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53-WIFI&bluetooth模块电路设计_wifi模块接口电路设计
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WIFI & bluetooth模块电路设计01_哔哩哔哩_bilibili
WIFI & Bluetooth模块电路设计
1、WIFI & Bluetooth简介
1.1、WIFI简介
WiFi是一种基于IEEE 802.11系列协议标准实现的无线通信技术，该通信协议于1996年由澳洲的研究机构CSIRO提出，WiFi凭借其独特的技术优势，被公认为是目前最为主流的WLAN技术标准。
1.1.1、WIFI发展史
随着最新的802.11 ax标准发布，新的WiFi标准名称也将定义为WiFi6，当前的802.11 ax是第六代WiFi标准，WiFi联盟将原来的 802.11 a/b/g/n/ac之后的ax标准定义为WiFi6，从而也可以将之前的802.11 a/b/g/n/ac依次追加为WiFi1/2/3/4/5。主要有2.4GHz和5.0GHz两个工作频段。
2.4GHz频段支持以下标准（802.11b/g/n/ax），5GHz频段支持以下标准（802.11 a/n/ac/ax），由此可见，802.11n/ax同时工作在2.4GHz和5GHz频段，所以这两个标准是兼容双频工作。
| WiFi 版本 | WiFi 标准 | 最高速率 | 工作频段 |
| WiFi 0 (1997 年) | IEEE 802.11 | 2Mbps | 2.4GHz |
| WiFi 1 (1999 年) | IEEE 802.11a | 54Mbps | 5GHz |
| WiFi 2 (1999 年) | IEEE 802.11b | 11Mbps | 2.4GHz |
| WiFi 3 (2003 年) | IEEE 802.11g | 54Mbps | 2.4GHz |
| WiFi 4 (2009 年) | IEEE 802.11n | 600Mbps | 2.4GhHz或5GHz |
| WiFi 5 (2014 年) | IEEE 802.11ac | 1Gbps | 5GHz |
| WiFi 6 (2019 年) | IEEE 802.11ax | 11Gbps | 2.4GHz或5GHz |
| WiFi 7 (2022年) | IEEE 802.11be | 30Gbps | 2.4GHz、5GHz、6GHz |
| 2.4GHz（802.11b/g/n/ax），5GHz（802.11a/n/ac/ax） | |||
1.1.2、WiFi硬件设备
WiFi模块属于高频性质的产品
一般以邮票孔或者2.54单排针的形式用于模组的贴片。
1.1.3、WIFI的2.4G和5G的区别
2.4G
5G
1.2、Bluetooth简介
蓝牙技术是一种无线数据和语音通信开放的全球规范，它是基于低成本的近距离无线连接，为固定和移动设备建立通信环境的一种特殊的近距离无线技术连接。蓝牙使当前的一些便携移动设备和计算机设备能够不需要电缆就能连接到互联网，并且可以无线接入互联网。
1.2.1、蓝牙原理
蓝牙是一种无线技术标准，可实现固定设备、移动设备和楼宇个人域网之间的短距离数据交换(使用2.4~2.485GHz的ISM波段的UHF无线电波)。蓝牙可连接多个设备，克服了数据同步的难题。
1.2.2、蓝牙特点
1、无需电缆
2、蓝牙技术的工作频段全球通用
3、蓝牙技术的安全性和抗干扰能力强
4、传输距离较短
5、蓝牙技术不仅有较高的传播质量与效率，同时还具有较高的传播安全性特点
6、通过跳频扩频技术进行传播
1.3、Wifi和Bluetooth的区别
2、WIFI&BT常用方案介绍
常见的WiFi芯片主要来自国外的博通、高通、Marvell和我国台湾MTK等厂商。
国内厂商的 WiFi 芯片原厂也有 MTK、南方硅谷、乐鑫等。
3、WIFI & BT集成模块AP6256（正基科技）
AP6256是正基科技推出的一款低成本，低功耗的模块，该模块具有Wi-Fi(2.4GHz和5GHz IEEE802.11a/b/g/n/ac)+蓝牙(BT5.0)功能，并通过了SRRC认证，带mesh。
集成模块为Wi-Fi提供SDIO接口，为蓝牙提供UART/PCM接口。
3.1、AP6256基本介绍
3.2、硬件总方案
3.3、引脚定义
3.3.1、电源
| Pin number | Pin name | I/O | Description |
| 1、3、20、31、33、36 | GND | P | Ground connections |
| 9 | VBAT | P | Main power voltage source input |
| 22 | VDDIO | P | I/O Voltage supply input |
| 21 | VIN_LDO_OUT | P | Internal Buck voltage generation pin |
| 23 | VIN_LDO |
3.3.2、时钟管脚
| Pin number | Pin name | I/O | Description |
| 10 | XTAL_IN | I | Crystal input |
| 11 | XTAL_OUT | O | Crystal output |
| 24 | LPO | I | External Low Power Clock input (32.768KHz) |
3.3.3、SDIO管脚(WiFi Interface)
| Pin number | Pin name | I/O | Description |
| 14 | SDIO_DATA_2 | I/O | SDIO data line 2 |
| 15 | SDIO_DATA_3 | SDIO data line 3 | |
| 16 | SDIO_DATA_CMD | SDIO command line | |
| 17 | SDIO_DATA_CLK | SDIO clock line | |
| 18 | SDIO_DATA_0 | SDIO data line 0 | |
| 19 | SDIO_DATA_1 | SDIO data line 1 | |
| 29 | SDIO_VSEL | I | SDIO mode selection pin 1：1.8V(SDIO 3.0), 0：3.3V(SDIO 2.0) |
3.3.4、UART & PCM ( BT Interface)
| Pin number | Pin name | I/O | Description |
| 41 | UART_RTS_N | O | Bluetooth UART interface |
| 42 | UART_TXD | O | |
| 43 | UART_RXD | I | |
| 44 | UART_CTS_N | I | |
| 25 | PCM_OUT | O | PCM Data output |
| 26 | PCM_CLK | I/O | PCM clock |
| 27 | PCM_IN | I | PCM data input |
| 28 | PCM_SYNC | I/O | PCM sync signal |
3.3.5、WIFI & BT控制管脚
| Pin number | Pin name | I/O | Description |
| 6 | BT_WAKE | I | HOST wake-up Bluetooth device |
| 7 | BT_HOST_WAKE | O | Bluetooth device to wake-up HOST |
| 34 | BT_REG_ON | I | Power up/down internal regulators used by BT section |
| 2 | WL_BT_ANT | I/O | RF I/O port(蓝牙和wifi的天线端口) |
| 12 | WL_REG_ON | I | Power up/down internal regulators used by WiFi section |
| 13 | WL_HOST_WAKE | O | WLAN to wake-up HOST |
| 37 | GPIO_6 | I/O | GPIO configuration pin |
| 38 | GPIO_3 | ||
| 39 | GPIO_5 | ||
| 40 | GPIO_2 |
3.3.6、NC
| Pin number | Pin name | I/O | Description |
| 4、5、8、30、32、35 | NC | － | Floating (Don’t connected to ground) |
| 45、46、47 | TP | - | Floating (Don’t connected to ground) |
集合：44pin
| Pin Description | 数目（个） |
| 电源和地 | 10 |
| 时钟 | 3 |
| SDIO管脚（WIFI interface） | 7 |
| UART & PCM管脚（BT interface） | 8 |
| WIFI & BT 控制管脚 | 10 |
| NC | 6 |
4、WIFI&BT硬件设计要点（★）
4.1、时钟
4.2、SDIO接口wifi模块的工作原理
4.3、为什么WIFI接口一般用SDIO接口，很少用USB接口？
4.4、天线管脚和射频头之间串10pf电容
4.5、天线焊盘
5、WIFI&BT硬件实战（以AP6256为例）
6、WIFI & BT模块的PCB设计要点
6.1、模组布局规范
1、 模组天线放置区域须远离主控CPU及DDRAM等高速数字器件、电源布线、晶体时钟等强干扰区域；并且留有足够的禁空区；避免高频数字信号互相干扰；
2、模组布局区域包括底层，避免放置其它不相关器件及走线；
3、模组天线馈线回路区域包括底层及所有层，不要放置其它不相关器件及走线网络；
6.1、模组布线规范
天线馈线接口及天线座部分：
1.1、整个RF走线回路须做50欧阻抗，和模块同层走线；走线回路尽量成一条直线，不要出现分支、棱角和折直角（须大于90°以上大圆弧），线径宽度和器件焊盘宽度一致，走线回路越短越好；
1.2、整个天线馈线回路及管脚正下面邻层（L2层）掏空，对应第三层（L3）提供对应完整的地层，即用第三层做RF 走线地层；
1.3、两边包地到RF 线的距离要等距，两边要用间隔30MILS 以内地过孔对称连接地层，GND 过孔不要打在净空区，两边包地的安全间距不要太小，20MILS 左右；
1.4、RF 回路旁边远离电源和时钟等敏感走线；
1.5、RF 座子中间表层要挖空，挖到参考层；
模块天线部分应靠载板PCB四围放置，不允许放置于板中，且天线下方载板铣空，与天线平行的方向，不允许铺铜或走线。
