基于CC1310的915MHz硬件设计

一、概述

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CC1310内部结合了超低功耗 RF 收发器和超强48MHz Cortex®-M33微控制器,使用ARM® Cortex®-M0专业无线控制器来处理 ROM 或 RAM 中存储的低层 RF 协议命令,确保了超低功耗和灵活度。时钟速率可以到达48MHz(外部使用24M晶振),具有32KB、64KB和128KB三种可选编程闪存,8KB静态随缓存SPRM,具有30个GPIO的7mm x 7mm RGZ VQFN48封装、15个GPIO的5mm x5 mm RHB VQFN32封装、10个GPIO的4mm x 4mm RSM VQFN32封装可以选择。1.8V—3.8V的宽电源电压范围,发射电流:13.4mA,接收电流5.4mA,低至0.7uA的待机电流,非常适合于低功耗的应用场景,远距离模式下灵敏度可以到-124dBm,50Kbps时灵敏度也可以到-110dBm(低于1GHz),915MHz频段内,输出功率也可以到14dBm。相比于同类型的433MHz、470MHz、868MHz来说,915MHz传输速率有一定的优势。

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二、硬件设计

CC1310硬件电路设计与大部分TI的CCxx系列一样,都在片上内部集成了DC-DC转换器,通过引脚设计可以看出,设计到电源的脚就有多达7个,其中VDDR与VDDR_RF是由内部DCDC-SW来供应电源。而内部DC-DC的电源是由VDDS_DCDC来供应的。另外的VDDS用来给主芯片以及23-30脚的GPIO口供电,VDDS2与VDDS3分别给1—11脚GPIO、12—22脚GPIO、JTAG_TCKC及JTAG_TMSC提供独立供电。关于电源电路部分需要严格按照官方参考电路来,每个电源接口都应添加去耦电容并尽量靠近元件接口。

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CC1310片内片外各设计了两个晶振,外部提供的24MHz晶振,通过内部振荡器倍频为48MHz,作为主时钟源;外部的32.768kHz晶振,用于低功耗情况下使用,除了外部晶振可以提供时钟源外,内部高速的RC振荡器也可产生48MHz,作为CPU的子系统时钟源;内部低速RC振荡器产生32kHz可以用作低功耗晶振,如果对晶振精度要求比较高,建议选择外部晶振。

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CC1310与其他CC26xx和CC13xx一样,使用的是JTAG接口方式,利用XDS100V3给芯片进行相关程序下载和仿真。射频部分使用巴伦的方式将收发双端转为单端,再通过一组5阶滤波器到隔直电容,由于不同的频率所对应的滤波器和巴伦匹配值都是不同的,针对不同的频率需要参考不同的推荐电路进行设计。915MHz天线可以使用IPEX接口、SMA接口、PCB以及陶瓷天线等类型,如果传输距离不是太远,可以使用陶瓷或者PCB天线,这样做的好处就是可以大大缩小产品的体积,但是需要提前考虑,915MHz的陶瓷和PCB天线国内比较少,设计上会费时费力一些。也可以使用IPEX或者SMA,IPEX为贴片型,主要应用在布局比较紧凑的设计中,可以使用IPEX外接PCB板载天线,也可以使用IPEX转接线再转接天线。SMA是普遍外接天线的接口方式。相对前几者来说要便捷的多。上图为成都亿佰特科技有限公司推出的一款针对CC1310的915MHz产品E70-915MS14,内部提供了串口程序,便于用户直接通信使用,避免了编写底层程序的烦恼,同样为了用户便利,也支持二次开发。除了该产品,针对不同频率不同芯片封装还推出了E70,E71系列产品。极大的满足了用户对于CC1310的体验。

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  应用领域:

低功耗无线系统

无人机领域

家庭和楼宇自动化

电子货架标签

远距离传感器应用

智能电网和自动抄表

安全系统和无线报警

无线医疗保健应用

穿戴式和手持式仪器


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