¶ 修改记录
| 版本 | 日期 | 原因 |
|---|---|---|
| V1.0 | 3/27/23 | 创建文档 |
| V2.0 | 3/27/23 | 更改GPIO1功能为外部唤醒Wake以及其他细节 |
¶ 1. 产品简介
255MN-L01模块是南京二五五物联科技有限公司自主研发生产的一款自组网，自路由，自恢复功能的工业级无线产品。模块基于MCU+ LoRa射频芯片，利用了 LoRa的调制和255Mesh协议完美解决了小数据在复杂环境中的覆盖组网需求。
相比传统的Zigbee Mesh，BLE Mesh，WiFi Mesh。255Mesh使用的是ISM频段，国内433,470-510 具有更好的绕射性能，在穿墙效果上面有的很大提升，相比目前使用的FSK或者 LoRawan方式又利用了255Mesh协议自带的组网，恢复，路由功能更好的解决的安装，调试，网络补盲的难点。
¶ 2. 产品特征
- 频率范围：430.5~509.5Mhz
- 工作电压：1.8-3.6v
- 接收电流：9.7mA
- 发送电流：110mA@+22dBm
- 休眠电流：1.16uA
- 发射功率可调：+2dBm~+22dBm
- 接收灵敏度：-127dBm@2.1kbps
- 空中传输速率：2.1kbps~62.5kbps
- 串口波特率支持：2400~115200
- 支持跳数：255跳
- 支持功能：自路由,低功耗,自恢复
- 通讯方式：串口
- 封装方式：邮票孔，排针
¶ 产品应用
- 表计抄表
- 传感器采集
- 能耗监控
- 远程阀控
- 工业监测与控制
¶ 订购信息
| 型号 | 温度范围 | 低功耗 | 主从 |
| 255MN-L01C | -40~+85℃ | 支持 | 从站 |
| 255MG-L01 | -40~+85℃ | 支持 | 主站 |
| 255MN-L01A | -40~+85℃ | 不支持 | 从站 |
¶ 3.外观尺寸
¶ 3.1产品尺寸（单位：mm）
产品尺寸如图3-1所示
¶ 3.2引脚排列
255MN-L01无线模块的引脚排列如图 3-2所示。引脚功能说明详见下面的表 3.1。
图3-2 255MN-L01引脚图
¶ 3.3推荐SMT封装尺寸
图3-3 255MN-L01封装尺寸
¶ 3.4引脚定义
表3.1 引脚及其功能
| 引脚 | 名称 | 信号类型 | 描述 |
| 9，13，15 | GND | P | 模块地引脚 |
| 1 | LEDTX | O | 发送状态指示 |
| 2 | LEDRX | O | 接收状态指示 |
| 3 | WAKE | O | 外部唤醒Wake |
| 4 | DIR | O | 使用485功能后，用作485使能 |
| 5 | UART_RXD | I | 模块串口输入 |
| 6 | UART_TXD | O | 模块串口输出 |
| 7 | SWIM | I/O | SWIM数据接口 |
| 8 | REST | I | 复位引脚，低有效 |
| 10 | VCC | P | 3.3V 供电电源 |
| 14 | ANT | I/O | 射频接口，接外部天线 |
| 16 | GPIO2 | I/O | 预留GPIOO，悬空处理 |
| 17 | GPIO3 | I/O | 预留GPIOO，悬空处理 |
| 18 | CFG | I | 配置引脚，低电平配置 |
注：
P 表示电源类引脚
I 表示输入引脚
O 表示输出引脚
I/O 表示双向数据传输引脚
¶ 4. 电气参数
¶ 4.1 极限参数
超过以下参数范围时极有可能损坏 255MN-L01模块
表 4.1 极限参数
| 参数 | 范围 | 单位 |
| 电源电压 | -0.5~+3.9 | V |
| I/O电压 | Vss-0.3~+4.0 | V |
| 射频接收最大功率 | 10 | dBm |
| 工作温度范围 | -40~+85 | ℃ |
| 存储温度范围 | -55~+125 | ℃ |
¶ 4.2 静态参数
超正常工作状态下255MN-L01模块电气参数（@25℃）
表 4.2 工作参数
| 参数 | 标号 | 最小值 | 典型值 | 最大值 | 单位 | 备注 |
| 电源值 | Vcc | 1.8 | 3.3 | 3.6 | V | |
| 接收电流 | IRX | - | 9.7 | 10 | mA | Rx Boosted, LoRa® 500 kHz |
| 发送电流 | ITX | - | 110 | 115 | mA | 发射功率+22 dBm |
| 休眠电流 | ISleep | - | 1.16 | - | uA | |
| 输入逻辑1电平 | VIH | 0.7*Vcc | - | Vcc+0.3 | V | |
| 输入逻辑0电平 | VIL | -0.3 | - | 0.3*Vcc | V | |
| 输出逻辑1电平 | VOH | Vcc -0.45 | - | V | IIO = -2 mA, Vcc = 3.0 V | |
| 输出逻辑0电平 | VOH | - | 0.45 | V | IIO = +2 mA, Vcc = 3.0 V |
¶ 5. 射频参数
表 5.1 极限参数
| 参数 | 最小值 | 典型值 | 最大值 | 单位 |
| 发送频率 | 430.5 | 433 | 509.5 | MHz |
| 最大发送功率 | 21 | 21.5 | 22 | dBm |
| 射频接收功率 | - | - | 10 | dBm |
| 传输速率/ LoRa | 2.1 | - | 62.5 | kbps |
| 接收灵敏度 | - | -127dBm@2.1kbps | - | dBm |
注：满足最大功率输出电源供电不低于 3.1V；接收灵敏度与数据传输速率成反比，空中速率越低，接收灵敏度越高。
¶ 6. 硬件设计注意事项
¶ 6.1 最小系统
255MN-L01模块可集成至其它设备和产品中，如图6-1所示为通过MCU搭配模块实现无线数据收发的示意图。
图6-1 最小系统应用
¶ 6.2 推荐系统
255MN-L01模块的典型应用电路图如图 6-2 所示，能够实现数据传输、模块配置控制、模块复位、唤醒外部MCU。射频部分建议预留ANT的π型匹配电路
图6-2 推荐的系统应用
¶ 6.3 电源接口
电源设计的完整性影响模块性能，
1.模块电源输入范围严格控制在1.8-3.6V，推荐电压为3.3V。
2.模块峰值电流最大为 115mA，供电电流能力至少大于峰值电流的1.5以上。
3.建议串联磁珠和或者并联 TVS 管后供电VCC，增强模块的稳定性。
4.DC/DC或者LDO后防止大电容，防止跌落造成的发射功率不足。
¶ 6.4 ANT接口
¶ 6.4.1 外接天线设计指导
如果用户选用我司的模块是通过 IPEX，SMA 等射频接口外接天线时，应该选择一款适用于本核心板的天线，在天线选型的过程中对天线的参数选择和应用有如下注意事项：
- 天线的工作频率和本模块的工作频率应该一致；
- 天线的接口与本核心板的天线接口应该适配；
- 天线的电压驻波比（VSWR）建议小于 2，且应该具备合适的带宽；
- 天线的输入阻抗应为 50ohm；
- 当天线放置在模具内部时，应咨询天线设计厂家。
¶ 6.4.2 天线匹配
实际使用中，出现最多的是天线匹配问题，建议用户在设计原理图时，加入图 6-3 所示的π型匹配网络。一般情况，如果天线已经是 50ohm的，电容 C3选用 220pF 电容即可，C1和 C2不需焊接；如果天线不匹配，则需要使用网络分析仪测量阻抗再确定 C1、C2、C3的取值。从以往经验来看，在 410~525MHz 频段 走线阻抗失配带来的影响不是很大，而走线线宽偏小带来的插入损耗往往比较严重。
图6-3 匹配电路
¶ 6.5 UART接口
模块可以提供 1 组 UART 口，波特率2400~115200，8 位数据位，1 位停止位，无校验位。
串口电平为+3.3V，如果用户系统与模块电平匹配，可以直接通过串联 22 欧姆电阻直连。若电平不匹配，则需要做电平转换。推荐电平转换电路如图6-4所示（需要用户系统的串口速率低。否则，建议采用电平转换芯片），其中 UART_RXD/UART_TXD 为模块侧，MCU_TXD/RXD 为用户系统侧，用户系统电平为VDD。
图6-4 电平转换推荐电路
¶ 6.6 指示灯接口
模快提供2个指示灯控制管脚给用户系统选用（不用可悬空），分别为1和2引脚，默认为低电平。当射频处于接收状态时，2引脚会被拉高；当射频处于发送状态时，1引脚会被拉高。参考设计如图6-5所示。
图6-5 射频收发指示灯推荐带电路
¶ 6.7 配置引脚
模块CFG引脚参考设计如图6-6所示
图6-6 配置引脚参考设计
模块可以通过两种方式进入配置模式：
方式1通过串口：串口即可进入配置模式，直接发送配置指令
方式2使用CFG脚：模块引脚CFG拉低，然后REST即可强制进入默认配置模式（波特率115200， 8 位数据位，1 位停止位，无校验位）。
¶ 6.8 REST引脚
模块的 REST 管脚，可用来设定模块的硬复位功能，输入低电平即可触发模块复位，内部有上拉，高电平电压典型值为 3.3V，如果使 用其他电平的 IO 系统，建议外部采用三极管隔离，进行电平转换;若采用 3.3V电平系统，可串联一个 22 欧姆小电阻直连。
¶ 6.9 WAKE引脚
模块的Wake脚，可以用作唤醒外部MCU，配置电平AT指令如图6-7所示。Wake引脚接收信号后电平变化，会延时⼀段时间再通过串⼝发送数据，不同速率下的唤醒延时时间不同。更改详情参考《255Mesh配置工具及AT指令用户手册》。如果使用其他电平的 IO 系统，建议外部采用三极管隔离，进行电平转换;若采用 3.3V电平系统，可串联一个 22 欧姆小电阻直连并预留上拉电阻。
图6-7 配置WAKE引脚电平 AT 指令
¶ 6.10 PCB设计注意事项
¶ 6.10.1 ANT方面
如果用户选择我司的模块射频输出接口为邮票孔的形式，PCB设计应注意:
1.模块ANT端建议放置在用户PCB 边缘，ANT 引脚到天线端的走线要尽可能短，用 50ohm 特征阻抗
的走线，在需要转弯时不要走锐角、直角，可以走圆弧线，圆弧半径不小于 3 倍线宽，线宽为 2~3mm，长度不超过 30mm。
2.在射频电路板设计时，推荐使用 4 层板，第一层为射频走线层，第二层为地层，第三层为电源层，底层为其他信号层。
3.射频线路远离电源，时钟信号等可能会产生干扰的信号源；线路上下左右做好包地保护。
如图5-7所示：
图6-8 ANT走线示意图
¶ 6.10.2 其他
模块使用邮票孔焊接在底板上时，模块底部不能有开窗露铜的地方，避免模块底部测试点短路。
¶ 7. 生产指导
¶ 7.1 推荐回流温度曲线
图7-1 推荐温度曲线
¶ 7.2 推荐生产回流温度时间对照表
| Profile Feature | 曲线特征 | 有铅 | 无铅 |
| 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 S | 60-120 S |
| Average ramp-up rate (Tsmax to Tp) | 平均上升速率 | 3℃/s max | 3℃/s max |
| Liquidous Temperature (TL) | 液相温度 | 183℃ | 217℃ |
| Time (tL) Maintained Above (TL) | 液相线以上的时间 | 60-90S | 30-90S |
| Peak temperature (Tp) | 峰值温度 | 230℃ | 245℃ |
| Average ramp-down rate (Tp to Tsmax) | 平均下降速率 | 6℃/s max | 6℃/s max |
| Time 25℃ to peak temperature | 25℃到峰值温度的时间 | 6 min max | 6 min max |
¶ 8.免责声明
南京二五五物联科技有限公司在本手册中将尽可能地为用户呈现详实、准确的产品信息。但介于本手册的内容具有一定的时效性，不能完全保证该文档在任何时段的时效性与适用性。文档中并未授予任何知识产权的许可，并未以明示或暗示，或以禁止发言或其它方式授予任何知识产权许可。除在其产品的销售条款和条件声明的责任之外, 我公司概不承担任何其它责任。并且，我公司对本产品的销售和/或使用不作任何明示或暗示的担保，包括对产品的特定用途适用性，适销性或对任何专利权，版权或其它知识产权的侵权责任等均不作担保。
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