emw3240resources.iotmarket.com/files/2016/05/09/emw3240.pdf2016/05/09 · 5 3. 通用规格 3.1...
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EMW3240 Wi-Fi 模块产品手册概述
摘要
EMW3240 可以覆盖 2.4 GHz 和 5 GHz 频段,支持 802.11a/b/g/n 技术。具备更强更稳定的 Wi-Fi 无线信
号,传输速率更高,带宽比较宽,同时相比之下更加省电,它还能改善无线信号覆盖范围小的问题,使各个角
落都能收到 Wi-Fi 信号。
应用
智能家居
医疗保健
工业自动化
POS 支付
汽车电子
手持设备等
模块类型
型号 天线类型 注释
EMW3240-P PCB 天线 默认
EMW3240-E 外接天线 可选
EMW3240-B 底板天线 可选
版权声明
未经许可,禁止使用或复制本手册中的全部或任何一部分内容,这尤其适用于商标、机型命名、零件号和图形。
Data Sheet
EMW3240
嵌入式 Wi-Fi 模块
V0.1 Date:2015-08-17 NO:
1
目 录
EMW3240 Wi-Fi 模块产品手册概述 ................................................................................................................................... 1
1. 产品详述 ......................................................................................................................................................................... 3
1.1 产品外观 ................................................................................................................................................................ 3
1.2 产品介绍 ................................................................................................................................................................ 3
1.3 功能框图 ................................................................................................................................................................ 3
2. 特征 .................................................................................................................................................................................... 4
3. 通用规格 ........................................................................................................................................................................... 5
3.1 通用技术条件 ....................................................................................................................................................... 5
3.2 电压参数 ................................................................................................................................................................ 5
3.2.1 绝对最大额定参数 ................................................................................................................................ 5
3.2.2 推荐工作电压 ......................................................................................................................................... 5
4. Wi-Fi 射频技术参数 ....................................................................................................................................................... 6
4.1 2.4GHz 射频技术参数 ........................................................................................................................................ 6
4.2 5GHz 射频技术参数 ........................................................................................................................................... 8
5. 模块引脚定义 ................................................................................................................................................................... 9
5.1 PCB 引脚外观 ....................................................................................................................................................... 9
5.2 引脚定义 .............................................................................................................................................................. 10
6. 外形尺寸图 ..................................................................................................................................................................... 12
6.1 物理尺寸 .............................................................................................................................................................. 12
6.2 封装尺寸 .............................................................................................................................................................. 12
7. 天线射频路径设置、天线增益 .................................................................................................................................... 13
7.1 射频路径设置 ..................................................................................................................................................... 13
7.2 天线增益 .............................................................................................................................................................. 14
7.3 U.F.L RF 连接器 ................................................................................................................................................. 14
8. 推荐回流焊温度曲线 ..................................................................................................................................................... 15
8.1 生产指南(请仔细阅读) ................................................................................................................................ 15
8.2 注意事项 .............................................................................................................................................................. 16
8.3 使用须知 .............................................................................................................................................................. 17
8.4 回流焊温度曲线 ................................................................................................................................................. 17
8.5 存储条件 .............................................................................................................................................................. 18
9. 参考电路图 ..................................................................................................................................................................... 19
10. UART- 3.3V UART 转换参考电路 ............................................................................................................................. 20
11. 销售信息 ......................................................................................................................................................................... 21
12. 版本更新说明 ................................................................................................................................................................. 22
2
图目录
图 1. 产品外观 .................................................................................................................................................................. 3
图 2. 功能框图 .................................................................................................................................................................. 3
图 3. 简化框图 .................................................................................................................................................................. 4
图 4. 引脚外观 .................................................................................................................................................................. 9
图 5. 物理尺寸 ................................................................................................................................................................ 12
图 6. 封装尺寸 ................................................................................................................................................................ 12
图 7. EMW3240-P ......................................................................................................................................................... 13
图 8. EMW3240-E ......................................................................................................................................................... 13
图 9. EMW3240-B ......................................................................................................................................................... 13
图 10. 天线增益 .............................................................................................................................................................. 14
图 11. RF 天线座尺寸 .................................................................................................................................................... 14
图 12. 温湿度指示卡 ..................................................................................................................................................... 15
图 13. 温度曲线 .............................................................................................................................................................. 17
图 14. 存储条件 .............................................................................................................................................................. 18
图 15. USB 转 UART 参考电路图 ................................................................................................................................ 19
图 16. 电源参考电路 ..................................................................................................................................................... 19
图 17. EMW3240 外部接口参考设计......................................................................................................................... 19
图 18. 5V UART-3.3V UART 转换电路 ..................................................................................................................... 20
表目录
表 1. 通用参数 .................................................................................................................................................................. 5
表 2. 最大额定参数 .......................................................................................................................................................... 5
表 3. 工作电压 .................................................................................................................................................................. 5
表 4. 2.4GHz 射频技术参数 ........................................................................................................................................... 6
表 5. 5GHz 通道 ................................................................................................................................................................ 8
表 6. 引脚定义 ................................................................................................................................................................ 10
3
1. 产品详述
1.1 产品外观
如图 1 所示
图 1. 产品外观
1.2 产品介绍
EMW3240 是由上海庆科信息技术有限公司开发的一款低功耗嵌入式 Wi-Fi 模块。它集成了一个无线射频芯片
和一个型号为 STM32F411CE 的 Cortex-M4 微控制器,内置了独一无二的“self-hosted”WiFi 网络函数库
以及应用组件。此外,还提供 2M 字节的片外 flash、512K 字节的片内 flash、128K 字节的 RAM 以及丰富的
外设资源。
EMW3240 同时也是一个 MiCO 平台。用户可以基于这些集成了所有 Wi-Fi MAC 以及 TCP/IP 协议的 MiCO
函数库开发自己的嵌入式 Wi-Fi 应用,也可以配合一系列定制固件以满足相应的需求,比如:无线 UART、云
服务等。
1.3 功能框图
图 2. 功能框图
4
2. 特征
符合 802.11a/b/g/n 标准,具有 2.4GHz/5GHz 双频段
单线 IEEE802.11n 技术支持 20MHZ 和 40MHZ 信道,以及速度高达 150MHZ 的 PHY 层
支持标准接口 SPI,UART,I2C,SWD
集成了有片载内存的 ARM Cortex-M4 CPU,使得可以运行自动升级的 IEEE802.11 固件
符合 ROHS 认证
3.3V 单电源供电
安全性:
硬件 WAPI 驱动加速
硬件采用更快速的 AES 和 TKIP 数据加密技术,同时兼容 802.11i
支持 WPA 和 WPA2 加密和身份认证
模块简化框图如图 3 所示:
图 3. 简化框图
5
3. 通用规格
3.1 通用技术条件
表 1. 通用参数
名称 EMW3240
产品描述 Wi-Fi 802.11a/b/g/n + MCU 芯片
尺寸 16 mm x 32 mm x 3.1mm 0.5mm
模块接口 SPI/UART/SWD/I2C
工作温度 -20°C to 70°C
储存温度 -40°C to 85°C
湿度 工作 10% to 95%
3.2 电压参数
3.2.1 绝对最大额定参数
表 2. 最大额定参数
参数 描述 最小值 最大值 单位
VDD_3V3 SPI 模块供电电压 -0.4 3.7 V
3.2.2 推荐工作电压
表 3. 工作电压
参数 最小值 典型值 最大值 单位
VDD_3V3 3.0 3.3 3.6 V
6
4. Wi-Fi 射频技术参数
4.1 2.4GHz 射频技术参数
电压: VDD=3.3V ; 温度:25°C 如表 4 所示
表 4. 2.4GHz 射频技术参数
特点 描述
WLAN 标准 IEEE 802.11a/b/g/n, Wi-Fi 兼容
频率范围 2.400 GHz ~ 2.497 GHz (2.4 GHz ISM Band)
4.900 GHz ~ 5.845 GHz (5.0 GHz ISM Band)
频道数 2.4GHz:Ch1 ~ Ch14
5.0GHz:Please see the table1
调制类型
802.11a : OFDM /64-QAM,16-QAM, QPSK, BPSK
802.11b : DQPSK, DBPSK, CCK
802.11 g/n : OFDM /64-QAM,16-QAM, QPSK, BPSK
输出功率
802.11a /54Mbps : 12 dBm ± 1.5 dB @ EVM -25dB
802.11b /11Mbps : 15 dBm ± 1.5 dB @ EVM -9dB
802.11g /54Mbps : 13 dBm ± 1.5 dB @ EVM -25dB
802.11n /MCS7 : 12 dBm ± 1.5 dB @ EVM -28dB
接收灵敏度 (11n,20MHz)
@10% PER
MCS=0 PER @ -88 dBm, 典型值
MCS=1 PER @ -84 dBm, 典型值
MCS=2 PER @ -82 dBm, 典型值
MCS=3 PER @ -80 dBm, 典型值
MCS=4 PER @ -77 dBm, 典型值
MCS=5 PER @ -74 dBm, 典型值
MCS=6 PER @ -72 dBm, 典型值
MCS=7 PER @ -70 dBm, 典型值
接收灵敏度(11n,40MHz)
@10% PER
MCS=0 PER @ -87 dBm, 典型值
MCS=1 PER @ -83 dBm, 典型值
MCS=2 PER @ -81 dBm, 典型值
MCS=3 PER @ -79 dBm, 典型值
MCS=4 PER @ -77 dBm, 典型值
MCS=5 PER @ -76 dBm, 典型值
MCS=6 PER @ -71 dBm, 典型值
MCS=7 PER @ -70 dBm, 典型值
接收灵敏度(11g) @10% PER
6Mbps PER @ -89 dBm, 典型值
9Mbps PER @ -88 dBm, 典型值
7
特点 描述
12Mbps PER @ -86 dBm, 典型值
18Mbps PER @ -84 dBm, 典型值
24Mbps PER @ -82 dBm, 典型值
36Mbps PER @ -78 dBm, 典型值
48Mbps PER @ -75 dBm, 典型值
54Mbps PER @ -73 dBm, 典型值
接收灵敏度(11b) @8% PER
1Mbps PER @ -95 dBm, 典型值
2Mbps PER @ -94 dBm, 典型值
5.5Mbps PER @ -90 dBm, 典型值
11Mbps PER @ -87 dBm, 典型值
接收灵敏度(11a) @10% PER
6Mbps PER @ -88 dBm, 典型值
9Mbps PER @ -86 dBm,典型值
12Mbps PER @ -84 dBm, 典型值
18Mbps PER @ -82 dBm, 典型值
24Mbps PER @ -80 dBm, 典型值
36Mbps PER @ -78 dBm, 典型值
48Mbps PER @ -75 dBm, 典型值
54Mbps PER @ -73 dBm, 典型值
最大输入增益 802.11b : -10 dBm
802.11a/g/n : -20 dBm
速率
802.11a : 6, 9, 12, 18, 24, 36, 48, 54Mbps
802.11b : 1, 2, 5.5, 11Mbps
802.11g : 6, 9, 12, 18, 24, 36, 48, 54Mbps
802.11n: MCS0, MCS1, MCS2, MCS3, MCS4, MCS5, MCS6, MCS7
天线类型
默认 PCB 板载天线:最高增益 0~2 dBi
可选 :外接 U.F.L 天线
可选 :通过 PIN41 接外部底板射频电路
8
4.2 5GHz 射频技术参数
电压:VDD=3.3V ; 温度:25°C,5GHz 通道如表 5 所示
表 5. 5GHz 通道
频段 (GHz) 工作频道 频道中心频率(MHz)
5.15GHz~5.25GHz
36 5180
40 5200
44 5220
48 5240
5.25GHz~5.35GHz
52 5260
56 5280
60 5300
64 5320
5.5GHz~5.7GHz
100 5500
104 5520
108 5540
112 5560
116 5580
120 5600
124 5620
128 5640
132 5660
136 5680
140 5700
5.725GHz~5.825GHz
149 5745
153 5765
157 5785
161 5805
9
5. 模块引脚定义
5.1 PCB 引脚外观
正面图
图 4. 引脚外观
10
5.2 引脚定义
引脚定义如表 6 所示。
表 6. 引脚定义
序号 名称 类型 描述
1 NC I/O No Function
2 PB2 I/O GPIO PIN
3 NC I/O No Function
4 SPI1_MOSI/PA7 I/O SPI_MOSI
5 SPI1_NSS I/O SPI1_NSS
6 SPI1_SCK/PA5 I/O SPI_SCK
7 SPI1_MISO/PB4 I/O SPI_MISO
8 UART2_TX I/O Debug_UART_TX
9 PA1 I/O GPIO PIN
10 VBAT I
MCU 工作电压输入
(当 VDD 无法提供时,通过电源开关,为 RTC,外部
时钟,32kHz 晶振和备份寄存器供电)
11 NC I/O No Function
12 UART2_RX I/O Debug_UART_RX
13 MICRO_RST_N I/O MCU Reset
14 WAKE_UP I/O Wake up
15 NC I/O No Function
16 PC13 I/O GPIO PIN
17 I2C2_SCL/PB10 I/O I2C_SCL
18 I2C2_SDA/PB9 I/O I2C_SDA
19 PB12 I/O GPIO PIN
20 GND - Ground
21 GND - Ground
22 PB3 I/O GPIO PIN
23 NC I/O No Function
24 NC I/O No Function
25 SWD_TCK/PA14 I/O SWD_TCK
26 SWD_TMS/PA13 I/O SWD_TMS
27 UART1_RTS/PA12 I/O UART_RTS
28 NC I/O No Function
29 USART1_RX/PA10 I/O UART_RX
11
序号 名称 类型 描述
30 USART1_TX/PB6 I/O UART_TX
31 PB8 I/O GPIO PIN
32 NC I/O No Function
33 PB13 I/O GPIO PIN
34 NC I/O No Function
35 UART1_CTS/PA11 I/O UART_CTS
36 PB1 I/O GPIO PIN
37 PB0 I/O GPIO PIN
38 NC I/O No Function
39 VDD_3V3 V Power Supply Input
40 VDD_3V3 V Power Supply Input
41 ANT O RF Output (Optional)
注:
1. PIN10、PIN39、PIN40 均需要接 VDD_3V3。
2. PIN20、PIN21 均需要接地。
12
6. 外形尺寸图
6.1 物理尺寸
如图 5 所示: 正面图
图 5. 物理尺寸
6.2 封装尺寸
如图 6 所示:
图 6. 封装尺寸
13
7. 天线射频路径设置、天线增益
7.1 射频路径设置
EMW3240 模块通过 R20/R21 和 R23 选择 U.F.L 外接天线/PCB 板载天线/连接底板引脚 PIN41。
1. 如果用户想要将 U.F.L 连接器连接到设备或外部天线,需要焊接 R20,去掉 R23/R23,如图 7 所示;
2. 如果客户想用 PCB 板载天线,需要焊接 R23,去掉 R20/R21,如图 8 所示;
3. 另外,如果客户想通过模块 PIN41 连接底板射频需要焊接 R21 去掉 R20/R23,如图 9 所示。
R20/R21&R23 为 0ohm
图 7. EMW3240-P
图 8. EMW3240-E
图 9. EMW3240-B
14
7.2 天线增益
图 10. 天线增益
7.3 U.F.L RF 连接器
EMW3240 通过 U.F.L RF 连接器连接外接天线。U.F.L RF 连接器参数如图 11 所示:
图 11. RF 天线座尺寸
15
8. 推荐回流焊温度曲线
8.1 生产指南(请仔细阅读)
庆科出厂的邮票口封装模块必须由 SMT 机器贴片,并且贴片前要对模块进行烘烤。
SMT 贴片需要仪器:
1. 回流焊贴片机
2. AOI 检测仪
3. 口径 6-8mm 吸嘴
烘烤需要设备:
1. 柜式烘烤箱
2. 防静电、耐高温托盘
3. 防静电耐高温手套
庆科出厂的模块存储条件如下(存储环境如 8.5 节图 14 所示):
1. 防潮袋必须储存在温度<30°C,湿度<85%RH 的环境中。
2. 干燥包装的产品,其保质期应该是从包装密封之日起 6 个月的时间。
3. 密封包装内装有湿度指示卡,如图 12 所示。
庆科出厂模块需要烘烤,湿度指示卡及烘烤的几种情况如下所述:
图 12. 温湿度指示卡
拆封时,如果温湿度指示卡读得 30%、40%、50%三色环均为蓝色,需对模块进行持续烘烤 2 小时;
拆封时,如果湿度指示卡读取到 30%色环变为粉色,需要对模块进行持续烘烤 4 小时;
拆封时,如果湿度指示卡读取到 30%、40%色环变为粉色,需要对模块进行持续烘烤 6 小时;
16
拆封时,如果湿度指示卡读取到 30%、40%、50%色环均变为粉色,需要对模块进行持续烘烤 12
小时;
烘烤参数如下:
烘烤温度:125℃±5℃;
报警温度设定为 130℃;
自然条件下冷却<36℃后 , 即可进行 SMT 贴片;
干燥次数:1 次;
如果烘烤后超过 12 小时没有焊接,请再次进行烘烤;
如果拆封时间超过 3 个月,请禁止使用 SMT 工艺焊接此批次模块,因为 PCB 沉金工艺,超过 3 个
月焊盘氧化严重,SMT 贴片时极有可能导致虚焊、漏焊,由此带来的种种问题我司不承担相应责任。
SMT 贴片前请对模块进行 ESD(静电放电,静电释放)保护;
请根据回流焊曲线图进行 SMT 贴片,峰值温度 245℃,回流焊温度曲线如 8.4 节图 13 所示;
为了确保回流焊合格率,首次贴片请抽取 10%产品进行目测、AOI 检测,以确保炉温控制、器件吸
附方式、摆放方式的合理性;之后的批量生产建议每小时抽取 5-10 片进行目测、AOI 测试;
8.2 注意事项
1. 在生产全程中,各工位的操作人员必须戴静电手套;
2. 烘烤时,不能超过烘烤时间;
3. 烘烤时,严禁加入爆炸性、可燃性、腐蚀性物质;
4. 烘烤时,模块应用高温托盘放入烤箱中,保持每片模块之间空气流通,同时避免模块与烤箱内壁
直接接触;
5. 烘烤时,请将烘烤箱门关好,保证烘烤箱封闭,防止温度外泄,影响烘烤效果;
6. 烘烤箱运行时尽量不要打开箱门,若必须打开,尽量缩短可开门时间;
7. 烘烤完毕后,需待模块自然冷却至<36℃后,方可戴静电手套拿出,以免烫伤;
8. 操作时,严防模块底面沾水或者污物;
9. 庆科出厂模块温湿度管控等級为 Level3,存储和烘烤条件依据 IPC/JEDEC J-STD-020。
17
8.3 使用须知
1. 请对模块进行 ESD(静电放电,静电释放)保护。
2. 应根据回流焊曲线进行回流焊接,峰值温度 245℃。
3. 产品安装前,如果湿度指示卡读取到:湿度>30%,温度<30℃,湿度<70%RH,且超过 96 小时,
需做干燥处理。
干燥条件:恒温--125℃,持续时间--12 小时。
干燥次数:1 次。
4. 储存条件:防潮袋必须储存在:温度<30°C,湿度<85%RH 的环境中。干燥包装的产品,其计算
保质期时间应该是从包装密封之日起 12 个月。湿度指示卡必须显示蓝色,即湿度低于 30%。
8.4 回流焊温度曲线
IPC/JEDEC 参考标准。
峰值温度 : <250°C
次数 : 2 次
图 13. 温度曲线
18
8.5 存储条件
图 14. 存储条件
19
9. 参考电路图
EMW3240 用户参考电路如下图 15 电源参考电路、图 16 USB 转串口参考电路、图 17 外部接口参考设计所示
供用户参考。
图 15. USB 转 UART 参考电路图
图 16. 电源参考电路
图 17. EMW3240 外部接口参考设计
20
10. UART- 3.3V UART 转换参考电路
EMW3240 的UART 为3.3V UART,如果用户使用芯片的UART 为5V电压,则需要把5V UART 转成3.3V UART,
方能与 EMW3240 UART 通讯,5V-3.3V UART 转换电路请参考图 18 所示电路。
图 18. 5V UART-3.3V UART 转换电路
21
11. 销售信息
如果需要购买本产品,请在办公时间拨打电话咨询上海庆科信息技术有限公司。
办公时间:星期一至星期五上午 9:00~12:00,下午 13:00~18:00
联系电话:+86-21-52655026/52655025
联系地址:上海市普陀区金沙江路 2145 号 5 号楼 9 楼
邮编:200333
22
12. 版本更新说明
更新日期 版本 更新记录
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