Atmel ATREB215-XPRO和ATREB215-XPRO-A扩展板用户指南

在无线通信设备的开发过程中，评估和测试无线收发器的性能是至关重要的。Atmel的ATREB215-XPRO和ATREB215-XPRO-A扩展板为评估Atmel AT86RF215无线收发器的特性和性能提供了一个便捷的平台。下面将详细介绍这两款扩展板的相关信息。

文件下载：ATREB215-XPRO-A.pdf

一、产品概述

1.1 产品特性

ATREB215-XPRO和ATREB215-XPRO-A这两款Xplained PRO扩展板，基于不同的可用应用频段而设计。

• ATREB215-XPRO：具有两个SMA连接器，可在sub - 1 GHz（389.5 - 510MHz, 779 - 1020MHz）和2.4GHz频段工作。在sub - 1 GHz路径使用了巴伦（Balun），且无谐波抑制滤波器。仅在2.4GHz ISM频段获得FCC、CE和IC认证，FCC ID为VW4A091980，IC认证号为11019A - 091980。
• ATREB215-XPRO - A：同样有两个SMA连接器，工作频段为863 - 928MHz和2.4GHz。在sub - 1 GHz路径使用了带内置谐波抑制滤波器的滤波巴伦（Filter - Balun）。在2.4GHz和915MHz ISM频段获得FCC/IC认证，在2.4GHz和868MHz ISM频段获得CE认证，FCC ID为VW4A092353，IC认证号为11019A - 092353。

两款扩展板所搭载的Atmel AT86RF215无线收发器，符合IEEE 802.15.4 - 2011、IEEE 802.15.4g - 2012和ETSI TS 102 887 - 1标准。还具备数字I/O接口，包含AT86RF215的SPI接口的Xplained Pro扩展头、包含I/Q接口的SATA连接器、电流测量头、一个复位按钮和两个用户LED，并且支持Atmel Studio中的性能分析仪。其工作温度范围为 - 40到 + 85°C。

1.2 套件概述

Atmel REB215 - XPRO和REB215 - XPRO - A是用于Xplained Pro评估平台的AT86RF215芯片载板。它们可以与任何Xplained Pro MCU板上的标准扩展头连接，为其提供无线功能。

二、快速上手

2.1 Xplained Pro快速启动

要开始探索Atmel Xplained Pro平台，可按以下步骤操作：

1. 下载Atmel Studio。
2. 启动Atmel Studio。
3. 使用USB电缆（标准A到Micro - B或Micro - AB）将PC与套件上的DEBUG USB端口连接。首次连接时，操作系统会进行驱动软件安装。
4. 当Xplained Pro MCU板通电后，绿色电源LED将亮起，Atmel Studio会自动检测连接的Xplained Pro MCU和扩展板，并展示相关信息，如数据手册和套件文档。Atmel Studio的套件着陆页还可启动Atmel Software Framework（ASF）示例应用程序。通过板载嵌入式调试器对目标设备进行编程和调试，无需外部编程器或调试工具。

2.2 连接XPRO与XPRO扩展板

ATREB215 - XPRO和ATREB215 - XPRO - A扩展板设计为可与标记为EXT1的Xplained Pro扩展头连接，实际上也兼容所有Xplained Pro EXT头。可参考Xplained Pro评估套件的引脚图，确定可使用的扩展头。例如，ATREB215 - XPRO无线扩展板可与Atmel SAM4L Xplained Pro评估套件连接，ATREB215 - XPRO - A也可与ATSAM4LXPRO连接。

2.3 性能分析仪

2.3.1 简介

性能分析仪固件与Atmel Studio中的GUI（无线作曲家扩展）配合使用，可进行一系列基本的RF功能测试。启动性能分析仪后，会提供快速入门指南和通用帮助。目前Atmel Studio的最新版本是7.0。

2.3.2 使用Atmel Studio 7.0对无线组件进行编程

步骤如下：

1. 使用USB电缆将XPRO板的Debug USB端口与PC连接，为板卡供电并进行编程。
2. 使用板载嵌入式调试器（EDBG），将Atmel Studio中“New Example Project from ASF or Extensions”里的Performance Analyzer Application AT86RF215（ATREB215 - XPRO）固件烧录到XPRO板。
3. 将ATREB215 - XPRO/XPRO - A与已编程的XPRO板连接。
4. 从Atmel Studio的工具菜单中打开性能分析仪GUI。
5. 遵循性能分析仪页面上的快速启动指南，选择COM端口并点击“连接”。COM端口选择很重要，对于sub - 1 GHz操作，USB电缆应连接到Debug USB端口；对于2.4GHz操作，应连接到目标USB端口（如SAM4L - XPRO的SAM4L USB）。若PC通过两条USB电缆连接到XPRO板的两个USB端口，需为sub - 1 GHz和2.4GHz操作选择合适的COM端口。虽然AT86RF215允许同时在sub - 1 GHz和2.4GHz频段操作，但性能分析仪软件一次只能在一个频段工作。
6. 最后，性能分析仪可让用户更改通道页面、通道、发射功率寄存器值等参数，以进行各种RF测试。若需了解更多使用细节，可在性能分析仪页面点击“帮助”。

2.3.3 在Atmel Studio 7.0中安装无线作曲家7.0扩展

步骤如下：

1. 安装并打开Atmel Studio。
2. 转到“工具”，点击“扩展和更新...”。
3. 在“扩展和更新”窗口中，点击“可用下载”。然后点击“所有”左侧的箭头，选择“无线”，选中“Wireless Composer 7.0”并点击“下载”，将跳转到Atmel Gallery。
4. 登录Atmel Gallery，再次点击下载，下载将开始。
5. 安装无线作曲家。
6. 安装完成后重启Atmel Studio，性能分析仪GUI将出现在工具菜单中。

2.4 设计文档和相关链接

文档中提供了与ATREB215 - XPRO/XPRO - A最相关的文档和软件链接，包括Xplained Pro产品介绍、用户指南、设计文档、Atmel Studio、EDBG用户指南、Atmel数据可视化工具、产品页面、无线芯片数据手册、应用笔记等。

三、Xplained Pro平台

3.1 硬件识别系统

所有与Xplained Pro兼容的扩展板都安装有Atmel ATSHA204 CryptoAuthentication™芯片。该芯片包含用于识别扩展板名称和一些额外数据的信息。当Xplained Pro扩展板连接到Xplained Pro MCU板时，信息会被读取并发送到Atmel Studio。安装在Atmel Studio中的Atmel Kits扩展会提供相关信息、代码示例和相关文档链接。表3 - 1展示了ID芯片中存储的数据字段及示例内容。

3.2 Xplained Pro标准扩展头

所有Xplained Pro套件都有一个或多个双排、20针、100mil的扩展头。Xplained Pro MCU板有公头，扩展板有母头。并非所有引脚都有连接，所有连接的引脚遵循表3 - 2中定义的引脚描述。扩展头可用于将各种Xplained Pro扩展板连接到Xplained Pro MCU板，或直接访问Xplained Pro MCU板上目标MCU的引脚。

四、硬件使用指南

4.1 接头和连接器

4.1.1 ATREB215 - XPRO/XPRO - A扩展头

ATREB215 - XPRO/XPRO - A有一个标记为EXT的Xplained Pro标准扩展头（J100），可将该板连接到任何Xplained Pro MCU板。表4 - 1展示了扩展头J100的引脚定义。

4.1.2 电流测量头

电流测量头（J1）可用于测量板卡的电流消耗。只需移除跳线，将电流表或万用表连接到J1的两个引脚即可。

4.1.3 串行I/Q数据接口

通过SATA连接器（J101、J102和J103），使用低电压差分信号（LVDS）接口在AT86RF215和外部基带处理器之间进行数据传输。表4 - 2、表4 - 3和表4 - 4分别展示了J101（2.4GHz I/Q数据接收器）、J102（sub - 1 GHz I/Q数据接收器）和J103（I/Q数据发射器）的引脚功能。

4.1.4 J104和J105

当将ATREB215 - XPRO/XPRO - A与RF前端模块（PA、LNA和开关）连接以增加输出功率或范围时，AT86RF215在J104和J105连接器上的数字信号可用于控制外部RF前端的开关，使前端可在TX模式（仅与PA连接）、RX模式（仅与LNA连接）和全关模式（既不与PA也不与LNA连接）下工作。表4 - 5和表4 - 6分别展示了J104和J105的引脚功能。

4.2 ATREB215 - XPRO/XPRO - A外设

4.2.1 巴伦

2.4GHz RF路径使用了Johanson Technology的Filter - Balun（2450FB15A050），用于将AT86RF215引脚REP24/RFN24的差分RF信号转换为单端RF信号，反之亦然。该路径在ATREB215 - XPRO和ATREB215 - XPRO - A中是通用的。

sub - 1 GHz RF路径在两款扩展板中不同。ATREB215 - XPRO的RF路径使用了muRata的Balun（DLW21SN900SQ2），用于转换差分RF信号。由于该巴伦没有内置滤波器来抑制高阶谐波，因此ATREB215 - XPRO推荐用于整个sub - 1 GHz频段（389.5 - 510MHz和779 - 1020MHz）的传导实验室测量。

ATREB215 - XPRO - A的RF路径使用了Johanson Technology的Filter - Balun（0896BM15E0025E），同样用于转换差分RF信号，且该滤波巴伦对863 - 870MHz和915MHz ISM频段有内置谐波抑制功能，因此推荐在这两个sub - 1 GHz频段使用，包括辐射测量。

4.2.2 SMA连接器

有两个SMA连接器，一个用于2.4GHz的发射/接收，另一个用于sub - 1 GHz的发射/接收。表4 - 7展示了SMA连接器的功能。

4.2.3 EEPROM

板上包含AT24MAC602串行EEPROM，通过J100的I2C接口可读取其工厂编程的唯一MAC地址。

4.2.4 LED

板上有两个LED（绿色和红色），由XPRO板上的主机MCU控制，用于状态指示。绿色LED表示电源状态，红色LED用于用户应用。

4.2.5 按钮

有一个按钮SW1，用于复位AT86RF215设备。

五、硬件版本历史和已知问题

5.1 识别产品ID和版本

可通过查看PCB底部的贴纸来确定ATREB215 - XPRO/XPRO - A的版本和产品标识符。标识符和版本以明文形式打印为A09 - nnnnrr，其中nnnn是标识符，rr是版本。标签还包含每个板唯一的10位序列号。ATREB215 - XPRO的产品标识符是A09 - 1982，ATREB215 - XPRO - A的产品标识符是A09 - 2353。

5.2 版本信息

ATREB215 - XPRO最初发布的版本是5，最新版本是7；ATREB215 - XPRO - A最初发布的版本是4。目前没有已知问题。表5 - 1展示了发布的板卡和芯片版本信息。

六、机构认证

6.1 FCC注意事项

任何未经负责合规方明确批准的更改或修改可能会使设备失去操作授权。这些设备符合FCC规则第15部分，操作需满足两个条件：不产生有害干扰，且必须接受任何接收到的干扰，包括可能导致设备异常操作的干扰。

ATREB215 - XPRO/XPRO - A套件供专业用户在实验室环境中使用。如果这些模块用于OEM集成，OEM集成商仍需负责最终产品的FCC合规要求。最终产品必须在可见区域标注相应的FCC ID：ATREB215 - XPRO的2.4GHz ISM频段FCC ID为VW4A091980，ATREB215 - XPRO - A的2.4GHz和915MHz ISM频段FCC ID为VW4A092353。

此外，这些设备符合FCC针对非受控环境设定的辐射暴露限制，安装和操作时，散热器与人体之间的最小距离应为20cm，且这些发射器不得与其他天线或发射器共址或同时运行。

6.2 欧盟（ETSI）

ATREB215 - XPRO模块已获得在欧盟国家2.4GHz ISM频段使用的认证，ATREB215 - XPRO - A模块已获得在欧盟国家863MHz - 870MHz和2.4GHz ISM频段使用的认证。如果将这些模块集成到产品中，制造商必须确保最终产品符合欧洲协调的EMC和低电压/安全标准，并为每个标准发布合格声明并存档。

制造商还必须保留模块文档的副本，确保最终产品不超过用户手册中规定的功率额定值、天线规格和/或安装要求。如果最终产品超出这些规格，必须提交给指定机构进行所有所需标准的合规测试。此外，“CE”标志必须贴在OEM产品的可见位置，标志高度至少为5mm（特殊情况除外），且必须清晰、持久地粘贴。

6.3 IC警告

这些设备符合加拿大工业部免许可证RSS标准。操作需满足两个条件：不产生干扰，且必须接受任何干扰，包括可能导致设备异常操作的干扰。

设备经过测试，符合RF场强限制，用户可获取加拿大关于RF暴露和合规的信息。使用设备时，与人体的最小距离为20cm。ATREB215 - XPRO的2.4GHz ISM频段包含发射器模块IC：11019A - 091980，ATREB215 - XPRO - A的2.4GHz和915MHz ISM频段包含发射器模块IC：11019A - 092353。

七、评估板/套件重要注意事项

该评估板/套件仅用于进一步工程、开发、演示或评估目的，不是成品，可能尚未符合适用于成品的某些或所有技术或法律要求，包括但不限于电磁兼容性、回收（WEEE）、FCC、CE或UL指令（除非板卡/套件上另有说明）。Atmel以“现状”提供该板卡/套件，不提供任何保修，所有风险由买家和后续用户承担。用户需承担货物正确和安全处理的全部责任和义务，并赔偿Atmel因货物处理或使用产生的所有索赔。由于产品结构开放，用户有责任采取适当的静电放电和其他技术或法律方面的预防措施。

除上述赔偿范围外，用户和Atmel均不对对方的任何间接、特殊、偶然或后果性损害负责。Atmel未授予任何涵盖或涉及使用其产品或服务的机器、工艺或组合的专利或其他知识产权许可。

八、文档版本历史

文档版本	日期	注释
42398B	02/2016	添加了ATREB215 - XPRO - A的版本信息
42398A	03/2015	初始文档发布

通过以上介绍，相信大家对Atmel ATREB215 - XPRO和ATREB215 - XPRO - A扩展板有了较为全面的了解。在实际应用中，大家可以根据具体需求选择合适的扩展板，并遵循相关的操作和认证要求。你在使用这些扩展板的过程中遇到过哪些问题呢？欢迎在评论区分享。