深度剖析E28 - 2G4T27SX：2.4GHz TTL高速LoRa无线模块的魅力

在无线通信领域，一款性能优异的无线模块对于产品的成功至关重要。今天就带大家深入了解一下成都亿佰特电子科技有限公司的E28 - 2G4T27SX无线串口模块，看看它究竟有哪些独特之处。

文件下载：E28-2G4T27SX.pdf

一、模块概述

1.1 简介

E28 - 2G4T27SX基于SEMTECH公司的SX1281射频芯片，工作在2.4GHz频段，采用透明传输方式。它具备LoRa、FLRC和GFSK三种调制解调技术，TTL电平输出，兼容3.3V与5V的IO口电压。不仅如此，模块还拥有数据加密和压缩功能，大大提高了数据传输的安全性和效率。同时，双天线可选（IPEX/邮票孔）的设计，为用户的二次开发和集成提供了便利。

1.2 特点功能

• 多种模式支持：支持LoRa、FLRC、GFSK多种模式，满足不同应用场景的需求。
• 高速连续传输：能够实现高速连续的数据传输，提升通信效率。
• RSSI信号强度读取：可以读取RSSI信号强度，方便用户了解信道质量。
• 低功耗功能：支持空中唤醒，适用于电池供电方案，降低功耗。
• 多种传输方式：支持定点传输、广播传输和信道监听。
• 长距离通信：理想条件下，通信距离可达7km。
• 发射功率可调：最大发射功率27dbm，且软件多级可调。
• 全球免许可频段：支持全球免许可ISM 2.4GHz频段。
• 宽数据速率范围：支持1kbps - 2Mbps的数据空中传输速率。
• 宽供电范围：支持2.3 - 5.5V供电，大于5V供电可保证最佳性能。
• 工业级标准：支持 - 40 - +85℃下长时间使用。

1.3 应用场景

该模块的应用场景十分广泛，涵盖了智能家居、安防系统、定位系统、无线遥控、无人机、无线游戏遥控器、医疗保健产品、无线语音、无线耳机以及汽车行业等多个领域。

二、规格参数

2.1 极限参数

主要参数	最小值	最大值	备注
电源电压(V)	2.3	5.5	超过最大值可能永久烧毁模块
阻塞功率(dBm)	-	10	近距离使用烧毁概率较小
工作温度(℃)	-40	+85	工业级

2.2 工作参数

主要参数	最小值	典型值	最大值	备注
工作电压(V)		2.3	5.0	5.5	≥5.0V可保证输出功率
通信电平(V)	-	3.3	-	使用5V TTL有烧毁风险
工作温度(℃)	-40	-	+85	工业级设计
工作频段(MHz)	2400	-	2500	支持ISM频段
发射电流(mA)	-	500	-	瞬时功耗
接收电流(mA)	-	27	-	-
休眠电流(μA)	-	10	-	软件关断
最大发射功率(dBm)	26.5	27	27.5	-
接收灵敏度(dBm)	-130	-134	-134	-
空中速率(bps)	1k	1k	2M	默认115.2Kbps
发射长度缓存		2048 Byte	121 Btye	221 Btye	普通模式，使用1Mbps空速；连传模式，空中速率1kbps
调制方式		LoRa、GFSK、FLRC		-
通信接口		UART串口		TTL电平
封装方式		贴片式		-
外形尺寸		40.5 * 25mm		-
射频接口		IPEX/邮票孔		等效阻抗约50Ω

三、机械尺寸与引脚定义

模块的引脚定义如下表所示：	引脚序号	引脚名称	引脚方向	引脚用途
1	GND	参考地	模块地线
2 - 7、9、22	NC	-	此引脚需悬空（以备后续扩展使用）
8、10、18、20、21	GND	参考地	模块地线
11	VCC	-	模块电源正参考，电压范围：2.5V - 5.5V DC
12	AUX	输入	用于指示模块工作状态，用户唤醒外部MCU，上电自检初始化期间输出低电平，可配置为漏极开路输出，或推挽输出，详见参数设置（可以悬空）
13	TXD	输出	TTL串口输出，连接到外部RXD输入引脚；可配置为漏极开路或推挽输出，详见参数设置
14	RXD	输出	TTL串口输入，连接到外部TXD输出引脚；可配置为漏极开路或上拉输入，详见参数设置
15 - 17	M1、M0、M2	输入	M2、M1、M0共同组合决定模块8种工作模式
19	ANT	-	天线接口（50Ω特性阻抗）

四、参考电路

在连接模块与单片机时，无线串口模块为TTL电平，需与TTL电平的MCU连接。某些5V单片机，可能需要在模块的TXD和AUX脚加4 - 10K上拉电阻。

五、功能详解

5.1 定点发射与广播发射

通过设置模块的地址和信道，可以实现定点发射和广播发射。例如将模块A地址设置为0xFFFF，信道设置为0x04，当模块A作为发射时，相同模式、透明传输方式下，0x04信道下所有的接收模块都可以收到数据，达到广播的目的。

5.2 监听地址

同样以模块A为例，当将其地址设置为0xFFFF，信道设置为0x04，作为接收时，它可以接收到0x04信道下所有的数据，实现监听功能。

5.3 模块复位

模块上电后，AUX将立即输出低电平，并进行硬件自检和工作方式设置。在此过程中，AUX保持低电平，完毕后AUX输出高电平，模块开始正常工作。用户需要等待AUX上升沿，作为模块正常工作的起点。

5.4 AUX详解

AUX用于指示模块的工作状态，具体包括：

• 串口数据输出指示：用于唤醒休眠中的外部MCU（注意，连传模式下AUX指示无延迟）。
• 无线发射指示：分包传输模式下，内部缓冲区大小由分包大小指定，如包长设置为221字节，对应缓冲器大小为2048字节，AUX = 1时用户可以连续发起不超过2048字节数据；连传模式下，AUX = 1时代表当前模块处于忙状态，但不适用于唤醒外部MCU。AUX = 1时代表模块全部串口数据均通过无线发射完毕，模块处于空闲状态。
• 模块正在配置过程中：仅在复位和退出休眠模式的时候，自检期间AUX输出低电平。

六、工作模式

模块有4种工作模式，由引脚M0、M1设置，具体情况如下表所示：	模式(0 - 3)	M2	M1	M0	模式介绍	备注
0 传输模式	1	0	0	串口打开，无线打开，连续透明传输	空速支持手动配置和自适应随波特率自动调节；连传模式双方波特率必须一致
1 RSSI模式	1	0	1	串口打开，无线打开，RSSI功能打开	模块每100ms串口输出RSSI强度值
2 测距模式	1	1	0	保留	-
3 配置模式	1	1	1	串口打开，无线关闭，用于参数配置	波特率固定9600 8N1
4 低功耗	0	x	x	低功耗模式，功耗为最低	M2置高时处于正常工作状态；M2置低时处于低功耗

6.1 模式切换

用户可以通过M1M0的高低电平组合来确定模块的工作模式。模式切换只能在AUX输出1的时候有效，否则会延迟切换。不过，模块处理完当前模式事件后，在1ms内会自动进入新的模式，用户可以利用这个特征实现快速切换，还可以在模式切换前提早进入休眠，使用外部中断功能来获取AUX变化，从而进行模式切换。

6.2 传输模式（模式0）

此模式下可进行数据透传，普通模式下，保证两个模块的空速、地址和信道一致，就可以进行正常的透传；连传模式下，需要保证两个模块的波特率必须一样，才能保证透传，连传模式支持波特率1200 - 115200连续传输大文件。

6.3 RSSI模式（模式1）

模块会间隔100ms输出当前空中2.4GHz信号的RSSI值，用于检测空中的信道质量，输出的值为十六进制补码格式。

6.4 测距模式（模式2）

该模式保留，暂未详细说明。

6.5 休眠模式（模式3）

此模式下波特率固定参数为9600，8N1，可参考指令格式设置模块的相应参数。

七、指令格式

在配置模式（模式3：M0 = 1，M1 = 1，M2 = 1）下，支持以下指令：	序号	指令格式	详细说明
1	C0 + 工作参数	16进制格式发送C0 + 5字节工作参数，共6字节，必须连续发送（掉电保存）
2	C1 + C1 + C1	16进制格式发送三个C1，模块返回已保存的参数，必须连续发送
3	C2 + 工作参数	16进制格式发送C2 + 5字节工作参数，共6字节，必须连续发送（掉电不保存）
4	C3 + C3 + C3	16进制格式发送三个C3，模块返回版本信息，必须连续发送
5	C4 + C4 + C4	16进制格式发送三个C4，模块将产生一次复位，必须连续发送
6	E2 + E2 + E2	透传模式下，16进制格式发送三个E2，模块将进入一个10S钟的配置窗口期，在这10S钟之内可以通过C0指令配置模块的相应参数，10S钟结束后，模块使用新参数进行工作
7	E3 + E3 + E3	透传模式下，16进制格式发送三个E3，接收到此指令的相应模块将进入一个10S钟的配置窗口期，在这10S钟之内可以发送6个字节的C0指令参数空中配置模块的参数，10S钟结束后，接收模块使用新参数进行工作

7.1 出厂默认参数

型号	频率	地址	信道	空中速率	波特率	串口格式	发射功率
E28 - 2G4T27SX	2.4GHz	0x0000	0x13	10kbps	9600	8N1	27dbm

7.2 工作参数读取

在配置下（M0 = 1，M1 = 1），向模块串口发出命令（HEX格式）：C1 C1 C1，模块会返回当前的配置参数。

7.3 版本号读取

在配置下（M0 = 1，M1 = 1），向模块串口发出命令（HEX格式）：C3 C3 C3，模块会返回当前的配置参数，其中包含模块型号、版本号、模块功率等信息。

7.4 复位指令

在配置下（M0 = 1，M1 = 1），向模块串口发出命令（HEX格式）：C4 C4 C4，模块将产生一次复位，复位过程中AUX输出低电平，复位完毕后AUX输出高电平，模块开始正常工作。

7.5 参数设置指令

参数设置指令包含多个字节，每个字节代表不同的参数，如模块地址、串口速率、空中速率、通信信道等，用户可以根据需要进行设置。

八、硬件设计

在进行硬件设计时，需要注意以下几点：

• 供电方面：推荐使用直流稳压电源，电源纹波系数尽量小，模块需可靠接地，注意电源正负极连接，确保供电电压在推荐范围内，电源稳定性要好，设计供电电路时保留30%以上余量。
• 电磁干扰方面：模块应远离电源、变压器、高频走线等电磁干扰较大的部分，高频数字走线、高频模拟走线、电源走线必须避开模块下方，若无法避开，需在模块接触部分的Top Layer铺地铜并良好接地，且走线在Bottom Layer。
• 通信线方面：通信线若使用5V电平，必须串联1k - 5.1k电阻（不推荐，仍有损坏风险），尽量远离部分物理层亦为2.4GHz的TTL协议，如USB3.0。
• 天线方面：天线安装结构对模块性能影响较大，务必保证天线外露，最好垂直向上。当模块安装于机壳内部时，可使用优质的天线延长线将天线延伸至机壳外部，天线切不可安装于金属壳内部。

九、常见问题及解决方法

9.1 传输距离不理想

可能的原因包括存在直线通信障碍、温度湿度影响、同频干扰、地面吸收反射、天线附近有金属物体、功率寄存器设置错误、空中速率设置过高、电源电压低于推荐值、天线匹配程度差或天线品质问题等。解决方法是排除障碍、改善环境、修改频率信道、更换天线等。

9.2 模块易损坏

原因可能是供电电压超出范围、电源不稳定、静电操作不当、湿度太高、使用温度过高或过低等。解决方法是确保供电正常、做好防静电和防潮措施、避免在极端温度下使用。

9.3 误码率太高

可能是附近有同频信号干扰、电源不理想、延长线或馈线品质差或太长等原因导致。解决方法是远离干扰源、保证电源可靠性、更换优质的延长线和馈线。

十、焊接作业指导

10.1 回流焊温度

Profile Feature	曲线特征	Sn - Pb Assembly	Pb - Free Assembly
Solder Paste	锡膏	Sn63/Pb37	Sn96.5/Ag3/Cu0.5
Preheat Temperature min (Tsmin)	最小预热温度	100℃	150℃
Preheat temperature max (Tsmax)	最大预热温度	150℃	200℃
Preheat Time (Tsmin to Tsmax)(ts)	预热时间	60 - 120 sec	60 - 120 sec
Average ramp - up rate(Tsmax to Tp)	平均上升速率	3℃/second max	3℃/second max
Liquidous Temperature (TL)	液相温度	183℃	217℃
Time(tL)Maintained Above(TL)	液相线以上的时间	60 - 90 sec	30 - 90 sec
Peak temperature(Tp)	峰值温度	220 - 235℃	230 - 250℃
Aveage ramp - down rate(Tp to Tsmax)	平均下降速率	6℃/second max	6℃/second max
Time 25℃ to peak temperature	25℃到峰值温度的时间	6 minutes max	8 minutes max

10.2 回流焊曲线图

手册中提供了回流焊曲线图，大家可以参考该图进行焊接操作，以确保焊接质量。

十一