DWM1000中文说明书

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此文件为UWB定位模块DWM100的中文资料,易读,通过此资料能了解如何使用模块设计定位产品的设计。
DWM1000 Datasheet aWave 目录 1DWM1000简介 1.1DWM1000功能描述 12DWM1000供电启动 1.3SP|主机接口 14通用输入输出冂(GP|O) 15AON存储器 1.6 次性可编稈存储器(OTP) 17中断及设备状态 18校验及检测 3334555556 2DWM1000校准 2.1DWM1000校准 3DWM1000引脚连接 31引脚定义 32引脚描述 67779 4电气规格 41额定工作条件 4.2直流特性 4.3接收父流特性 4.4接收机灵敏度特性 10 4.5参考时钟交流特性 10 46发射交流特性 10 4.7温度和电压监测特性 4.8天线性能 4.9极限值 5应用注意要点 13 5.1关于设备板的布板提示 13 52应用电路图 6包装信息 16 6,1模块图纸 16 6,2模块下方布局 16 6.3模块信息 64模块焊接曲线 17 7订购信息 18 71编带信息 18 72DWM000包装信息 19 8词汇表 9文档管理信息表及翻译贡献 C Decawave Ltd 2016 Page 1 DWM1000 Datasheet deca Wave 文档信息 免责声明 Decawave有权在不告知客户的前提下更新产品说明。功能及规格的改变将会尽可能发布在产品劫误表表或新版本的文档 中。建议客户及时查阅 Decawave官网最新的产品说明文档 Copyright c 2016 Decawave Ltd 生命支持政策 Decawave产品未被授权使用在高安全性领域(如对生命冇危险的场合),因为 Decawave产品一旦运行出现失误可能会导 致严重的人身伤害或死亡。假使有客户将 Decawave产品用于或售卖至高安全性领域,客户需要完全承担责任;如果将 Decawave产品用于高安全性领域,客户需同意 Decawave及其代表完全免责,并承担全部损尖。 注意!:静电敏感设备。在使用该产品时应该做好预防措施以防止出现永久性顸害。 法规认证 由 Decawave提供的DWM1000没有在任何地区被当地适当的无线电监督管理部门所认证,但是DWM1000能在满足当地 监管准则及使用方式的前提下使用 所有使用DWM1000进行产品开发的用户在营销或销售产品前都必须经由当地的无线电监督管理部门的批准,用户必须 承担从有关当局获得批准的所有责任 C Decawave Ltd 2016 DWM1000 Datasheet deca Wave 1DWM1000简介 DwM00模坎遵循⑧02.15.4-2011协议。该无线通讯模坎包括 Decawave的DW1000UWB收发芯片,及该模 块上的其他组件构成。DwM1000可以降低开发成本,提高开发效率,降低∫UwB通讯及定位测距的复杂性,大 大促进了基于该技术的设计开发。 1.1DWM1000功能描述 DWM1000板上的DwW1000芯片,是基于CMOS的、低功耗的的无线收发集成电路,遵循80215420111协 议中的UwB标准的芯片。DWM1000并不需要用户去设计电,因为模块上包含了天线、无线通讯模块及相关的 电路。 该模块包括了一个板上384MHz的参考晶振,通过把该晶振嵌入到产品中,可以把初始化频率误差降到大 约百万分之二,具体如何使用DW1000的片上晶振,见章节211 AON存储能用来保存当模块处于低功耗操作模式时DwM1000的配置数据,此时芯片没有被供电。这些数据 可以被自动地上传和卜载,并且DWM1000中的AON存储是可配置的 片上的电压和温度检测器可以被主设备所读取。主设备可以读取 VDDAON引脚的电压和DWM1000内部的 核心温度信息。 如需更多详细信息,可以查阅Dw1000的数据手册[2],包括设备功能、电气特性及性能等, 12DWM1000供电启动 3.3V Supplies (VDDAON/VDD/ VDD) EⅩTON RST STATE OFF POWER UP INIT 图1DWM1000上电时序 模块启动时,当设备开始供电的时候,RSTn被内部的集成电路拉到低电平、查看上图1。RSTn会一直俣持低 电平,直到模块上的晶振启动,并且当晶振的输岀可以被所以模块上的其他设备使用时,RSTn转为扃电平。 表1:DW1000供电时间 参数 描述 正常值单位 VoN 启动的最小电压 2.0 TE EXT ON RSTn被拉到低电平到 EXTON转为高电平的时间 ms TDIG ON 通过内部或外部重置电路需维持RsTn为低电平的时间 ms 系统启动时,RsTn可以被用来作为输出去重置外部电路。 C Decawave Ltd 2016 Page 3 DWM1000 Datasheet deca Wave 模块上的一个外部的电路可以用最少10ns去重置该1000模块。RsTn是一个异步输入。当该引脚被转为高 电平时,DW1000开始初始化。注意RSTn不可以被外部电路驱动。 如需获得跟多的关于DW1000的启动细节,请查阅DW1000的数据手册[2]。 13SP主机接口 Dw1000上的通讯接口为SP,且Dw1000只能为从机。DW1000支持SP通讯的时钟极性和时钟相位。该通 讯协议支持单个或者多个字节的读写操作。所有字节都是按高位(MSB到低位(SB)的顺序传输。当 SPICSn被设置 为低电平时,开始传输数据,被设置为高电平时,终止通讯。 关于υw1000的SP通讯的时钟极性和时钟相位的操作配置方法请查阋DW1000的数据手册[2] NUmber Number. f bytes SPIPOL=0, SPIPHAE0 SPICLK SPIPOL=1. SPIPHA=O SPICLK SPICSn SPIMISO 6 3 LSB LSB SPIMOSI B MSI 图2DW1000 SPIPHA=0时传输协议 SPICSn SPICLK SPIMOS it7(Bit 6(Bit Bit 3 X Bit 2 Bit Y Bit O Bit7 X Bit6 Bit 5xBit 4 Bit3 Bit 2X Bit 1X Bit o Bit 7YBit6YEit 5 SPIMISO 图3DW1000SP时序图 SPICSn 1 SPICLK SPIMOSI Bit Bit 6 Bit 5 SPIMISO 图4DW1000sP详细时序图 C Decawave Ltd 2016 DWM1000 Datasheet deca Wave 表2DWM1000SP1参 参数最小值典型值最大值单位 描述 SPICLK 当 CLKPLL被使能时,SPl的时钟频率为20MHZ,否则最大 周期 50 ns 为 3MHZ 38 ns片选信号 SPICSn被拉低到从机开始发送数据的时间 12 ns SPICK被拉低到丛机开始发送数据的吋间 10 ns机数据没置时间 tttt 10 s主机数据保持时间 32 个信号的sB到下一个信号的MSB的时间 10 nsSPICSn解除高电平状态到 SPIMISO三态 16 ns启动时间,从片选使能后到第一个 SPICLK为低的时间 40 ns连续通讯时的空闲时间 40 ns最后一个 SPICLK到 SPICSn失效的时间 注:TR- state是二态高电平、低电平、高阻态是指输出级的一种输出状态 14通用输入输出GPO DWM1000模块提供8个可配置的引脚 重启的时侯,所有的引脚是不能输入数据的。当经过相应的配置后,这些引脚可以通过中断请求信号向主机 产生的中断 GPo0、1、2、3可以用来做其他功能。这些引脚可以驱动模块上的多个LED,来显示模块此时不同的工作状 态。所有用来驱动LED的GPo应该按照提示进行连接GPo5和GPO6可以用来配置SPI的操作模式,见DW1000 的数据手册[2] 其他关于模块的GPo引详细配置细节请查阅DW1000的数据手册[2]及用户手册[3] 15AON存储器 在DWM1000模块中,可以通过单独的 VDDAON来为AON存储器供电,从而保冇在低功耗模式下的配置数 据。可以通过设置使DwM1o00模块上传数据到AON存储中当模块进入低功耗工作模式下的时候,而当模块恢 复正常运行时,从AON存储中下载数据。 16一次性可编程存倍器(OTP DWM1000模块山一个56×32位的用户使用的一次性可编稈存储器,该存储器用来存放每个芯片的校准信 1.7中断及设备状态 DWM模块有多个中事件,这些事件配置为驱动中断请求引脚。这些中断请求引脚默认为低电平。并且多 个状态寄存器可以用来检测运行的状态。关于中断急状态寄存器配置的完整描述请查阋DW100的用户手册[3] 18校验及检测 模块包含了多个检测校验功能,包括CRC产生,CRC校验,和接收帧过滤。具体细节请査阅Dw1000·数据 手册[2]及用户手册[3 C Decawave Ltd 2016 DWM1000 Datasheet deca Wave 2DWM1000校准 21DWM1000校准 在最终使用和系统设计中,DWM1000参数改置需要调整。为∫实现参数的调整,许多内置功能(比如连续 波发射和连续包传输)被启用。详情参见DW1000用户手册3章节。 21.1DWM1000校准 为了降低模块之间的汬波频率偏移,从而提髙接收机灵敏度,DwM1000模块在生产时通过校准减少初始 频率误差。通常,生产时进行的校准能够将频率偏移调整到小于2ppm。 212发射校准 为了最大范围内使用,DWM1000发送功率谱密度(PSD)应设置为最大(在允许的物理范围内使用)。对 」大多数区域,PSD的值为413dBm/兆赫 山于DWwM1000模块包含一个集成天线,发射功率只能在空气中测量。有效全向辐射功率(E|RP)必须测 量,调整功率等级以确保符合适用法规 DwM1000模组可通过粗而细的步骤来调整发射功率,通常是3dB和0.5dB。该模组还可调整频谱带宽 这些调整可用于最大化发射功率,同时满足调整频谱掩码。 如果需要,每一个υwM1000模块上都应该进行发射校准,详情参考DW1000芯片使用手册第3章节1。 2.13天线延迟校准 为了精确的测量距离,需要精确地计算时间戳ε为了做到这一点,必须知道天线延迟。DwM00模组允 许校准延迟,它通过PCB、外部元件、天线和内部DWM1000延迟来补偿延迟 为了校准天线延迟,在一个已知的距离,使用两套DWM1000系统进行距离测量。直到测量距离与实际 距离一,天线延迟调整完毕。人线延迟可以存储在OTP内存中 在每个DwM1000设计实施中,天线延迟必须进行一次测量。如果需要,获取更高的精度,每一个DWM1000 模组必须过行一次天线延迟校准。详情参见DWw1000芯片使用手册第3章节。 当使用 Decawave公司的 Deca Ranging software,为了获得更好的结果,你需要通过软件调整DwM1000模 组的默认的发射功率值。这是因为 DecaRanging software的目标是 Decawave evb1000评估板,评估板的RF路 径和DWM1000有所差别,为此,你应该增加大约3dB的发射功率 C Decawave Ltd 2016 DWM1000 Datasheet deca Wave 3DWM1000引脚连接 31引定义 DWM1000引却定义见下图(俯视图) UWB Chip Antenna EXTON 1D 24 VSS WAKEUP 23 Vss RSTn (22 IRQ/GPIO8 GPIO7 4 (21vss VDDAON (20 SPICLK VDD3V3 ( 19SPIMISO VDD3V3 18 SPIMOSI vSS 8 17 SPICSn 壬d日日 5§区 ux8 =x8a 图5DWM1000引脚图 32引脚述 表3DWM1000引脚功能 信号名称引脚V/o(默认) 描述 数字接口 SPICLK D 时钟 SPIMISO 19 DO(O-L sP数据输出,详见DW1000数据手册 SPIMOSI 18 sP数据输入,详见DW1000数据手册 SP芯片选择,低电平使能;当引脚电压山高到低时,标志SPl SPICSn D 传输开始。当Dw100处于休眠或者深度休眠状态是, SPICSn 也可以作为DW1000唤醒信号,详见DW1000数据手册 当需要激活高速状态时, WAKEUP可以将DW1000从深度休眼 VAKEUP DIO 或者休眠中唤醒,进入到工作状态;如果没有用到这个脚,这 个引脚接地 外部设备激活是能,当芯片从工作状态进入到休眠状态,该引 DO(O-L 脚对外使能。该引脚用于控制外部DCDC转换器或者其他不工 作可以休眠的设备,详见DW1000数据手册 DW1000中断请求信号(对主芯片),1RQ引脚默认输入时高电 平,如果需要可以配置成低电平。当 SLEEP或者 DEEPSLEEP状 IRQ/ GPIO8 D|O(O-凵 态,应该配置成高电压激活工作,当DW1000进入 SLEEP或者 DEEPSLEEP状态,如果没有拉低,该引脚可能浮动并且引起不 C Decawave Ltd 2016 DWM1000 Datasheet deca Wave 确定状态,如果RQ功能没有使用,GPO8应该配置成通用O GPIO7 D|O() 默认为SYNC输入,参见数据手册。这个功能个是用于 DW1000的,这个引脚可以重新配置成通用IO,GP|O8 通用|O口 GP1O6/ 上电后,作为 SPIPHA(sP相位选择)引脚用于配置SPI的⊥作 SPIPHA D|O() 模式,参见5.2.2章节或者DW1000数据于册。在上电后,该 引脚可以配置成通用1O口 通用|O口 上电后,作为 SPIPOL(SP极性选择)引脚用于配置SP|的L作 GPIO5/SPIPOL 10 D|o() 模式,参见5.2.2章节或者DW1000数据手册。在上电后,该 引脚可以配置成通用1O口 GPIO4 D()通用o口 通用|O口 GPIO3/TXLED12 D|O() 可以配置成 IXLED的驱动引脚,在发送模式用于点亮LED灯 详见DW1000数据手册 通用|o口 GPIO2/RXLED 13 D|o() 可以配置成 RXLED的驱动引脚,在接攻模式用于点亮LED灯。 详见DW1000数据手册 通用|O口 GPIO1/SFDLED 14 D|O() 可以配置成 SEDLED的驱动引脚点亮LED灯,当接收器找到 sFD(起始帧分界符)。详见DW1000数据手册 GPlOO/ 通用|O口 RXOKLED 15 O() 可以配置成 RXOKLED的驱动引脚点亮LED灯,当接收器接收完 成数据帧。详见DW1000数据手册 复位引脚,激活低电压输出 RSTn DIO(O 由漏极开路驱动器拉低来重置DW1000.详见DW1000数据于 册 供电 VDDAON 5 外部充电引脚 33V供电引脚 VDD3V3 6.7 P 注意:如果编程OTP,这个电压要上调到3.8V,之后恢复3.3V 地 GND 816216 23,24 通过接地 表4缩写解释 缩写 解释 输入 喻入/输出 输出 接地 P 供电 PD 电源去耦 O-L 默认输出,重置后低电压 O-H 默认输出,重置后高电压 默认输入引脚 注意:任何信号带有后级hn,表的是个低电光使能信号 C Decawave Ltd 2016 Page 8

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