硬件

2年 ago

g_turing

3 minutes

原文来源：【https://hackrf.readthedocs.io/en/latest/index.html】机器翻译加人工修改，不正之处，请指正！

硬件修订列表

HackRF 一个 r1–r4

Great Scott Gadgets 从 2014 年开始发布的 HackRF One 的第一个修订版被标记为 r1。随后的制造运行将修订号增加到 r4，而没有修改硬件设计。制造年份：2014-2020

HackRF One r5

该实验性修订版尚未生产。

HackRF One r6

SKY13350 射频开关被 SKY13453 取代。虽然 SKY13453 使用简化的控制逻辑，但不需要修改固件。添加了硬件修订检测引脚绑定。制造年份：2020

HackRF One r7

SKY13453 射频开关恢复为 SKY13350。USB VBUS 检测电阻值已更新。制造年份：2021

HackRF One r8

SKY13350 射频开关被 SKY13453 取代。制造年份：2021-2022

HackRF One r9

MAX2837 被 MAX2839 取代。Si5351C 被具有额外时钟分配的 Si5351A 取代。在天线端口电源中添加了一个串联二极管。制造年份：2023

硬件修订标识

由 Great Scott Gadgets 制造的 HackRF Ones 在靠近 MAX5864 (U18) 的 PCB 顶部丝印层上印有修订号。

从 HackRF One r6 开始，硬件修订由固件检测并由hackrf_info.

硬件器件

HackRF One 中使用的主要部件：

MAX2837 2.3 至 2.7 GHz 收发器
- 数据表
MAX2839 2.3 至 2.7 GHz 收发器
- 数据表
- 替代MAX2837。
MAX5864 ADC/DAC
- 数据表
Si5351 时钟发生器
- AN619：手动生成 Si5351 寄存器映射
- 数据表– 有关完整的寄存器映射，请参阅 AN619。
- 其他文档– 包括应用说明、用户指南和白皮书。
CoolRunner-II CPLD
LPC43xx ARM Cortex-M4 微控制器
- 用户手册
- 数据表
- 其他文档 (LPC4330FBD144) – 包括勘误表和应用说明。
- ARM 标准 JTAG/SWD 连接器引出线
- LPC43xx 的 BSDL 文件（用于边界扫描）
RFFC5072 混频器/合成器
- 数据表
- 其他文件；单击“技术文档”——包括编程指南和应用说明。
W25Q80BV 8M位闪存

框图

HackRF One r1-r8框图

block-diagram

HackRF One r9 框图

block-diagram-r9

外壳选项

来自 Great Scott Gadgets 的商业版 HackRF One 附带一个注塑成型的塑料外壳，但它设计用于安装两个可选的外壳：

Hammond 1455J1201：HackRF One 适用于 Hammond Manufacturing 的这种挤压铝制外壳和其他类似型号。为了使用外壳的端板，您必须对其进行钻孔。端板模板可以在 HackRF One KiCad 布局中找到。

亚克力三明治：您还可以将激光切割亚克力外壳与 HackRF One 结合使用。这是访问扩展标头的一个很好的选择。可以在 HackRF One 硬件目录中找到设计。使用任何激光切割服务或从经销商处购买。

HackRF One 的按钮

RESET 按钮重置微控制器。这是一个应该导致 USB 重新枚举的重启。

DFU 按钮调用位于微控制器 ROM 中的 USB DFU 引导加载程序。由于 ROM 无法被覆盖，此引导加载程序可以解开固件损坏的 HackRF One。

要调用 DFU 模式：按住 DFU 按钮。在按住 DFU 按钮的同时，通过按下并释放 RESET 按钮或打开 HackRF One 来重置 HackRF One。释放 DFU 按钮。

DFU 按钮仅在复位期间调用引导加载程序。这意味着它可以通过自定义固件用于其他功能。

外部时钟接口（CLKIN 和 CLKOUT）

HackRF One 在 CLKOUT 上产生一个 10 MHz 的时钟信号。该信号是用于高阻抗负载的 3.3 V、10 MHz 方波。

HackRF One 上的 CLKIN 端口是高阻抗输入，期望 10 MHz 的 3.3 V 方波。此输入上的电压不要超过 3.3 V 或低于 0 V。不要以 10 MHz 以外的频率连接时钟信号（除非您修改固件以支持此功能）。您可以直接将一个 HackRF One 的 CLKOUT 端口连接到另一个 HackRF One 的 CLKIN 端口。

当在 CLKIN 上检测到时钟信号时，HackRF One 使用 CLKIN 而不是内部晶振。与 CLKIN 之间的切换仅在发送或接收操作开始时发生。

要验证是否已在 CLKIN 上检测到信号，请使用。检测到时钟的预期输出是CLKIN status: clock signal detected。没有检测到时钟的预期输出是CLKIN 状态：没有检测到时钟信号。hackrf_clock -i

要激活 CLKOUT，请使用。要关闭它，请使用。hackrf_clock -o 1hackrf_clock -o 0

扩展接口

HackRF One 扩展接口由排针 P9、P20、P22 和 P28 组成。这四个标头安装在 Great Scott Gadgets 的商业 HackRF One 上。

P9基带

高速双路 ADC 和双路 DAC 的直接模拟接口。

Pin	Function
1	GND
2	GND
3	GND
4	RXBBQ-
5	RXBBI-
6	RXBBQ+
7	RXBBI+
8	GND
9	GND
10	TXBBI-
11	TXBBQ+
12	TXBBI+
13	TXBBQ-
14	GND
15	GND
16	GND

P20 GPIO

提供对 GPIO、ADC、RTC 和电源的访问。

Pin	Function
1	VBAT
2	RTC_ALARM
3	VCC
4	WAKEUP
5	GPIO3_8
6	GPIO3_0
7	GPIO3_10
8	GPIO3_11
9	GPIO3_12
10	GPIO3_13
11	GPIO3_14
12	GPIO3_15
13	GND
14	ADC0_6
15	GND
16	ADC0_2
17	VBUSCTRL
18	ADC0_5
19	GND
20	ADC0_0
21	VBUS
22	VIN

P22 I2S

I2S、SPI、I2C、UART、GPIO 和时钟。

Pin	Function
1	CLKOUT
2	CLKIN
3	RESET
4	GND
5	I2C1_SCL
6	I2C1_SDA
7	SPIFI_MISO
8	SPIFI_SCK
9	SPIFI_MOSI
10	GND
11	VCC
12	I2S0_RX_SCK
13	I2S_RX_SDA
14	I2S0_RX_MCLK
15	I2S0_RX_WS
16	I2S0_TX_SCK
17	I2S0_TX_MCLK
18	GND
19	U0_RXD
20	U0_TXD
21	P2_9
22	P2_13
23	P2_8
24	SDA
25	CLK6
26	SCL

P28 SD

SDIO、GPIO、时钟和 CPLD。

Pin	Function
1	VCC
2	GND
3	SD_CD
4	SD_DAT3
5	SD_DAT2
6	SD_DAT1
7	SD_DAT0
8	SD_VOLT0
9	SD_CMD
10	SD_POW
11	SD_CLK
12	GND
13	GCK2
14	GCK1
15	B1AUX14 (trigger output)
16	B1AUX13 (trigger input)
17	CPLD_TCK
18	BANK2F3M2
19	CPLD_TDI
20	BANK2F3M6
21	BANK2F3M12
22	BANK2F3M4

其他未填充的接头和测试点可用于测试和开发，但它们可能与某些外壳或扩展选项不兼容。

有关详细信息，请参阅原理图和器件文档。

硬件触发

通过使用排针 P28 上的触发输入和输出，HackRF One 的发送和接收操作可以与另一个 HackRF One 或其他外部设备同步。触发提供误差小于一个采样周期的时间同步。

时钟同步

当从另一个触发一个 HackRF One 时，通常需要首先确保两个设备共享一个公共频率参考。这具有将 HackRF 彼此接地的额外好处，从而消除了触发所需的一根电线。有关说明，请参见外部时钟接口。

无论哪一个提供触发输出，HackRF One 都可以作为另一个的时钟源。

要求

要连接两个 HackRF Ones 以进行触发，您需要：

用于 0.1” 排针的公对公跳线

用于时钟同步的 SMA 电缆或第二根跳线

打开你的 HackRF One

HackRF One 外壳有小塑料夹将其固定在一起。这些在打开外壳时可能会损坏，但通常情况下外壳在此类损坏后仍可使用。请按照Jared Boone的视频中的说明进行操作。

打开两个 HackRF One 的外壳以访问它们的排针。

识别触发针

HackRF One 有四个正常填充的排针，其中三个排列成“C”形。在电路板上，这些标记为 P28、P22 和 P20。P28 是离电路板中心最近的接头。在接头 P28 上找到引脚 15（触发输出）和 16（触发输入）。 trigger-pins

将触发输出连接到触发输入

首先确保两个设备共用一个公共接地点。这可以通过将一个人的 CLKIN 连接到另一个人的 CLKOUT 来实现，如上文所建议的那样。或者，将跳线从一个 HackRF One 上的 P28 引脚 2 连接到另一个 HackRF One 上的 P28 引脚 2。

接下来使用跳线将一个 HackRF One 上的 P28 引脚 15（触发输出）连接到另一个 HackRF One 上的 P28 引脚 16（触发输入）。

用法

用于hackrf_info发现两个 HackRF One 的序列号。使用要触发的 HackRF One 的序列号，用于设置触发操作。例如：hackrf_transfer -H

hackrf_transfer -H -d <serial number> -a 0 -l 32 -g 32 -r rx1.cs8

该命令将打印“Waiting for trigger…”，直到在设备的触发输入端检测到触发信号。

在另一个终端中，使用触发 HackRF One 的序列号来发起操作，与触发操作同时发生。例如：

hackrf_transfer -d <serial number> -a 0 -l 32 -g 32 -r rx2.cs8

请注意，激活触发器输出不需要特殊参数。

两个hackrf_transfer命令将同时开始对 RF 信号进行采样，精确到小于一个采样周期。

附加设备

多个 HackRF One 可能由单个 HackRF One 触发。确保所有设备共享一个公共接地，然后将一个设备的触发输出连接到其他设备的触发输入（例如，通过面包板连接跳线）。

HackRF One 以外的设备可以连接到 HackRF One 的触发器输入或输出。触发信号是在上升沿触发的 3.3 V 脉冲。

参考

HackRF 的触发机制由Synchronization of Low-Cost Open Source SDRs for Navigation Applications的作者贡献，其中提供了有关实现和背景的详细信息。

射频屏蔽安装说明

官方 Great Scott Gadgets HackRF Ones 出厂时并未在 PCB 的无线电部分周围安装射频屏蔽。然而，它们确实有垫子，因此如果用户有理由和意愿，可以安装一个。它们没有预装的原因是早期测试显示 RF 屏蔽对提高 HackRF One 的性能几乎没有作用。推荐的 RF 屏蔽是 BMI-S-230-FR（框架）和 BMI-S-230-C（屏蔽）。建议使用两部分射频屏蔽，因为可以移除屏蔽部分以允许访问 HackRF One 的射频部分。如果有必要探测 RF 部分的任何部分或更换 RF 部分的任何部分，这可能很重要。然而，即使有两部分射频屏蔽，在某些情况下可能很难访问 HackRF One 的射频部分。以下步骤是在 HackRF One 上安装 RF 屏蔽的一组基本说明。

注意：将 RF 屏蔽焊接到 HackRF One 上会带来一定的风险。除了焊接本身的固有风险外，此过程可能会损坏 HackRF One，并且没有保修可用于涵盖此过程造成的损坏。如果您确实选择在 HackRF One 上安装 RF 屏蔽，请谨慎行事。