一、模块介绍
二、1.1 特点简介
E30-T100S2 是一款基于 Silicon Labs 公司原装进口 SI4438 射频芯片的贴片型无线串口模块（UART），半双工，收发一体，透明传输方式，发射功率 100mW，工作在 425~450.5MHz 频段（默认 433MHz），TTL 电平输出，兼容 3.3V 与 5V 的 IO 口电压，具有空中唤醒功能（超低功耗）。
模块具有软件 FEC 前向纠错算法，其编码效率较高，纠错能力强，在突发干扰的情况下，能主动纠正被干扰的数据包，大大提高可靠性和传输距离。在没有 FEC 的情况下，这种数据包只能被丢弃。
模块具有数据加密和压缩功能。模块在空中传输的数据，具有随机性，通过严密的加解密算法，使得数据截获失去意义。而数据压缩功能有概率减小传输时间，减小受干扰的概率，提高可靠性和传输效率。
序号 | 产品特点 | 特点描述 |
1 |
超低功耗 | 即空中唤醒功能，特别适用于电池供电的应用方式： 当模块处于省电模式下即模式 2 时，配置模块的接收响应延时时间可调节模块的整机功耗，模块 可配置的最大接收响应延时为 2000ms，在此配置下模块的平均电流约 30uA。 |
2 |
定点发射 | 支持地址功能，主机可发射数据到任意地址、任意信道的模块，达到组网、中继等应用方式： 例如：模块 A 需要向模块 B（地址为 0x00 01，信道为 0x80）发射数据 AA BB CC， 其通信格式为：00 01 80 AA BB CC， 其中 00 01 为模块 B 地址，80 为模块 B 信道， 则模块 B 可以收到 AA BB CC（其它模块不接收数据）。 |
3 |
广播监听 | 将模块地址设置为 0xFFFF： 可以监听相同信道上的所以模块的数据传输； 发送的数据，可以被相同信道上任意地址的模块收到，从而起到广播和监听的作用。 |
4 |
前向纠错 | 模块具有软件 FEC 前向纠错算法： 其编码效率较高，纠错能力强，在突发干扰的情况下，能主动纠正被干扰的数据包，大大提高可 靠性和传输距离；在没有 FEC 的情况下，这种数据包只能被丢弃。 |
5 |
休眠功能 | 当模块处于休眠模式下即模式 3 时，无线接收关闭单片机处于休眠状态； 此时整机功耗约几 uA，在此模式下模块仍然可接收 MCU 发过来的配置数据（更改模块参数）。 |
6 |
适用环境 | 433M 频率相比 2.4G 拥有一定的穿透绕射能力，但是空中速率不如 2.4G； E30-T100S2 适用于空旷环境或有少量障碍物的工业环境、生活环境。 |
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1.2 电气参数
序号 | 参数名称 | 参数值 | 描述 |
1 | 模块尺寸 | 17 * 30mm | 不含天线 |
2 | 平均重量 | 2.3g | 不含天线 |
3 | 工作频段 | 425~450.5MHz | 默认 433MHz，信道数 256，建议 433±5MHz |
4 | 生产工艺 | 无铅工艺，机贴 | 无线类产品必须机贴方能保证批量一致性和可靠性 |
5 | 接口方式 | 1 * 7 * 2.00mm | 贴片 |
6 | 供电电压 | 2.1~ 5.5V DC | 注意：高于 5.5V 电压，将导致模块永久损毁 |
7 | 通信电平 | 3.3V | 推荐使用 3.3V，可以兼容至最高 5.2V |
8 | 实测距离 | 2000m | 晴朗空旷，最大功率，天线增益 5dBi，高度大于 2m，1k 空中速率 |
9 | 发射功率 | 20dBm | 约 100mW ，4 级可调（20、17、14、10dBm）， |
10 | 空中速率 | 1kbps | 8 级可调（1、2、5、8、10、15、20、25kbps） |
11 | 休眠电流 | 2.0uA | 模式 3（M0=1，M1=1） |
12 | 发射电流 | 89mA@20dBm | 供电能力必须大于 200mA |
13 | 接收电流 | 16mA | 模式 0、模式 1 |
14 | 通信接口 | UART 串口 | 8N1、8E1、8O1，从 1200 ~ 115200 共 8 种波特率 |
15 | 驱动方式 | UART 串口 | 可设置成推挽/上拉、漏极开路 |
16 | 发射长度 | 缓存 512 字节 | 内部自动分包 58 字节发送 |
17 | 接收长度 | 缓存 512 字节 | 内部自动分包 58 字节发送 |
18 | 模块地址 | 可配置 65536 个地址 | 便于组网，支持定点传输、广播传输 |
19 | 空中唤醒 | 支持 | 最低平均功耗约 30uA（适用于电池供电的应用方式） |
20 | RSSI 支持 | 内置智能化处理 | 无需关心 |
21 | 天线接口 | IPEX/弹簧/外部 | 50Ω特性阻抗 |
22 | 工作温度 | -40 ~ +85℃ | 工业级 |
23 | 工作湿度 | 10% ~ 90% | 相对湿度，无冷凝 |
24 | 储存温度 | -40 ~ +125℃ | 工业级 |
25 | 接收灵敏度 | -121dbm@1kbps | 接收灵敏度和串口波特率、延迟时间无关 |
1.3 系列产品
产品型号 | 接口 | 频率 （Hz） | 功率 （dBm） | 距离 （km） | 空中速率 （bps） | 产品尺寸 （mm） | 封装形式 |
E30-T10S2 | UART | 433M | 10 | 1.0 | 1k~25k | 17*30 | 贴片 |
E30-TTL-100 | UART | 433M | 20 | 2.0 | 1k~25k | 21*36 | 直插 |
E30-T100S2 | UART | 433M | 20 | 2.0 | 1k~25k | 17*30 | 贴片 |
E30 系列的各个型号可以互通，大小功率可以搭配使用 | |||||||
1.4 常见问题
序号 | 问题 | 描述 |
1 | 空中速率 | 建议尽可能使用低速，空中速率越高，通信距离越近，丢包率也会越高。 |
2 | 天线选择 | 天线和模块必须频率匹配，增益越高越好，驻波比越小越好，建议优先选择吸盘天线。 |
3 | 出现乱码 | 一种原因是串口波特率不匹配，另一种原因是电源供电能力不足。 |
4 | 延迟过高 | 关闭收发两端的 FEC 纠错功能、提高空中速率都可以减小延迟。 |
5 | 接收响应时间 | 只在模式 2（省电模式）下有效，时间设定越长功耗越低，接收延迟也会越高。 |
二． 功能简述
2.1 引脚定义
引脚序号 | 引脚名称 | 引脚方向 | 引脚用途 |
1 | M0 | 输入 （极弱上拉） | 和 M1 配合，决定模块的 4 种工作模式。 （不可悬空，如不使用可接地） |
2 | M1 | 输入 （极弱上拉） | 和 M0 配合，决定模块的 4 种工作模式。 （不可悬空，如不使用可接地） |
3 | RXD | 输入 | 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。 |
4 | 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。 |
5 |
AUX |
输出 | 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） |
6 | VCC |
| 模块电源正参考， 电压范围：2.1V ~ 5.5V DC |
7 | GND |
| 模块地线 |
8 | 固定孔 |
| 固定孔 |
9 | 固定孔 |
| 固定孔 |
10 | 固定孔 |
| 固定孔 |
2.2 连接单片机
序号 | 模块与单片机简要连接说明（上图以 STM8L 单片机为例） |
1 | 无线串口模块为 TTL 电平，请与 TTL 电平的 MCU 连接。 |
2 | 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。 |
2.3 模块复位
序号 | 模块复位描述 |
1 | 模块上电后，AUX 将立即输出低电平，并进行硬件自检，以及按照用户参数进行工作方式设置。在此过程中， AUX 保持低电平，完毕后 AUX 输出高电平，并按照 M1、M0 组合而成的工作模式开始正常工作。所以，用户 需要等待 AUX 上升沿，作为模块正常工作的起点。 |
2.4 AUX 详解
AUX 用于无线收发缓冲指示和自检指示。
它指示模块是否有数据尚未通过无线发射出去，或已经收到无线数据是否尚未通过串口全部发出，或模块正在初始化自检过程中。
序号 | 功能详解 |
1 | 【串口数据输出指示】用于唤醒休眠中的外部MCU
|
2 | 【无线发射指示】 缓冲区空：内部 512 字节缓冲区的数据，都被写入到无线芯片（自动分包）。当 AUX=1 时用户连续发起小于512 字节的数据，不会溢出。当 AUX=0 时缓冲区不为空：内部 512 字节缓冲区的数据，尚未全部写入到无线芯片并开启发射，此时模块有可能在等待用户数据结束超时，或正在进行无线分包发射。【注意】：AUX=1 时并不代表模块全部串口数据均通过无线发射完毕，也可能最后一包数据正在发射中。 |
3 | 【模块正在配置过程中】仅在复位和退出休眠模式的时候
|
序号 | AUX 注意事项 |
1 | 上述功能 1 和功能 2，输出低电平优先，即：满足任何一个输出低电平条件，AUX 就输出低电平； 当所有低电平条件均不满足时，AUX 输出高电平。 |
2 | 当 AUX 输出低电平时，表示模块繁忙，此时不会进行工作模式检测； 当模块 AUX 输出高电平后 1ms 内，将完成模式切换工作。 |
3 | 用户切换到新的工作模式后，至少需要在 AUX 上升沿 2ms 后，模块才会真正进入该模式； 如果 AUX 一直处于高电平，那么模式切换将立即生效。 |
4 | 用户从模式 3（休眠模式）进入到其他模式或在复位过程中，模块会重新设置用户参数，期间 AUX 输出 低电平。 |
三． 工作模式
模块有四种工作模式，由引脚 M0、M1 设置；详细情况如下表所示：
模式（0-3） | M0 | M1 | 模式介绍 | 备注 |
0 一般模式 | 0 | 0 | 串口打开，无线打开，透明传输 | 接收方必须是模式 0、1 |
1 唤醒模式 |
1 |
0 | 串口打开，无线打开； 和模式 0 唯一区别：数据包发射前，自动增加唤醒码， 这样才能唤醒工作在模式 2 的接收方 | 接收方可以是模式 0 接收方可以是模式 1 接收方可以是模式 2 |
2 省电模式 | 0 | 1 | 串口接收关闭，无线处于空中唤醒模式，收到无线数 据后，打开串口发出数据。 | 发射方必须模式 1 该模式下不能发射 |
3 休眠模式 | 1 | 1 | 模块进入休眠，可以接收参数设置命令 | 详见工作参数详解 |
3.1 模式切换
序号 | 备注 |
1 | 用户可以将 M1、M0 进行高低电平组合，确定模块工作模式。可使用 MCU 的 2 个GPIO 来控制模式切换； 当改变 M1、M0 后：若模块空闲，1ms 后，即可按照新的模式开始工作； 若模块有串口数据尚未通过无线发射完毕，则发射完毕后，才能进入新的工作模式； 若模块收到无线数据后并通过串口向外发出数据，则需要发完后才能进入新的工作模式； 所以模式切换只能在 AUX 输出 1 的时候有效，否则会延迟切换。 |
2 | 例如：在模式 0 或模式 1 下，用户连续输入大量数据，并同时进行模式切换，此时的切换模式操作是无效的； 模块会将所有用户数据处理完毕后，才进行新的模式检测； 所以一般建议为：检测 AUX 引脚输出状态，等待 AUX 输出高电平后 2ms 再进行切换。 |
3 | 当模块从其他模式被切换到休眠模式时，如果有数据尚未处理完毕； 模块会将这些数据（包括收和发）处理完毕后，才能进入休眠模式。这个特征可以用于快速休眠，从而节省功耗； 例如：发射模块工作在模式 0，用户发起串口数据“12345”，然后不必等待 AUX 引脚空闲（高电平），可以直接切换到休眠模式，并将用户主 MCU 立即休眠，模块会自动将用户数据全部通过无线发出后，1ms 内自动进入休眠； 从而节省MCU 的工作时间，降低功耗。 |
4 | 同理，任何模式切换，都可以利用这个特征，模块处理完当前模式事件后，在 1ms 内，会自动进入新的模式； 从而省去了用户查询 AUX 的工作，且能达到快速切换的目的； 例如从发射模式切换到接收模式； 用户MCU 也可以在模式切换前提前进入休眠，使用外部中断功能来获取 AUX 变化，从而进行模式切换。 |
5 | 此操作方式是非常灵活而高效的，完全按照用户 MCU 的操作方便性而设计，并可以尽可能降低整个系统的工作 负荷，提高系统效率，降低功耗。 |
3.2 一般模式（模式 0）
类型 | 当 M0 = 0，M1 = 0 时，模块工作在模式 0 |
发射 | 模块接收来自串口的用户数据，模块发射无线数据包长度为 58 字节，当用户输入数据量达到 58 字节时，模块将启动无线发射，此时用户可以继续输入需要发射的数据； 当用户需要传输的字节小于 58 字节时，模块等待 3 字节时间，若无用户数据继续输入，则认为数据终止，此时模块将所有数据包经过无线发出； 当模块收到第一个用户数据后，将 AUX 输出低电平，当模块把所有数据都放入到 RF 芯片并启动发射后，AUX 输出高电平； 此时，表明最后一包无线数据已经启动发射，用户可以继续输入长达 512 字节的数据； 通过模式 0 发出的数据包，只能被处于模式 0、模式 1 的接收模块收到。 |
接收 | 模块一直打开无线接收功能，可以接收来自模式 0、模式 1 发出的数据包； 收到数据包后，模块 AUX 输出低电平，并延迟 5ms 后，开始将无线数据通过串口 TXD 引脚发出，所有无线数 据都通过串口输出后，模块将 AUX 输出高电平。 |
3.3 唤醒模式（模式 1）
类型 | 当 M0 = 1，M1 = 0 时，模块工作在模式 1 |
发射 | 模块启动数据包发射的条件与 AUX 功能都等同于模式 0； 唯一不同的是：模块会在每个数据包前自动添加唤醒码，唤醒码的长度取决于用户参数中设置的唤醒时间； 唤醒码的目的是用于唤醒工作在模式 2 的接收模块； 所以，模式 1 发射的数据可以被模式 0、1、2 收到。 |
接收 | 等同于模式 0。 |
3.4 省电模式（模式 2）
类型 | 当 M0 = 0，M1 = 1 时，模块工作在模式 2 |
发射 | 模块处于休眠状态，串口被关闭，无法接收来自外部 MCU 的串口数据，所以该模式不具有无线发射功能。 |
接收 | 在模式 2 下，要求发射方必须工作在模式 1； 定时监听唤醒码，一旦收到有效的唤醒码后，模块将持续处于接收状态，并等待整个有效数据包接收完毕； 然后 AUX 输出低电平，延迟 5ms 后，打开串口将收到的无线数据通过 TXD 发出，完毕后将 AUX 输出高电平； 无线模块继续进入“休眠 - 监听”的工作状态（polling）； 通过设置不同的唤醒时间，模块具有不同的接收响应延迟（最长 2s）和平均功耗（最小 30uA）； 用户需要在通讯延迟时间和平均功耗之间取得一个平衡点。 |
3.5 休眠模式（模式 3）
类型 | 当 M0 = 1，M1 = 1 时，模块工作在模式 3 |
发射 | 无法发射无线数据。 |
接收 | 无法接收无线数据。 |
配置 | 休眠模式可以用于模块参数设置，使用串口 9600、8N1，通过特定指令格式设置模块工作参数。 |
注意 | 当从休眠模式进入到其他模式，模块会重新配置参数，配置过程中，AUX 保持低电平； 完毕后输出高电平，所以建议用户检测 AUX 上升沿。 |
3.6 快速通信测试
步骤 | 具体操作 |
1 | 将 USB 测试板（E15-USB-T2）插上电脑，确保驱动已经安装正确； 插上USB 测试板上的模式选择跳线（即 M1=0，M0=0）。 |
2 | 选择 3.3V 或 5V 供电均可（模块支持 2.1~5.5V）。 |
3 | 运行“串口调试助手”软件，并选择正确的串口号，观察发送窗口和对应的接收窗口。 |
四． 指令格式
休眠模式（模式 3：M0=1，M1=1）下，支持的指令列表如下（设置时，只支持9600，8N1 格式）：
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。 |
4.1 出厂默认参数
型号 | 出厂默认参数值：C0 00 00 18 50 44 | ||||||
模块型号 | 频率 | 地址 | 信道 | 空中速率 | 波特率 | 串口格式 | 发射功率 |
E30-T100S2 | 433MHz | 0x0000 | 0x50 | 1kbps | 9600 | 8N1 | 100mW |
4.2 工作参数读取
指令格式 | 详细说明 |
C1+C1+C1 | 在休眠模式下（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，比如：C0 00 00 18 50 44。 |
4.3 版本号读取
指令格式 | 详细说明 |
C3+C3+C3 | 在休眠模式下（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，比如：C3 30 xx yy； 此处的 30 代表模块型号（E30 系列），xx 就是版本号，yy 代指模块其他特性。 |
4.4 复位指令
指令格式 | 详细说明 |
C4+C4+C4 | 在休眠模式下（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，模块进行自检，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。此时，可以进行模式切换或发起下一条指令。 |
五． 参数配置
步骤 | 操作 | 详细说明 |
1 | 安装驱动 | 请先安装资料包中USB 转接板驱动程序（CP2102）。 |
2 | 拔下跳线 | 拔掉USB 转接板上 M0、M1 处的跳线帽，如下图所示；电源跳线帽选 3.3V 或 5V 皆可。 |
3 | 连接模块 | 将模块插入转接板的 7PIN 座，天线端向外；然后将转接板插入电脑USB 口。 |
4 | 打开串口 | 打开我司的参数配置软件，选择相应的串口号然后点击“打开串口”； |
5 | 进入界面 | 点击“读取模块参数”，界面如下图所示； 如果读取失败，请检查模块是否处于模式 3，或是否已安装转接板驱动程序。 |
6 | 写入参数 | 根据需要更改相应配置，请调整需要修改的参数；点击“写入”按钮，把新参数写入到模块。 |
7 | 完成操作 | 如果需要重新配置请按“第五步”操作；如果配置完成请先点击“关闭串口”然后取下模块。 |
8 | 命令配置 | 单片机可使用命令配置模块参数，具体配置详见上文《指令格式-参数设置指令》。 |
