sx1278中文数据手册.pdf

发布时间：2022-05-30 发布人：admin 分类：说明书资料大小：4.06M 资料格式：pdf 举报版权申诉

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表目录

图目录

1. 概述

1.1. 简化方框图

1.2. 产品版本

1.3. 引脚图

1.4. 引脚描述

1.5. 封装标识

2. 电气特性

2.1.ESD 注意事项

2.2.绝对最大额定值

2.3.工作条件

2.4.热特性

2.5.芯片规格

2.5.1. 功耗

2.5.2. 频率合成

2.5.3. FSK/OOK 模式接收机

2.5.4. FSK/OOK 模式发射机

2.5.5. LoRaTM 调制模式的电气规格

2.5.6. 数字规格

3.SX1276/77/78特性

3.1.LoRaTM 调制解调器

3.2.FSK/OOK 调制解调器

4. SX1276/77/78 数字电路

4.1.LoRaTM调制解调器

4.1.1. 基于LoRaTM调制解调器的链路设计

4.1.1.1. 概述

4.1.1.2. 扩频因子

4.1.1.3. 编码率

4.1.1.4. 信号带宽

4.1.1.5. LoRaTM发送参数关系

4.1.1.6. LoRaTM数据包结构

4.1.1.7. 传输时间

4.1.1.8. LoRaTM跳频

4.1.2. LoRaTM数字接口

4.1.2.1. LoRaTM配置寄存器

4.1.2.2. 状态寄存器

4.1.2.3. LoRaTM模式FIFO数据缓存

4.1.3. LoRaTM调制解调器操作模式

4.1.3.1. 操作模式控制

4.1.4. 频率设置

4.1.5. LoRaTM调制解调器状态机序列

4.1.5.1 数字IO引脚映射

4.1.6. 调制解调器状态指示符

4.2.FSK/OOK调制解调器

4.2.1. 比特率设置

4.2.2. FSK/OOK传输

4.2.2.1.FSK调制

4.2.2.2.OOK调制

4.2.2.3调制整形

4.2.3. FSK/OOK接收

4.2.3.1. FSK解调器

4.2.3.2. OOK解调器

4.2.3.3.比特同步器

4.2.3.4. 频率误差指示器（ FEI）

4.2.3.5. AFC

4.2.3.6. 前导码检测器

4.2.3.7.镜像抑制混频器

4.2.3.8.镜像与RSSI校准

4.2.3.9. 超时功能

4.2.4. FSK/OOK模式下的工作模式

4.2.5. 启动时间

4.2.5.1.发射机启动时间

4.2.5.2.接收机启动时间

4.2.5.3. RSSI评估时间

4.2.5.4. Tx切换至Rx的周转时间

4.2.5.5. Rx模式切换至Tx模式

4.2.5.6. 接收机跳跃， Rx模式切换另一Rx模式

4.2.5.7. Tx模式切换至Tx模式

4.2.6. 接收机启动方案

4.2.7. 接收机重启方法

4.2.7.1. 在用户请求下重启

4.2.7.2. 收到有效数据包后自动重启

4.2.7.3. 检测到数据包冲突时的自动重启

4.2.8. 顶级定序器

4.2.8.1. 定序器状态

4.2.8.2. 定序器状态转换

4.2.8.3. 定时器

4.2.8.4. 定序器状态机

4.2.9. FSK/OOK模式下的数据处理

4.2.9.1. 方框图

4.2.9.2. 数据操作模式

4.2.10. FIFO

4.2.10.1. 同步字识别

4.2.11. 数字IO引脚映射

4.2.12. 连续模式

4.2.12.1. 概述

4.2.12.2. Tx处理

4.2.12.3. Rx处理

4.2.13. 数据包模式

4.2.13.1. 概述

4.2.13.2. 数据包格式

4.2.13.3. Tx处理

4.2.13.4. Rx处理

4.2.13.5. 处理大数据包

4.2.13.6.数据包过滤

4.2.13.7. 直流消除机制

4.2.13.8. 信标Tx模式

4.2.14. io-homecontrol®兼容性模式

4.3.SPI接口

5. SX1276/77/78 模拟与射频前端电路

5.1.电源策略

5.2.低电池检测器

5.3.频率合成

5.3.1. 晶体振荡器

5.3.2. CLKOUT输出

5.3.3. PLL

5.3.4. RC振荡器

5.4.发射机描述

5.4.1. 结构描述

5.4.2. 射频功率放大器

5.4.3. 在+20dBm高功率条件下的操作

5.4.4. 过流保护

5.5.接收机描述

5.5.1. 概述

5.5.2. 接收机的开启及活跃状态

5.5.3. FSK/OOK模式下的自动增益控制

5.5.4. FSK/OOK模式下的RSS

5.5.5. LoRaTM模式下的RSSI

5.5.6. 信道滤波器

5.5.7. 温度测量

6. 寄存器描述

6.1.寄存器汇总表

6.2.FSK/OOK 模式下寄存器映射

6.3.特定频段附加寄存器

6.4.LoRaTM 模式寄存器映射

7. 应用信息

7.1.晶振规格

7.2.芯片复位

7.2.1. POR

7.2.2. 手动复位

7.3.顶级定序器：监听模式示例

7.3.1. 前导码中断唤醒

7.3.1.1. 时序图

7.3.1.2. 定序器配置

7.3.2. SyncAddress 中断唤醒

7.3.2.1. 时序图

7.3.2.2. 定序器配置

7.4.顶级定序器：信标模式

7.4.1. 时序图

7.4.2. 定序器配置

7.5.CRC 计算示例

7.6.温度读数示例

8. 封装信息

8.1.封装外形图

8.2.推荐焊盘图案

8.3.卷带信息

9. 修订历史

无线&传感 SX1276/77/78 数据手册 SX1276/77/78——137MHz 至 1020MHz 低功耗远距离收发器概述 SX1276/77/78 收发器主要采用 LoRaTM 远程调制解调器，用于超长距离扩频通信，抗干扰性强，能够最大限度降低电流消耗。关键产品特性  LoRaTM 调制解调器  最大链路预算可达 168dB  +20dBm–100mW 电压变化时恒定的射借助升特的 LoRaTM 专利调制技术， SX1276/77/78 采用低成本的晶体和物料即可获得超过-148dBm 的高灵敏度。此外，高灵敏度与+20dBm 功率放大器的集成使这些器件的链路预算达到了行业领先水平，成为远距离传输和对可靠性要求极高的应用的最佳选择。相较传统调制技术，LoRaTM 调制技术在抗阻塞和选择性方面也具有明显优势，解决了传统设计方案无法同时兼顾距离、抗干扰和功耗的问题。这些器件还支持 WM-Bus 和 IEEE802.15.4g 等系统的高性能(G)FSK 模式。与同类器件相比，SX1276/77/78 在大幅降低电流消耗的基础上，还显著优化了相位噪声、选择性、接收机线性度、三阶输入截取点（IIP3）等各项性能。订购信息产品编号运送方式起订量/多次 SX1276IMLTRT SX1277IMLTRT SX1278IMLTRT T&R T&R T&R 3000 片 3000 片 3000 片  QFN-28 封装——工作条件【-40；+85°C】  无铅、无卤、符合 RoHS/WEEE 标准产频功率输出  +14dBm 的高效率功率放大器  可编程比特率高达 300kbps  高灵敏度：低至-148dBm  高可靠性的前端：IIP3=-11dBm  卓越的抗阻塞特性  9.9mA 低接收电流，200nA 寄存器保持电流  分辨率为 61Hz、完全集成的频率合成器  支持 FSK、GFSK、MSK、GMSK、LoRaTM 及 OOK 调制方式  内置式位同步，用于时钟恢复  前导码检测  127dB 的 RSSI 动态范围  自动射频信号检测,CAD 模式和超高速 AFC  带有 CRC、高达 256 字节的数据包引擎  内置温度传感器和低电量指示器应用  自动抄表  家庭和楼宇自动化  无线告警和安防系统  工业监视与控制  远程灌溉系统品修订版 1，2013 年 9 月 © 2013 Semtech Corporation 第 1 页 www.semtech.com

无线&传感目录章节 SX1276/77/78 数据手册页码 1. 概述 .......................................................................................................................................... 9 1.1. 简化方框图 ................................................................................................................... 9 1.2. 产品版本 ..................................................................................................................... 10 1.3. 引脚图......................................................................................................................... 10 1.4. 引脚描述 ..................................................................................................................... 11 1.5. 封装标识 ..................................................................................................................... 12 2. 电气特性................................................................................................................................. 13 2.1. ESD 注意事项 ........................................................................................................... 13 2.2. 绝对最大额定值 ......................................................................................................... 13 2.3. 工作条件 ..................................................................................................................... 13 2.4. 热特性......................................................................................................................... 13 2.5. 芯片规格 ..................................................................................................................... 14 2.5.1. 功耗 ................................................................................................................. 14 2.5.2. 频率合成 ......................................................................................................... 14 FSK/OOK 模式接收机.................................................................................. 15 2.5.3. FSK/OOK 模式发送机.................................................................................. 17 2.5.4. LoRaTM 调制模式的电气规范 ...................................................................... 19 2.5.5. 2.5.6. 数字规范 ......................................................................................................... 22 3. SX1276/77/78 特性 .............................................................................................................. 24 3.1. LoRaTM 调制解调器 .................................................................................................. 25 3.2. FSK/OOK 调制解调器 ............................................................................................. 25 4. SX1276/77/78 数字电子电路 .............................................................................................. 26 4.1. LoRaTM 调制解调器 .................................................................................................. 26 4.1.1. 基于 LoRaTM 调制解调器的链路设计 ......................................................... 26 LoRaTM 数字接口 .......................................................................................... 33 4.1.2. LoRaTM 调制解调器操作 .............................................................................. 35 4.1.3. 4.1.4. 频率设置 ......................................................................................................... 35 LoRaTM 调制解调器状态机序列 .................................................................. 36 4.1.5. 4.1.6. 调制解调器状态指示 ..................................................................................... 45 4.2. FSK/OOK 调制解调器 ............................................................................................. 45 4.2.1. 比特率设置 ..................................................................................................... 45 FSK/OOK 发射.............................................................................................. 46 4.2.2. FSK/OOK 接收.............................................................................................. 47 4.2.3. FSK/OOK 模式下的运行模式...................................................................... 53 4.2.4. 4.2.5. 启动时间 ......................................................................................................... 53 4.2.6. 接收机启动方案 ............................................................................................. 57 4.2.7. 接收机重启方法 ............................................................................................. 57 4.2.8. 顶级定序器 ..................................................................................................... 58 FSK/OOK 模式下的数据处理...................................................................... 62 4.2.9. 4.2.10. FIFO ............................................................................................................... 63 修订版 1，2013 年 9 月 © 2013 Semtech Corporation 第 2 页 www.semtech.com

SX1276/77/78 无线&传感数据手册 4.2.11. 数字 IO 引脚映射 .......................................................................................... 66 4.2.12. 连续模式 ........................................................................................................ 67 4.2.13. 数据包模式 .................................................................................................... 69 io-homecontrol®兼容性模式 ..................................................................... 77 4.2.14. 4.3. SPI 接口 ..................................................................................................................... 77 5. SX1276/77/78 模拟与射频前端电路 .................................................................................. 79 5.1. 电源策略 ..................................................................................................................... 79 5.2. 低电池检测器 ............................................................................................................. 79 5.3. 频率合成 ..................................................................................................................... 79 5.3.1. 晶体振荡器 ..................................................................................................... 79 5.3.2. CLKOUT 输出 ............................................................................................... 79 5.3.3. PLL ................................................................................................................. 80 5.3.4. RC 振荡器 ...................................................................................................... 80 5.4. 发送机描述 ................................................................................................................. 81 5.4.1. 结构描述 ......................................................................................................... 81 5.4.2. 射频功率放大器 ............................................................................................. 81 5.4.3. 在+20dBm 高功率条件下的操作 ................................................................ 82 5.4.4. 过流保护 ......................................................................................................... 82 5.5. 接收机描述 ................................................................................................................. 83 5.5.1. 概述 ................................................................................................................. 83 5.5.2. 接收机的开启及活跃状态 ............................................................................. 83 FSK/OOK 模式下的自动增益控制 .............................................................. 83 5.5.3. FSK/OOK 模式下的 RSSI ........................................................................... 84 5.5.4. LoRaTM 模式下的 RSSI ................................................................................ 85 5.5.5. 5.5.6. 信道滤波器 ..................................................................................................... 85 5.5.7. 温度测量 ......................................................................................................... 86 6. 寄存器描述............................................................................................................................. 88 6.1. 寄存器汇总表 ............................................................................................................. 88 6.2. FSK/OOK 模式下寄存器 ......................................................................................... 91 6.3. 特定频段附加寄存器 ............................................................................................... 109 6.4. LoRaTM 模式寄存器 ................................................................................................ 110 7. 应用信息............................................................................................................................... 118 7.1. 晶体谐振器规格 ....................................................................................................... 118 7.2. 芯片复位 ................................................................................................................... 118 7.2.1. POR .............................................................................................................. 118 7.2.2. 手动复位 ....................................................................................................... 118 7.3. 顶级定序器：监听模式示例 ................................................................................... 119 7.3.1. 前导码中断唤醒 ........................................................................................... 119 7.3.2. SyncAddress 中断唤醒 ............................................................................ 121 7.4. 顶级定序器：信标模式 ........................................................................................... 124 7.4.1. 时序图 ........................................................................................................... 124 7.4.2. 定序器配置 ................................................................................................... 124 修订版 1，2013 年 9 月 © 2013 Semtech Corporation 第 3 页 www.semtech.com

SX1276/77/78 无线&传感数据手册 7.5. CRC 计算示例 ......................................................................................................... 125 7.6. 温度读数示例 ........................................................................................................... 126 8. 封装信息............................................................................................................................... 129 8.1. 封装外形图 ............................................................................................................... 129 8.2. 推荐焊盘图案 ........................................................................................................... 129 8.3. 卷带信息 ................................................................................................................... 130 9. 修订历史............................................................................................................................... 132 修订版 1，2013 年 9 月 © 2013 Semtech Corporation 第 4 页 www.semtech.com

无线&传感表目录 SX1276/77/78 数据手册页码表 1 SX1276/77/78 器件与关键参数 ........................................................................... 10 表 2 引脚描述 .............................................................................................................. 11 表 3 绝对最大额定值 ................................................................................................... 13 表 4 工作条件 .............................................................................................................. 13 表 5 热特性 ................................................................................................................. 13 表 6 功耗规格 .............................................................................................................. 14 表 7 频率合成器规格 ................................................................................................... 14 表 8 FSK/OOK 接收机规格 ......................................................................................... 15 表 9 发送机规格 .......................................................................................................... 17 表 10 LoRa 接收机规格 ................................................................................................ 19 表 11 数字规格 .............................................................................................................. 22 LoRaTM调制解调器性能示例（868MHz 频段） ................................................. 26 表 12 表 13 扩频因子取值范围 ............................................................................................... 27 表 14 循环编码开销....................................................................................................... 28 表 15 LoRa 带宽选项 .................................................................................................... 28 LoRaTM操作模式功能 ......................................................................................... 35 表 16 LoRa CAD 消耗数据 ........................................................................................... 44 表 17 LoRaTM模式下的DIO 映射 ................................................................................. 45 表 18 表 19 比特率实例 .......................................................................................................... 46 表 20 前导码检测器设置 ............................................................................................... 51 表 21 启动超时中断的Rx 触发器设置 .......................................................................... 53 表 22 基本收发器模式 ................................................................................................... 53 表 23 接收机启动时间表 ............................................................................................... 54 表 24 接收机启动方案 ................................................................................................... 57 表 25 定序器状态 .......................................................................................................... 59 表 26 定序器转换方案 ................................................................................................... 59 表 27 定序定时器设置 ................................................................................................... 61 表 28 芯片不同模式之间转换时FIFO 的状态 ............................................................... 65 表 29 连续模式下的DIO 映射 ....................................................................................... 66 表 30 数据包模式下的DIO 映射 ................................................................................... 67 表 31 CRC 描述 ............................................................................................................ 75 表 32 频段 ..................................................................................................................... 80 表 33 功率放大器模式选择真值表 ................................................................................. 81 表 34 高功率设置 .......................................................................................................... 82 表 35 在+20 dBm 高功率条件下的操作范围 ................................................................ 82 表 36 在+20dBm 高功率条件下的操作范围 ................................................................. 82 表 37 过流保护电流调整 ............................................................................................... 83 表 38 LNA 增益控制与性能 .......................................................................................... 83 表 39 RssiSmoothing 选项.......................................................................................... 84 表 40 可用RxBw 设置 .................................................................................................. 85 修订版 1，2013 年 9 月 © 2013 Semtech Corporation www.semtech.com 第 5 页

SX1276/77/78 数据手册无线&传感表 41 寄存器汇总 .......................................................................................................... 88 表 42 寄存器映射 .......................................................................................................... 91 表 43 低频附加寄存器 ................................................................................................. 109 表 44 高频附加寄存器 ................................................................................................. 110 表 45 晶体规格 ............................................................................................................ 118 表 46 监听模式——PreambleDetect 条件设置 ......................................................... 120 表 47 监听模式——PreambleDetect 条件下推荐使用的DIO 映射方式 .................... 121 表 48 监听模式——SyncAddress 条件设置 .............................................................. 123 表 49 监听模式——PreambleDetect 条件下推荐使用的DIO 映射方式 .................... 123 表 50 信标模式设置..................................................................................................... 125 表 51 修订历史 ............................................................................................................ 132 修订版 1，2013 年 9 月 © 2013 Semtech Corporation 第 6 页 www.semtech.com

无线&传感图目录 SX1276/77/78 数据手册页码图 1 方框图.................................................................................................................... 9 图 2 引脚图 ................................................................................................................. 10 图 3 标识图 ................................................................................................................. 12 SX1276/77/78 原理方框图 .................................................................................. 24 图 4 LoRaTM调制解调器连接 ...................................................................................... 27 图 5 LoRaTM数据包结构 ............................................................................................. 30 图 6 图 7 跳频通讯成功时产生的中断信号 ......................................................................... 33 LoRaTM数据缓存 ................................................................................................. 34 图 8 LoRaTM调制发送序列 ......................................................................................... 37 图 9 LoRaTM接收序列 ................................................................................................. 38 图 10 LoRaTM CAD 流程 ............................................................................................... 43 图 11 图 12 CAD 时长作为扩频因子的函数 ........................................................................... 44 图 13 LoRa CAD 过程的功耗情况 ................................................................................ 44 图 14 OOK 峰解调器描述 ............................................................................................. 48 图 15 最低阈值优化....................................................................................................... 49 图 16 比特同步器描述 ................................................................................................... 50 图 17 启动流程 .............................................................................................................. 54 图 18 RSSI 样本时间 .................................................................................................... 55 图 19 Tx 模式切换至Rx 模式的周转时间 ..................................................................... 56 图 20 Rx 模式切换至Tx 模式的周转时间 ..................................................................... 56 图 21 接收机跳跃 .......................................................................................................... 57 图 22 发射机跳跃 .......................................................................................................... 57 图 23 定时器1 和定时器2 的工作原理 ......................................................................... 61 图 24 定时器状态机....................................................................................................... 62 图 25 SX1276/77/78 数据处理概念图 ........................................................................... 63 FIFO 和移位寄存器 ............................................................................................. 64 图 26 图 27 FifoLevel IRQ 行为 ............................................................................................. 65 图 28 同步字识别 .......................................................................................................... 66 图 29 连续模式概念视图 ............................................................................................... 68 图 30 连续模式下的Tx 处理 ......................................................................................... 68 图 31 连续模式下的Rx 处理 ......................................................................................... 69 图 32 数据包模式下的概念视图 .................................................................................... 69 图 33 固定长度数据包格式............................................................................................ 70 图 34 可变长度数据包格式............................................................................................ 71 图 35 无限长度数据包格式............................................................................................ 72 图 36 曼彻斯特编码/解码 .............................................................................................. 76 图 37 数据白化多项式 ................................................................................................... 77 图 38 SPI 时序图（单次访问） ..................................................................................... 78 TCXO 连接 .......................................................................................................... 79 图 39 图 40 射频前端结构显示了内部PA 配置 ...................................................................... 81 修订版 1，2013 年 9 月 © 2013 Semtech Corporation www.semtech.com 第 7 页

SX1276/77/78 数据手册无线&传感图 41 温度传感器响应 ................................................................................................... 86 图 42 POR 时序图 ....................................................................................................... 118 图 43 手动复位时序图 ................................................................................................. 119 图 44 听取模式：原理 ................................................................................................. 119 图 45 监听模式（未接收到前导码） ........................................................................... 120 图 46 监听模式（接收到前导码） ............................................................................... 120 图 47 PreambleDetect 唤醒状态机 ............................................................................ 120 图 48 监听模式（未检测到SyncAddress） .............................................................. 122 图 49 监听模式（接收到前导码，未接收到SyncAddress） .................................... 122 图 50 监听模式（接收到前导码和有效SyncAddress） ........................................... 122 图 51 SyncAddress 唤醒状态机 ................................................................................ 123 图 52 信标模式时序图 ................................................................................................. 124 图 53 信标模式状态机 ................................................................................................. 124 图 54 CRC 代码示例 ................................................................................................... 126 图 55 温度读数示例..................................................................................................... 127 图 56 温度读数示例（续）.......................................................................................... 128 图 57 封装外形图 ........................................................................................................ 129 图 58 推荐焊盘图案..................................................................................................... 130 图 59 卷带信息 ............................................................................................................ 131 修订版 1，2013 年 9 月 © 2013 Semtech Corporation 第 8 页 www.semtech.com

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