芯片主要特性：

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牙实
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2 超低功耗高性能 2.4GHz GFSK 无线收发芯片主要特性工作在 2.4GHz ISM 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 PSRR LDO 宽电源电压范围 : V 宽数字 I/O 电压范围 : V 低成本晶振 :16MHz±60ppm 接收灵敏度最高发射功率 :7dBm 接收电流 (2Mbps):15mA 发射电流 (2Mbps): 12mA(0dBm) 最高 10MHz 四线 SPI 接口内部集成智能 ARQ 基带协议引擎收发数据硬件中断输出支持 1bit RSSI 输出极少外围器件, 降低系统应用成本 QFN20 封装或 COB 封装结构框图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 IREF 16 VSS 17 VCC 18 VDD_D 19 VSS QFN XI XO VSS VCC IRQ

3 术语缩写术语描述中文描述 ARQ Auto Repeat-reQuest 自动重传请求 ART Auto ReTransmission 自动重发 ARD Auto Retransmission Delay 自动重传延迟 BER Bit Error Rate 误码率 CE Chip Enable 芯片使能 CRC Cyclic Redundancy Check 循环冗余校验 CSN Chip Select 片选 DPL Dynamic Payload Length 动态载波长度 GFSK Gaussian Frequency Shift Keying 高斯频移键控 IRQ Interrupt Request 中断请求 ISM Industrial-Scientific-Medical 工业 - 科学 - 医学 LSB Least Significant Bit 最低有效位 Mbps Megabit per second 兆位每秒 MCU Micro Controller Unit 微控制器 MHz Mega Hertz 兆赫兹 MISO Master In Slave Out 主机输入从机输出 MOSI Master Out Slave In 主机输出从机输入 MSB Most Significant Bit 最高有效位 PA Power Amplifier 功率放大器 PID Packet Identity 数据包识别位 PLD Payload 载波 RX RX 接收端 TX TX 发射端 PWR_DWN Power Down 掉电 PWR_UP Power UP 上电 RF_CH Radio Frequency Channel 射频通道 RSSI Received Signal Strength Indicator 信号强度指示器 RX Receiver 接收机 RX_DR Receive Data Ready 接收数据准备就绪 SCK SPI Clock SPI 时钟 SPI Serial Peripheral Interface 串行外设接口 TX Transmitter 发射机 TX_DS Transmit Data Sent 已发数据 XTAL Crystal 晶体振荡器

4 目录 1 简介引脚信息工作模式状态转换图 Shutdown 工作模式 Standby 工作模式 Idle-TX 工作模式 TX 工作模式 RX 工作模式寄存器映射表主要参数指标极限参数电气指标封装典型应用原理图典型应用原理图 PCB 布线订单信息技术支持与联系方式附 : 典型配置方案... 19

5 1 简介本 RF 芯片是一颗工作在 2.4GHz ISM 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, 关断电流为 0.7uA; 在待机模式下, 时钟保持工作, 电流为 15uA, 并且可以在最长 130uS 时间内开始数据的收发操作方式非常方便, 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 V 宽电源范围内稳定工作 ; 数字 I/O 兼容 2.5V/3.3V/5V 等多种标准 I/O 电压, 可以与各种 MCU 端口直接连接图 1-1 芯片结构框图

6 2 引脚信息引脚信息图 (QFN 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 1 CE DI 芯片开启信号, 激活 RX 或 TX 模式 2 CSN DI SPI 片选信号 3 SCK DI SPI 时钟信号 4 MOSI DI SPI 输入信号 5 MISO DO SPI 输出信号 6 IRQ DO 可屏蔽中断信号, 低电平有效 7,15, VCC Power 电源 (+1.9 ~ +3.6V,DC) 18 8,14, VSS Power 地 (0V) 17,20 9 XO AO 晶体振荡器输出引脚 10 XI AI 晶体振荡器输入引脚 11 VDD_PA Power 给内置 PA 供电的电源输出引脚 (+1.8V) 12 RFP RF 天线接口 1 13 RFN RF 天线接口 2 16 IREF AI 基准电流 19 VDD_D PO 内部数字电路电源, 须接去耦电容 Die exposed Power 地 (0V), 推荐与 PCB 大面积地相连

7 3 工作模式 3.1 状态转换图芯片内部有状态机, 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 所示图 3-1 Si24R1 工作模式切换图

8 3.1.1 Shutdown 工作模式在 Shutdown 工作模式下, 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 1, 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 TX FIFO 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 TX FIFO 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 : TX FIFO 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 TX FIFO 的状态来决定芯片所处的工作模式, 当 TX FIFO 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 TX FIFO 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 :

9 Si24R1 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 RX FIFO, 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

10 4 寄存器映射表 Address (Hex) Mnemonic Bit Reset Value Type Description 00 CONFIG 配置寄存器 01 EN_AA 使能自动确认 02 EN_RXADDR 使能接收数据管道地址 03 SETUP_AW 地址宽度配置 04 SETUP_RETR 自动重发配置 05 RF_CH 射频信道 06 RF_SETUP 射频配置 CONT_WAVE 7 0 R/W 为 1 时, 使能恒载波发射模式, 用来测试发射功率 Reserved 6 0 R/W 保留 RF_DR_LOW 5 0 R/W 设置射频数据率为 250kbps 1Mbps 或 2Mbps, 与 RF_DR_HIGH 共同控制 PLL_LOCK 4 0 R/W 保留字, 必须为 0 RF_DR_HIGH 3 1 R/W 设置射频数据率 [RF_DR_LOW, RF_DR_HIGH]: 00:1Mbps 01:2Mbps 10:250kbps 11: 保留 2:0 110 R/W 设置 TX 发射功率 111: 7dBm 110: 4dBm RF_PWR 101: 3dBm 100: 1dBm 011: 0dBm 010:-4dBm 001:-6dBm 000:-12dBm 07 STATUS 状态寄存器 (SPI 操作的第一个字节, 状态寄存器值通过 MISO 串行输出 )

11 5 主要参数指标 5.1 极限参数工作条件最小值最大值单位电源电压 VDD V VSS 0 V 输入电压 VI V 输出电压 VO VSS to VDD VSS to VDD V 总功耗 100 mw 温度工作温度范围存储温度 ESD 性能 HBM(Human Body Model): Class 1C 5.2 电气指标条件 :VDD=3V,VSS=0V TA=27, 晶振 CL=12pF 符号参数最小值典型值最大值单位备注 OP 参数 VDD 电源电压范围 V I SHD Shutdown 模式电流 0.7 µa I STB Standby 模式电流 15 µa I IDLE Idle-TX 模式电流 380 µa I RX 模式电流 15 I RX 模式电流 14.5 I RX 模式电流 14 I TX 模式电流 25 I TX 模式电流 16 I TX 模式电流 12

12 I TX 模式电流 9.5 I TX 模式电流 8.5 RF 参数 F OP RF 频率范围 MHz F CH RF 信道间隔 1 MHz 2Mpbs 时至少为 2MHz ΔF MOD (2Mbps) 调制频率偏移 ±330 KHz ΔF MOD (1M/250Kbps) 调制频率偏移 ±175 KHz R GFSK 数据速率 Kbps RX 参数 RX -83 dbm BER=0.1% RX -87 dbm BER=0.1% RX -96 dbm BER=0.1% C/I 同信道选择性 6 db C/I C/I C/I 1 st 2MHz 2 nd 4MHz 3 rd 邻道选择性 0 db 邻道选择性 -20 db 邻道选择性 -26 db 6MHz C/I 同信道选择性 7 db C/I C/I C/I TX 参数 1 st 2MHz 2 nd 4MHz 3 rd 6MHz 邻道选择性 6 db 邻道选择性 -21 db 邻道选择性 -30 db P RF RF 输出功率 dbm P 调制带宽 2.1 MHz P 调制带宽 1.1 MHz P 调制带宽 0.9 MHz P RF1 1 st P RF2 2 nd 邻道功率 2MHz -20 dbm 邻道功率 4MHz -46 dbm 晶振参数 F XO 晶振频率 16 MHz ΔF 频偏 ±60 ppm ESR 等效损耗电阻 100 Ω

13 6 封装

14 图 8-1 顶层图 SYMBOL MILLIMETER MIN NOM MAX A A b D D e 0.50BSC E E Ne 2.00BSC Nd 2.00BSC L h U 0.20 REF. L/F 载体尺寸 (mil) 图 8-2 封装尺寸

15 图 9-3 片上天线顶层布线图 (0402 元件 ) 图 9-4 片上天线底层布线图

16 8 订单信息封装标志 PYYMMLL P: 固定为 P YY: 封装年代码 MM: 封装月代码 LL: 晶圆代码表 10-1 订单信息表订单代码封装包装最小单位 4 4mm Box/Tu 5 4 4mm 20-pin QFN Tray 1K 4 4mm 20-pin QFN Tape and reel 1K

17 9 技术支持与联系方式地址 : 邮编 : 电话传真 :

18 附 : 典型配置方案模式一 :ACK 通信发射方配置 : spi_rw_reg(setup_aw, 0x03); // 设置地址宽度为 5bytes spi_write_buf(tx_addr, TX_ADDRESS, 5); // 写入发送地址,5 字节 spi_write_buf(rx_addr_p0, TX_ADDRESS, 5); // 接收通道 0 地址和发射地址相同 spi_write_buf(w_tx_payload, buf, TX_PLOAD_WIDTH); // 写 TX FIFO spi_rw_reg(feature, 0x04); // 使能动态负载长度 spi_rw_reg(dynpd, 0x01); // 开启 DPL_P0 spi_rw_reg(setup_retr, 0x15); // 自动重发延时等待 500us, 自动重发 5 次 spi_rw_reg(rf_ch, 0x40); // 选择射频信道 spi_rw_reg(rf_setup, 0x0e); // 数据传输率 2Mbps 及功率 spi_rw_reg(config, 0x0e); // 配置为发射模式 CRC 可屏蔽中断 CE = 1; 接收方配置 : spi_write_buf(rx_addr_p0, TX_ADDRESS, 5); // 接收通道 0 地址和发射地址相同 spi_rw_reg(en_rxaddr, 0x01); // 使能接收通道 0 spi_rw_reg(rf_ch, 0x40); // 选择射频信道 spi_rw_reg(rx_pw_p0, TX_PLOAD_WIDTH); // 设置负载长度, 使用 PIPE0 接收 spi_rw_reg(setup_aw, 0x03); // 设置地址宽度为 5bytes spi_rw_reg( FEATURE, 0x04); // 使能动态负载 spi_rw_reg(dynpd, 0x01); // 开启 DPL_P0 spi_rw_reg(rf_setup, 0x0e); // 数据传输率 2Mbps 及功率 spi_rw_reg(config, 0x0f; // 配置为发射模式 CRC 可屏蔽中断 CE = 1; 模式二 :NOACK 通信发射方配置 : spi_write_buf( TX_ADDR, TX_ADDRESS, 5); // 写入发送地址 spi_rw_reg( FEATURE, 0x01); // 使能 W_TX_PAYLOAD_NOACK 命令 spi_write_buf(w_tx_payload_noack, buf, TX_PLOAD_WIDTH); spi_rw_reg(setup_aw, 0x03); // 5 byte Address width spi_rw_reg( RF_CH, 0x40); // 选择射频通道 0x40 spi_rw_reg(rf_setup, 0x08); // 数据传输率 2Mbps spi_rw_reg( CONFIG, 0x0e); // 配置为发射模式 CRC 为 2Bytes CE = 1; // 写 FIFO

19 接收方配置 : spi_write_buf( RX_ADDR_P0, TX_ADDRESS, 5); // 接收地址 spi_rw_reg( EN_RXADDR, 0x01); // 使能接收通道 0 spi_rw_reg( RF_CH, 0x40); // 选择射频信道 spi_rw_reg( RX_PW_P0, TX_PLOAD_WIDTH); // 设置接收通道 0 负载数据宽度 spi_rw_reg( RF_SETUP, 0x08); // 数据传输率 2Mbps,-18dbm TX power spi_rw_reg( CONFIG, 0x0f); // 配置为接收方 CRC 为 2Bytes CE = 1; 模式三 : 接收方开启多个通道动态负载 : spi_rw_reg(feature, 0x04); spi_rw_reg(dynpd, 0x3F) ; // 开启所有通道动态负载长度 spi_rw_reg(en_rxaddr, 0x3F); // 开启所有通道 spi_rw_reg(rf_ch, 0x40); // 选择射频通道 0x40 spi_rw_reg(setup_aw, 0x03); // 5 byte Address width spi_rw_reg(config, 0x0B); // 配置为接收方 CE = 1; 静态负载 : spi_rw_reg(rx_pw_p0, 0x20); // 设置通道 0 接收数据宽度 spi_rw_reg(rx_pw_p1, 0x20); spi_rw_reg(rx_pw_p2, 0x20); spi_rw_reg(rx_pw_p3, 0x20); spi_rw_reg(rx_pw_p4, 0x20); spi_rw_reg(rx_pw_p5, 0x20); spi_rw_reg(en_rxaddr, 0x3F); // 开启所有通道 spi_rw_reg(rf_ch, 0x40); // 选择射频通道 0x40 spi_rw_reg(setup_aw, 0x03); // 设置地址宽度 spi_rw_reg(config, 0x0F); // 配置为接收方 CE = 1;

芯片主要特性：

芯片主要特性：超低功耗高性能 2.4GHz GFSK 无线收发芯片主要特性工作在 2.4GHz ISM 频段调制方式 :GFSK/FSK 数据速率 :2Mbps/1Mbps/250Kbps 超低关断功耗 :