HC-12 RF Module

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HC-12 RF Module
HC-12-Bluetooth-Module(SMD).jpg
基本信息

分类: RF UART

品牌: 丢石头

功能简介
特性

无特性,不解释

接口

UART接口

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产品简介

HC-12 无线串口通信模块是新一代的多通道嵌入式无线数传模块。无线工作频段为 433.4—473.0MHz,可设置多个频道,步进是400KHz,总共100 个。模块最大发射功率为100mW(20dBm),5000bps 空中波特率下接收灵敏度-116dBm,开阔地1000 米的通信距离。

模块采用邮票孔封装方式,可贴片焊接,模块大小27.4mm×13.2mm×4mm(包括天线帽,不包括弹簧天线),很方便客户嵌入应用系统之内。模块上有PCB 天线座ANT1,用户可以通过同轴线,使用433M 频段外接天线;模块内也有天线焊接孔ANT2,方便用户焊接弹簧天线。用户可以根据使用要求,选择其中一种天线。

模块内部含有MCU,用户无需对模块另外编程,各种透传模式只管收发串口数据即可,使用方便。模块采用多种串口透传模式,用户可以根据使用要求用AT 指令进行选择。四种模式FU1、FU2、FU3、FU4 的空闲状态下平均工作电流分别为3.6mA、80μA、16mA 和16mA,最大工作电流为100mA(满功率发射状态下)

电气特性

  • 模块尺寸:27.4 * 13.2 * 4mm
  • 通信接口:UART
  • 工作电压:3.2 ~ 5.5V
  • 发射功率:20dBm(最大)
  • 参考距离:1000m
  • 工作频段:433.4 ~ 473.0MHz
  • 天线接口:弹簧天线/天线插座
  • 工作湿度:10% ~ 90%
  • 工作温度:-25℃ ~ +75℃

默认参数

串口波特率为9600bps、通信频道为C001、串口透传模式为FU3。

快速入门

硬件连接

  • USB 串口模块 2 个
  • 本模块 2 个

串口模块 RXD 连接本模块 TXD,串口模块 TXD 连接本模块 RXD(交叉连接)。

使用步骤

1. 使用串口助手打开两个 USB 串口(下称A、B)。默认情况下,波特率设置成 9600。

2. 模块不区分主机、从机,只要频道一致,默认通信频道为 C001,就会自动透传。模块间只能工作于半双工状态,不能同时收发数据。

3. 通过串口助手,两个模块可以互相收发信息。

连接说明

工作原理简单介绍

HC-12 Bluetooth Module 2.png

  • 注: 如上面图所示,HC-12 模块用于代替半双工通信时的物理连线。左边的设备向模块发送串口数据,模块的RXD 端口收到串口数据后,自动将数据以无线电波的方式发送到空中。右边的模块能自动接收到,并从TXD 还原最初左边设备所发的串口数据。从右到左也是一样的。模块间只能工作于半双工状态,不能同时收发数据。

模块与单片机 MCU 等设备的连接

HC-12 Bluetooth Module 3.png

  • 模块可与供电系统为3.3V 或者5V 的MCU 连接,串口交叉连接即可(模块的RX 接MCU 的TX、模块的TX接MCU 的RX)
  • 注:如需串接电阻保护MCU,请在串口端串接不大于200Ω的电阻即可,建议不加电阻。

模块之间的连接通讯

HC-12 Bluetooth Module 4.png

模块与 PC 的连接通讯

HC-12 Bluetooth Module 5.png

无线串口透传

串口透传特性

HC-12 模块有四种串口透传模式,用FU1、FU2、FU3 和FU4 表示。使用时,各个模式都是只管收发串口数据即可,不用管空中无线传送部分,但只有在同样空中波特率下才能互相通信!系统默认工作在FU3 全速模式下,此模式可以根据串口波特率自动调节空中波特率,在低波特率下通信距离最远。

不同模式是不能互传数据的,用户可以根据实际情况选择最优模式。

模块一般两个或两个以上连接使用,以半双工的方式互相传送数据。同时,透传模式、波特率、无线通信频道必须设置成一样。出厂默认设置为FU3、9600bps(8 位数据、无校验、1 位停止位)、C001(433.4MHz)。使用时一般不限定一次连续往模块串口发送的字节数。但鉴于环境干扰等因素,一次连续发送大量数据时,有可能会丢失一些字节。所以,上位机最好要有应答和重发等机制,避免信息丢失。

四种串口透传模式

HC-12 模块出厂时串口透传模式默认为FU3。此时,模块工作于全速状态下,空闲工作电流为16mA 左右。在此模式下,模块会根据串口波特率自动调节无线传输空中波特率,其对应关系如下表所示:

串口波特率 无线空中波特率
1200bps 5000bps
2400bps 5000bps
4800bps 15000bps
9600bps 15000bps
19200bps 58000bps
38400bps 58000bps
57600bps 236000bps
115200bps 236000bps

为了使通信距离尽量远,可以把串口波特率设为低波特率。如果是短时间传送大量数据,则把串口波特率设为高波特率,但要牺牲通信距离。不同空中波特率条件下模块的接收灵敏度如下表所示:

空中波特率 无线接收灵敏度
500bps -124dBm
5000bps -116dBm
15000bps -111dBm
58000bps -106dBm
236000bps/250000bps -100dBm

一般来说,接收灵敏度每下降6 dBm,通信距离会减少一半。

在模块“SET”脚置低电平时,可以通过AT 指令来设置串口透传模式(详见下面章节的介绍)。

  • FU1 模式为较省电模式,此时模块的空闲工作电流为3.6mA 左右。此模式下模块同样可以设置如上面表格所示的8 种串口波特率,但空中波特率统一为250000bps,通信距离较短。
  • FU2 模式为省电模式,此时模块的空闲工作电流为80μA 左右。此模式下模块只支持1200 bps、2400 bps和4800 bps 的串口波特率,空中波特率统一为250000bps,通信距离较短。此模式下不能设置成其它串口波特率。同时,在FU1 和FU3 模式下设置为FU2 模式时,超过4800 bps 的串口波特率一律会被自动降低为4800bps。FU2 模式下,只适用传输少量数据(每个数据包在20 个字节以内),数据包发送时间间隔不能太短(最好在2 秒以上),否则会造成数据丢失。
  • FU4 模式为超远距离通信模式,串口波特率固定为1200bps,空中波特率为500bps。从其它模式转到FU4后,串口波特率会自动转为1200bps。该模式下,只适用传输少量数据(每个数据包在60 个字节以内),数据包发送时间间隔不能太短(最好在2 秒以上),否则会造成数据丢失。

下面给出各种模式的一些特性参考值:

模式 空闲电流(平均值) 传送延时(发 1 个字节) 回环测试 1 (串口波特 9600,发 1 个字节) 回环测试 2 (串口波特 9600,发 10 个字节)
FU1 3.6mA 15~25ms 31ms 31ms
FU2 80uA 500ms - -
FU3 16mA 4~80ms - -
FU4 16mA 1s - -
  • 注:回环测延时是指,短接一模块的TX 与RX 引脚,发串口数据给另一模块,从开始发送串口数据计起到另一模块TX 引脚出现返回来的数据的这段时间。

引脚定义

HC-12 Bluetooth Module 6.png

引脚 定义 I/O 方向 说明
1 VCC - 电源输入,DC3.2V—5.5V,要求负载能力不小于200mA。(注:如果模块要长时间工作在发射状态,建议当电源电压超过 4.5V 时串接一个1N4007 二极管,避免模块内置LDO 发热。)
2 GND - 公共地
3 RXD 输入,内部3.3k上拉电阻 URAT 输入口,TTL 电平,内部已串接高速二极管
4 TXD 输出 UART 输出口,TTL 电平,内部已串接200Ω 电阻
5 SET 输入,内部10k上拉电阻 参数设置控制脚,低电平有效,内部已串接1kΩ电阻
6 ANT RF 输入/输出 433MHz 天线引脚
7 GND - 公共地
8 GND - 公共地
9 NC - 无连接,用于固定,兼容HC-11 模块引脚位置
ANT1 ANT RF 输入/输出 IPEX20279-001E-03 天线插座
ANT2 ANT RF 输入/输出 433MHz 弹簧天线焊接孔
  • 注:引脚1—6 各有两个焊盘,靠外面的半孔焊盘用于贴片焊接。引脚6 靠里面的焊盘ANT2 用于模块贴片焊接时,可以手焊弹簧天线。引脚1—5 靠里面的圆孔焊盘用来焊接2.54mm 间距排针,可以直接插到用户PCB 排座上。

天线选择

HC-12 Bluetooth Module 7.png

AT 指令

进入 AT 指令的方法

  • 第一种进入方式——正常使用(已经上电)中,把第5 引脚“SET”置低电平;
  • 第二种进入方式——断电,第5 引脚“SET”先置低电平再重新上电。

这两种方式都能使模块进入AT 指令模式,释放(“SET”引脚不接低电平)则退出指令模式。退出指令模式后,如果更改了模块功能,则会切到相应的功能状态。

第二种方式固定以9600,N,1 的串口格式进入指令模式。

注:退出指令模式后,模块处于复位状态,至少要等200mS 后才能再次进入指令模式,否则模块有可能按照第二种方式进入指令模式!

默认出厂参数

串口波特率为9600bps、通信频道为C001、串口透传模式为FU3。

AT 指令集汇总

指令 响应 说明 例子
AT OK 测试 AT
AT+Bxxxx OK+Bxxxx 更改串口波特率指令。可设置波特率为1200bps、2400bps、4800bps、9600bps、19200bps、8400bps、57600bps 和115200bps。 AT+B19200
AT+Cxxx OKsetname 更改无线通信的频道,从001 到127 可选(超过100 以后的无线频道,通信距离不作保证)。无线频道默认值为001,工作频率为433.4MHz。频道的步进是400KHz,频道100 的工作频率为473.0MHz。 AT+C021
AT+FUx OK+FUx 可选FU1、FU2、FU3 和FU4 四种模式 AT+FU1
AT+Px OK+Px 设置模块的发射功率等级。出厂默认设置为8,发射功率最大,通信距离最远。发射功率等级设置为1,发射功率最小。 AT+P5
AT+Ry OK+(y 所指定的参数) 获取模块的单项参数。y 为B、C、F、P 中的任一字母,分别表示:波特率、通信频道、串口透传模式、发射功率。 AT+RB
AT+RX OK+FU3

OK+B9600

OK+C001

OK+RP:+20 dBm

依次返回当前模块的串口透传模式、串口波特率、通信频道、发射功率等信息。 AT+RX
AT+V www.hc01.com HC-12_V2.6 返回官网网址和固件版本号 AT+V
AT+SLEEP OK+SLEEP 收到指令后,模块在退出AT 指令时进入睡眠模式,工作电流约22μA,这时模块不能进行串口数据传输。再次进入AT 设置状态则自动退出睡眠模式。 AT+SLEEP
AT+DEFAULT OK+DEFAULT 将串口波特率、通信频道、串口透传模式恢复成出厂默认值。 AT+DEFAULT

注意事项

①不要在模块的TX 连线上与电源端之间直接接发光二极管和电阻,否则可能会影响模块串口通信。

②使用MCU 动态修改模块参数时,将第5 引脚“SET”置低电平后,需等待40mS 后才能给模块发送AT 指令;将第5 引脚“SET”置高电平后,需等待80mS 后才会进入串口透传模式。

指令详细说明

详细 AT 指令请参见用户手册(点击下载)关于 AT 指令章节。

资料下载

选型列表

产品型号 工作频段 天线接口 工作电压 通信电流 接收灵敏度 发射功率 参考距离 指令数量 空中速率 通信协议
HC-05 2.4G 内置PCB天线 3.0~3.6V 40mA -85dBm@2Mbps 4dBm(最大) 10m 丰富 2Mbps 蓝牙 2.0
HC-06 2.4G 内置PCB天线 3.0~3.6V 40mA -85dBm@2Mbps 4dBm(最大) 10m 精简 2Mbps 蓝牙 2.0
HC-08 2.4G 内置PCB天线 2.0~3.6V TBD -93dBm@1Mbps 4dBm(最大) 80m 普通 1Mbps 蓝牙 4.0
HC-12 433.4 ~ 473.0MHz 弹簧天线/天线插座 3.2~5.5V 可调 可调 20dBm(最大) 1000m 精简 可调 无线

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