无线USB模块设计方案

1、Wireless USB模块设计方案一、硬件功能简介模块功能实现Wireless USB模块与机顶盒主机是分离，通过USB接口与主板通信。最高通信速率为1Mbps。发射接收射频频率为2.4GHZ，ISM公共频段。模块功能： 通过USB接口与主板通信 集成CYPRESS WirelessUSB protocol 2.2 支持星型网络 支持一对一，一对二数据通信芯片选择采用CYPRESS公司的CYRF69213 Wireless USB单芯片方案，该芯片集成了MCU,USB模块,RF模块，外围电路简单，设计方便。二、硬件结构硬件结构框图如上图所示，硬件部分主要为USB接口、无线收发R/F部分、天线

2、收发部、晶振电路和外围匹配电路组成。晶振选择的是12MHz的无源晶振。天线收发部分参考DEMO电路。电源是由USB接口提供供电。3、 芯片选用及应用分析芯片技术简介此方案选用的是CYPRESS公司的CYRF69213 Wireless USB芯片，它是一个单芯片解决方案，集成了MCU微控制和无线R/F收发模块以及USB接口模块，此芯片作为Low-speed USB设备接入系统，片内集成8位哈弗单片机和2.4G无线传输以及USB接口。WirelessUSB 的无线R/F模块具有双向直接顺序扩展频谱（DSSS）编码技术，结合高斯频移键控调制解调器（GFSK Modem）的调制功能以及频率综合器的频

3、道动态切换等技术，CYPRESS提供出一整套高速动态频率调整的解决方案。MCU是一个8位可编程闪存微控制器内含集成的低速USB接口。微控制器多达14个GPIO针脚，支持USB接口，PS / 2及其他驱动。每一个GPIO端口支持高阻抗的输入，上拉配置，开路漏级输出的功能。芯片性能 支持USB2.0标准，cyrf69213是low speed USB设备。 工作电压直流4.0-5.5V。 工作温度0-70摄氏度。 ImAx46.6MA。 ISB(SLEEP MODE)40.1UA。 Fosc12 MHz 30 ppm。 无铅40引脚QFN封装。 先进的开发工具，基于Cypress的PSoC 工具。

4、单芯片两个功能模块，一个是8位哈佛结构CPU，另一个是2.4GHZ的射频收发器。其结构如下图所示：4、 硬件方案以及各模块设计分析整体电路解决方案模块设计R/F天线模块如上图所示，69213的天线模块主要是由一些电容和电感组成。主要是用于匹配芯片发射电路和天线的阻抗匹配，实现射频信号的收发。其中RFbias是为电路提供一个参考电压。RFp和RFn是射频信号收发引脚。对于天线的设计暂时还没有详细的数据资料，有待和厂家的技术支持进一步沟通或是参考Demo板的设计方案。才能最终确定，现在此模块只是参考方案。外围匹配电路这里主要是芯片的一些特殊的外围要求电路。其中，是芯片要求连接到24引脚(P1.2)

5、,通过0.047 uF接地。（pin24）必须配置为3.3V输出，且加一个1-2uF的输出电容。（pin36）接0.47uF电容并且接地。要连上0.1uF电容和。外围USB接口晶振模块69213采用的是外部单晶振模式，不需要加负载电容，只需要一个12MHz的外部晶振，与2引脚XTAL和GND相连。 12M晶振时4-5.5V 24M晶振时4.75-5.5V芯片睡眠及唤醒设计CPU不能自动睡眠，只能按照一定的设置睡眠方式。这是由设置睡眠位的系统状态的控制寄存器（ CPU_SCR ）所完成的 。CPU只能由下面几种方式唤醒：硬件中断，或有一个重要事件（或是上电复位，或看门狗定时器复位） 。这是由于芯

6、片中集成了LVD(Low-Voltage Detect Control)低电压侦听控制器。在电路设计上，由于芯片提供P_0_4和P_0_3带中断的GPIO口。所以我们把其中的一个P_0_4连接按键然后接地，完成手动的中断和唤醒功能。5、 注意事项由于CYPRESS公司提供的单芯片解决方案是MCU和R/F的拼接，所以要求一些外部的必须的走线，以实现MCU给R/F供电和复位型号的功能。 Vcc（pin3，7，16）、Vio、VBAT（pin9、6、39）、VREG共八脚连接到Vreg（pin24），通过一个0.047uf的电容接到地。 RESV(pin19)必须接到地。 VDD_micro（pin23）12M晶振时4-5.5V，24M晶振时4.75-5.5V。 VREG（pin24）必须配置为3.3V输出，必须有一个1-2uf的输出电容。 E-PAD(pin41)必须接地。 VDD（pin23）需要接5V电源，并且要接退偶电容4.7 uF和0.047 uF。 VDD18（pin36）接0.47 uF电容并且接地。 P_0_4和P_0_3是带中