HC-12 RF Module
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目录
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
- 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
- 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
模块与 PC 的连接通讯
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
| 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
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 |
FAQ
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