收到的数据包被自动丢掉。在接收模式下，可以通过RSSI寄存器检测接收信号功率。当接收到的信号强度大于-60dBm时，RSSI寄存器的RSSI位的值将被设置为1。否则，RSSI=0。。RSSI寄存器的更新方法有两种：当接收到有效的数据包后，RSSI会自动更新，此外，将芯片从RX模式换到Standby模式时RSSI也会自动更新。RSSI的值会随温度的变化而变化，范围在±5dBm以内PreliminarySi24R14、数据包处理协议Si24R1基于包通信，支持停等式ARQ协议。芯片内部ARQ协议基带处理引擎，可以不需要外部微控制器干预下，自动实现ACK和NO_ACK数据包的处理。ARQ协议基带处理单元支持1到32字节动态数据长度，数据长度在数据包内。也可以采用固定数据长度，通过寄存器指定；基带处理单元完成数据的自动解包、打包、自动回复ACK确认信号以及自动重发。该处理单元内部有6个通信管道，可以直接支持1：6星型网络。ARQ包格式一个完整的ARQ数据包包括前导码、地址、包控制字、负载数据以及CRC。如图4.1显示为一个完整的包。图4-1一个完整的带数据的ARQ前导码字段主要用于接收数据同步，