面向蓝牙BLE 4.1低功耗应用——TI CC2650 LaunchPad评测

时间：2016-05-10 13:46:03

关键字： launchpad MCU cc2650 ble4.1 rss信号

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[导读]CC2650 LaunchPad 套件采用 SimpleLink 超低功耗 CC26xx 系列器件，轻松实现 Bluetooth Smart 与 LaunchPad 生态系统的连接。此 LaunchPad 套件可为 CC2650 无线 MCU 以及其余 CC26xx 产品系列（适用于 ZigBee/6LoWPAN 的 CC2530以及适用于蓝牙智能的 CC2540）提供多协议支持。

一.前言

随着科技水平的不断提高，蓝牙设备在我们的日常生活当中越来越普及。蓝牙BLE通信距离通常为10米至20米，载波频率2.4G-2.48G，通信速率可以达到1Mb/s,属于近距离通信，低功耗，加密性好，可以传输数据和语音。蓝牙用来替代连接不同终端设备之间的通信电缆线(比如rs232,usb等)。通信协议目前采用4.0版本,应用领域广泛，智能手机，平板电脑，可穿戴设备，蓝牙电视影音遥控器，蓝牙键鼠，蓝牙RFID卡，蓝牙耳机、音箱，遥控玩具，运动休闲，医疗保健，传感器数据采集等。IPHONE4S, IPHONE5S, IPHONE6S都支持BLE4.0，安卓4.3系统以上的智能手机和平板电脑也开始支持BLE4.0。

同时随着物联网络快速发展，智能家居，汽车蓝牙电子，智能手表，智能运动手环，智能白色家电(电视、冰箱、空调)、医疗蓝牙电子等应用快速普及，国际蓝牙联盟组织推出了功能更强的BLE 4.1协议，蓝牙通信功耗更低了!对芯片和传感器应用要求也更高，顺应市场需求德州仪器半导体创新推出了cc2650/cc2640芯片，支持BLE 4.1协议，此外cc2650还支持zigbee等协议，功能确实很强大啊!此前我们曾经给大家介绍过TI CC2650STK，而此次由我来给大家介绍一下最新的基于CC2650的又一款开发板——CC2650LaunchPad。

二.板子照片

1. 板子外部包装盒照片

2.内部照片

3. 板子正面

4.板子背面

三.CC2650和CC2540对比

首先请看CC2650芯片内部的硬件功能模块：

接着请看CC2540芯片内部的硬件功能模块：

通过对比大家会发现：

1. CC2650硬件架构为cortex m3内核, 32bit mcu,最高时钟达到48M Hz;

CC2540硬件架构为增强型8051内核，8bit mcu, 最高时钟为32M Hz;

由此可以看出CC2650比CC2540数据运算处理功能增强不少。

2. CC2650硬件资源有128K flash,20K sram, uart ,spi, i2c,i2s,adc等;CC2540硬件资源有256K flash,8K sram, USB,uart ,spi, adc等;

CC2650资源对比CC2540还是很丰富的，不足之处除了没有USB通信功能外，内部flash有点小，不方便实现OAD代码升级;

CC2540由于有USB通信功能，可以制作目前蓝牙领域最简洁的dongle 工具!

3. CC2540支持BLE4.0蓝牙协议,发射功率最大为+4dbm，通信接收电流19.6ma, 0dbm发送电流27ma;CC2650支持BLE4.1蓝牙协议,发射功率最大为+5dbm，通信接收电流5.9ma,0dbm发送电流6.1ma, 从数据可以看出cc2650通信功耗降低很多。

4. CC2540当作主机时可以扫描到3个蓝牙设备;由于内部集成了M0芯片负责蓝牙通信，CC2650当作主机时可以扫描到8个蓝牙设备，此外cc2650还支持zigbee协议等。

四.板子硬件介绍

板子主要包括两个部分，cc2650模块部分和仿真调试以及烧录器部分。

如图所示：

1. cc2650火箭板芯片采用7mm × 7mm RGZ QFN48 封装，有31个GPIO，GPIO可以配置连接任意的数字外设引脚，非常灵活!同时所有GPIO引脚都外接出来，方便使用。板子上有两个按键以及两个指示灯，射频通信部分采用分立电容，电感器件，天线采样PCB天线。另外板子上外扩8Mbit flash,可以存储数据或者实现OAD。

引脚分布图：

2. 调试工具

开发工具采用简洁版的xds110, 和电脑通过usb接口通信，支持固件升级。带jtag通信接口，可以在线调试仿真，同时可以烧录代码，并且支持串口bootloader代码，是很不错的开发工具，使用效果很不错!

3. 开发工具驱动安装

从官方网站下载最新的驱动，默认安装在C盘目录，连接上火箭板后电脑提示如下：[!--empirenews.page--]

提示：虚拟串口号是可以修改的。

五.开发工具和软件使用

蓝牙芯片属于高频领域，芯片硬件设计尤其天线阻抗匹配部分需要丰富的射频经验，而且开发工具需要频谱仪、网络分析仪、示波器等，比较昂贵。为了方便开发，德州仪器提供了很多射频PCB和原理图，以及工具软件，可以有效缩短设计周期以及降低资金成本!

1.usbdongle通信工具介绍

官方工具采用cc2540芯片，usbdongle通信工具是USB转串口类型的通信设备，在电脑上使用，在BTOOL通信软件中充当蓝牙主机数据转发角色，负责数据发送和接收，在SmartRF Packet Sniffer捉包软件中负责接收数据帧。在我的测试中我使用另外的一种工具。

实物照片：

在电脑上和板子进行扫描连接：

2. Flash programmer 2代码烧录软件

Flash programmer 2软件配合xds110开发工具来给CC26系列射频芯片烧写代码，包括芯片的擦除，写入，校验，加密，芯片信息等功能，另外也可以通过串口来进行编程操作。编程软件界面：

3. smartRF studio测试软件

smartRF studio测试软件配合CC Debugger/xds110开发工具来测试CC系列射频芯片的高频性能。支持两大系列，频率为1G以下和2.4G。能够实现不同信道数据简单发送和接收，软件操作界面：

六.例程测试

在windows系统下开发cc2650有两种软件，一种是德州仪器自己的CCS开发环境，另外一种是IAR FOR ARM，应用更加广泛，我采用IAR FOR ARM 7.4版本。测试官方SimpleBLEPeripheral例程，实现简单蓝牙从机设备功能。实现过程：从机上电运行后，自动开始广播，蓝牙主机扫描后建立连接，然后就可以实现简单通信功能。需要注意蓝牙STACK和APP代码分别编译烧录，先STACK，后APP。大家可以参考下方图片调试：

1. 在IAR 软件选择芯片型号

2. 编译选项设定包括低功耗模式选择

3. 开发工具设置

4. 编译烧录STACK代码

5. 编译烧录APP代码

七.总结及点赞

通过一周多的学习和测试，我觉得CC2650还是非常不错的。下图为作者使用CC2650板子做的个防丢器，主机采用STM32F469探索版+CC2540，利用RSSI信号强度原理测量距离，效果还不错，比较满意的。实物照片如下：

[!--empirenews.page--]

八.软件资料下载链接

为了能够下载到好的软件资料，需要在德州仪器官方网站免费注册个人帐号，需要一个个人或企业邮箱。

1. smartrf studio 7 软件

http://www.ti.com/tool/smartrftm-studio