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【一起来玩ble+zigbee+6lowpan！】——TI-CC26xx硬件设计
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TI-CC26xx硬件设计
文档编号
| DN2000-0000-A0
| 关键字
| C26xx, Wireless MCU, BLE, Zigbee
| 摘要
| 本文介绍了TI公司的CC26xx系列无线MCU的硬件设计，包括RGZ(7x7)封装的最小系统板，和RSM(4x4)封装的模块。对外围原件、天线选择、供电、IO引脚引出等方面进行了说明。
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Mars4zhu
目 录
1 概述 1
2 硬件设计 2
2.1. 基本电路 2
2.2. 晶振 2
2.3. 供电 3
2.4. 天线 4
2.5. IO引脚 5
3 硬件制作 7
4 硬件调试 9
插图索引
图 2 1 CC26xx硬件设计示意图——基本电路 2
图 2 2 CC26xx硬件设计示意图——晶振部分 3
图 2 3 CC26xx硬件设计示意图——电源部分 3
图 2 4 CC26xx硬件设计示意图——天线部分 4
图 2 5 CC26xx硬件设计示意图——IFA-2.4GHz PCB天线部分 5
图 2 6 CC26xx硬件设计示意图——MIFA-2.4GHz PCB天线部分 5
图 2 7 CC26xx硬件设计示意图——RGZ（7x7）封装IO引脚引出示意图 6
图 2 8 CC26xx硬件设计示意图——RSM（4x4）封装IO引脚引出示意图 6
图 3 1 CC26xx硬件制作——PCB与钢网实物图 7
图 3 2 CC26xx硬件制作——刷上焊锡膏贴上元件实物图 7
图 3 3 CC26xx硬件制作——RGZ封装焊接完成实物图 8
图 3 4 CC26xx硬件制作——RGZ与RSM封装焊接完成实物图 8
图 4 1 CC26xx硬件调试——XDS110与CC26xx连线图 9
图 4 2 CC26xx硬件调试——SmartRF Flash Programmer 2连接图 9
图 4 3 CC26xx硬件调试——烧录SimpleBLEperipheral例程的手机蓝牙扫描与连接通讯 10
表格索引
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1 概述CC26xx具有低功耗、高性能、统一的芯片架构、支持多种无线标准，用户只需要应用不同的协议栈，就可以在同样的硬件资源下，实现不同的无线通讯连接。
CC2620支持RF4CE。
CC2630支持Zigbee、6LowPan、802.15.4.
CC2640支持BLE和私有无线协议
CC2650支持以上所有。
为了对CC26xx进行学习，根据参考设计、datasheet规格书，设计了RGZ（7x7）封装的最小系统板，和RSM（4x4）的最小模块，并采用2.54mm间距的排针引出所有IO引脚。
2 硬件设计从整体电路、晶振、供电、天线、IO引脚引出等方面对CC26xx的硬件设计进行说明。
2.1. 基本电路由于不同封装（RGZ:7x7，RHB:5x5，RSM:4x4）只是引出IO口不同，其余部分基本相同，因此除了IO部分外，其余部分均无差别（RGZ没有TXRX引脚，因此没有外部偏置External Bias）。而根据天线电路选择，可以有四种分类。
图 2 1 CC26xx硬件设计示意图——基本电路
2.2. 晶振CC26xx如果采用无线射频功能，必须采用满足无线协议标准精度的24MHz外部晶振，否则无法满足无线协议标准。而为了实现低功耗且定时精确，需要32.768K的外部晶振。
同时CC26xx系列的24M振荡电路内置可配置容值大小的电容阵列，可以省略24M外部晶振的配套的电容，以降低成本和PCB面积。本设计中采用3225封装的24M贴片晶振，无外部振荡电容，但是为了调试，仍然加上了电容焊盘，以便在不起振的时候加上电容。在设计成型后，可以去掉电容焊盘，同时也可以采用更小封装的24MHz晶振，进一步降低PCB面积。
但是32.768KHz没有内置电容，必须加上电容。本设计的32.768KHz的晶振采用FC-135封装，根据晶振的datasheet加入12pF的振荡电容。
图 2 2 CC26xx硬件设计示意图——晶振部分
2.3. 供电CC26xx的供电主要有3种方式，即：（1）外部1.8~3.8V供给VDDS，VDDR电压通过芯片内置的DCDC生成1.7V的电压；（2）外部1.8~3.8V供给VDDS，VDDR电压通过芯片内置的LDO生成1.7V的电压；（3）外部供给1.7~1.95V电压给VDDS和VDDR。
图 2 3 CC26xx硬件设计示意图——电源部分
本设计采用第（1）中方式即内置DCDC降压方式。
同时如果不焊接10uH电感，即第（2）种方式。实际证明两种方式都可行，不过在软件中要注意设置成对应的方式。
2.4. 天线CC26xx支持的无线标准均位于2.4GHz的ISM频段，因此需要2.4GHz的天线及对应的balun和阻抗匹配网络电路。
CC26xx支持多种天线balun方式，根据偏置是否内置还是外置，以及输出信号是差分还是单端，分为4种，分别为：
图 2 4 CC26xx硬件设计示意图——天线部分
由于本设计定位为RGZ（7x7）封装为最小系统版，采用稍高增益的IFA-2.4GHz的PCB天线，并且采用“内部偏置+差分”（Internal Biasing + Differential, 7ID），而RSM（4x4）追求面积小，因此采用尺寸最小的MIFA-2.4GHz的PCB天线，采用“外部偏置+单端”（External Biasing + Single Ended, 4XS），可追求性价比最高且最合适。
IFA-2.4GHz和MIFA-2.4GHz的PCB天线设计TI给出了参考设计，分别为DN007和AN043，如图：
图 2 5 CC26xx硬件设计示意图——IFA-2.4GHz PCB天线部分
图 2 6 CC26xx硬件设计示意图——MIFA-2.4GHz PCB天线部分
设计中需要注意的是在射频输出引脚到天线，整个信号传输通道（巴伦电路，阻抗匹配网络）都要被左右和底层的地平面包围，最好不要有相近的其他走线，特别是电源线。
同时还要注意的是天线周围的地平面要用密集的接地过孔，已增大四分之一波长的地平面镜像效果。
2.5. IO引脚IO引脚引出只需要走线即可。包括调试引脚TMS和TCK，以及复位引脚RESET_N，需要注意的是复位引脚不内置上拉电阻，需要外置100K上拉。另外还有不同封装的JTAG的TDO和TDI引脚的IO引脚不一样，需要注意引出。
本设计为了方便调试，采用了2.54mm的排针引出。
图 2 7 CC26xx硬件设计示意图——RGZ（7x7）封装IO引脚引出示意图
图 2 8 CC26xx硬件设计示意图——RSM（4x4）封装IO引脚引出示意图
3 硬件制作将PCB设计好导出Gerber文件，并且可以采用拼板的方式把几个电路板拼成一个PCB，统一制作，可降低费用和时间等成本。
发给工厂生产后，采用手工焊接的方式，由于QFN引脚较密，采用钢网+焊锡膏+热风枪，进行焊接。焊接过程如下；
图 3 1 CC26xx硬件制作——PCB与钢网实物图
图 3 2 CC26xx硬件制作——刷上焊锡膏贴上元件实物图
图 3 3 CC26xx硬件制作——RGZ封装焊接完成实物图
图 3 4 CC26xx硬件制作——RGZ与RSM封装焊接完成实物图
4 硬件调试采用SensorTag的DevPack的XDS110调试器来进行调试。接好VCC、GND、RESET_N和JTAG的4个引脚连线。
图 4 1 CC26xx硬件调试——XDS110与CC26xx连线图
图 4 2 CC26xx硬件调试——SmartRF Flash Programmer 2连接图
烧录例程SimpleBLEperipheral后，使用手机查看是否BLE功能工作。
图 4 3 CC26xx硬件调试——烧录SimpleBLEperipheral例程的手机蓝牙扫描与连接通讯
上图中，将其中之一的广播数据包里面的名字修改为“Hi,EEWORLD, CC26XX!”，并且可以读写BLE的Characteristic，可见BLE功能正常。
版本历史（Revision History）
版本号
| 发布时间
| 内容
| A0
| 2015-09-02
| 初次发布。
|
DN2000-0000-A0_TI CC26xx硬件设计.pdf
(1.48 MB, 下载次数: 134)
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