小型无线模块 WizFi250 用户手册

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WizFi250是WIZnet在2013年最新推出的小型无线模块。

这款无线模块在性能上有怎样的改进呢?我们来看一下WizFi250与WIZnet之前的WIZ610wi、WizFi210/220和WizFi630性能上的对比。

无线模块对比

 

接下来让我们详细了解一下WizFi250的更多细节数据。

1.     简介

WizFi250是一个小的高集成无线模块,它不仅集成了802.11b/g/n功能,还包括了一个2.4GHz WLAN CMOS功放(PA),满足了大部分手持系统的输出功率需求。

伴随着功放,WizFi250同时集成了收发变压器,进一步降低了整体方案的功耗。

小巧,精细的物理设计使WizFi250能够忽略空间限制,更容易的与系统完成集成,实现高性能无线连接。

硬件WAPI加速引擎,AES,TKIP,WPA和WPA2,使得WizFi250能够为您的网络提供最新的安全保障。

对于软件和驱动开发,WIZnet提供丰富的技术文档和参考软件代码,以便于与您的系统集成。

2.     特点

–       单通道2.4GHz IEEE 802.11b/g/n

–       集成射频功率放大器

–       支持无线数据传输速率高达65Mbit/s

–       1MB Flash内存,128KB 静态存储器(SRAM),1MB 串口Flash缓存

–       支持接收端天线分集

–       低功耗&优秀的电源管理,大大延长电池寿命

–       小巧,适合小尺寸系统集成

–       灵活的系统配置,极易与移动及手持设备集成

–       2.412 – 2.484 GHz双SKUs 适用于全球市场

–       无铅环保设计,符合RoHS认证;

–       封装: 28×20 mm

–       串行接口:UART,SPI

–       提供强大的网页服务器

–       AP

  • 足够的存储空间
  • WiFi安全可靠(WEP,WPA/WPA2PSK)
  • L2交换

–       OTA (无线固件下载)

3.     方框图

WizFi250模块是基于WiFi模组和MCU模组构成的。它支持主处理器通过一般的SPI,UART接口连接到WLAN。下图是一个简单的WizFi250模块的框图:

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4.     引脚描述

4.1.    引脚分布

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4.2.    引脚描述

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5.     技术规范

5.1.    绝对最大额定值

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5.2.    推荐工作环境

5.2.1. 温湿度

WizFi250可承受的工作环境温湿度如下表所示。

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* 最大工作环境温度可达85℃,但是长期暴露在该最大额定环境中,会导致性能下降,影响设备可靠性。所以我们建议,为了获得最好的效果,我们推荐工作环境温度在20 to 75℃范围内。

5.2.2. 电压

WizFi250的电源需要通过主机通过电源引脚供给。

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5.2.3. 电流损耗

WizFi250工作在与MCU通讯模式下的电流损耗:

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WizFi250 工作在Tx模式下输出时的电流损耗:

(标准规范定义@3.3V 25℃ ; 最大规范定义@3.0V 70℃)

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WizFi250 工作在Rx模式下输出时的电流损耗:

(标准规范定义@3.3V 25℃ ; 最大规范定义@3.0V 70℃)

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5.3.    无线规范

WizFi250符合以下定义规范及标准:

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5.4.    WiFi的输出功率,误差向量幅度(EVM),灵敏度规格

WizFi250的WiFi输出功率如下表所示:

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Wi-Fi TX EVM遵循IEEE标准如下表所示:

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WizFi250的WiFi敏感度如下表所示:

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6.     I/O端口特征

除非另有规定,否则请参考下表:.

Table I/O 静态特征

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  1. FT = 5V耐压。为了维持电压高于VDD+0.3,内部上拉/下拉电阻必须被禁用。
  2. 处于施密特开关触发电平间的延时电压。基于特征描述,未经产品验证。
  3. 最少100 mV.
  4. 如果有负电流注入相邻引脚,漏电流可能会比最大值高。
  5. 上拉电阻和下拉电阻的真实阻抗是由与其串联的PMOS/NMOS可调开关决定的。这个MOS/NMOS对于串联电阻的影响很小(大约~10%左右)。

7.     尺寸,重量及安装

以下段落,讲述的是WizFi250的尺寸,重量及安装的需求。

The following paragraphs provide the requirements for the size, weight and mounting of the WizFi250.

7.1.    外形尺寸

28 mm (W) x 20 mm (L) x 1.9 mm (H) (+/-0.1mm) (PCB天线,包括金属屏蔽)

17 mm (W) x 20 mm (L) x 1.9 mm (H) (+/-0.1mm)

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7.2.    引脚布局及说明

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7.3.    推荐的引脚布局

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8.     设计指南

8.1.       PCB电线指南

8.1.1.                  模块位置建议

为了获得更好的天线信号,建议以下天线布局。

位置 1: 模块位于主板的右上角。

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位置 2: 模块位于主板的左上角.

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8.1.2.                  模块布局指南

–       主板在模块PCB天线下面的区域应该留有空隙或者是空的。

–       无论是主板的那一层都应当避免将信号,GND或电源线布置在天线区域。

–       主板上的任何金属盖,电源线,或金属元器件应当远离天线区域。

–       在主板上的GND面要尽可能的布置的大一些。

 

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8.1.3.                  天线仿真结果

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8.1.4.                  天线测量步骤

为了测量模块性能,将其布置在右上角

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天线测量装置如图.

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8.1.5.                  天线的测量结果

 

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8.2.       固件更新-电路指南

WizFi250 根据其固件为客户提供一些特殊的功能。目前为止,我们不仅提供WizFi250的标准固件。同时也为一些特殊客户提供了客户定制化的固件。这些都可以实现固件更新。

WizFi250 通过BOOT信号引脚的输入值来决定其工作模式。当BOOT引脚输入低电平时,WizFi250工作在Boot模式。否则的话,其一般都工作在运行模式。

WizFi250通过UART与PC通信来更新其他固件,随你需要将UART1_RXD和UART1_TXD引出到外部接口来与PC通信。我们列出了2种不同的电路以供连接参考。

8.2.1.                  方案 1

一个简单的电路,以便于上传固件。如果你的MCU应用已经占用UART与WizFi250通讯,那么与外部PC机通讯更新固件则有可能出现问题。因为,此时UART接口被双重占用。WIZnet不能保证这种情况能够100%成功。

因此,请监控你MCU的BOOT信号。当BOOT引脚输入低电平时,停止UART与MCU之间的通讯。在次之后,你可以成功的实现固件更新。

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8.2.2.                  方案 2

这个电路通过一些额外的硬件来选择UART的通讯。当BOOT SW开关开启(GND)时,WizFi250进入Boot模式。如果BOOT SW开关关闭(3.3V)时, WizFi250处于RUN模式。当进入BOOT模式时,UART信号引脚用于WizFi250与PC间的固件更新连接。这样的话,你就可以实现固件更新。当BOOT引脚信号为高电平时,UART信号引脚用于WizFi250与MCU之间的通讯。这时,WizFi250工作在运行模式。

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9.     推荐的回流焊曲线

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A-B.温度:150~200℃;回流焊时间:60~120sec;

C. 恒温: 235~245℃;

D. 高于220 ℃的回流焊时间: 40~90sec;

建议:最佳冷却率<1℃/sec. from peak to 220 ℃.

10.     参考电路图

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