cc2530

cc2530

CC2530 是用於2.4-GHz IEEE 802.15.4、ZigBee 和RF4CE 套用的一個真正的片上系統(SoC)解決方案。它能夠以非常低的總的材料成本建立強大的網路節點。

簡介

CC2530 結合了領先的RF 收發器的優良性能,業界標準的增強型8051 CPU,系統內可程式快閃記憶體,8-KB RAM 和許多其它強大的功能。CC2530 有四種不同的快閃記憶體版本:CC2530F32/64/128/256,分別具有32/64/128/256KB 的快閃記憶體。CC2530 具有不同的運行模式,使得它尤其適應超低功耗要求的系統。運行模式之間的轉換時間短進一步確保了低能源消耗。

CC2530F256 結合了德州儀器的業界領先的黃金單元ZigBee 協定棧(Z-Stack™),提供了一個強大和完整的ZigBee 解決方案。

CC2530F64 結合了德州儀器的黃金單元RemoTI,更好地提供了一個強大和完整的ZigBee RF4CE 遠程控制解決方案。

引腳描述

引腳名稱 引腳 引腳類型 描述

AVDD1 28 電源(模擬) 2-V–3.6-V 模擬電源連線

AVDD2 27 電源(模擬) 2-V–3.6-V 模擬電源連線

AVDD3 24 電源(模擬) 2-V–3.6-V 模擬電源連線

AVDD4 29 電源(模擬) 2-V–3.6-V 模擬電源連線

AVDD5 21 電源(模擬) 2-V–3.6-V 模擬電源連線

AVDD6 31 電源(模擬) 2-V–3.6-V 模擬電源連線

DCOUPL 40 電源(數字) 1.8V 數字電源去耦。不使用外部電路供應。

DVDD1 39 電源(數字) 2-V–5-V 數字電源連線

DVDD2 10 電源(數字) 2-V–5-V 數字電源連線

GND - 接地 接地襯墊必須連線到一個堅固的接地面。

GND 1,2,3,4 未使用的引腳 連線到GND

P0_0 19 數字I/O 連線埠0.0

P0_1 18 數字I/O 連線埠0.1

P0_2 17 數字I/O 連線埠0.2

P0_3 16 數字I/O 連線埠0.3

P0_4 15 數字I/O 連線埠0.4

P0_5 14 數字I/O 連線埠0.5

P0_6 13 數字I/O 連線埠0.6

P0_7 12 數字I/O 連線埠0.7

P1_0 11 數字I/O 連線埠1.0-20-mA 驅動能力

P1_1 9 數字I/O 連線埠1.1-20-mA 驅動能力

P1_2 8 數字I/O 連線埠1.2

P1_3 7 數字I/O 連線埠1.3

P1_4 6 數字I/O 連線埠1.4

P1_5 5 數字I/O 連線埠1.5

P1_6 38 數字I/O 連線埠1.6

P1_7 37 數字I/O 連線埠1.7

P2_0 36 數字I/O 連線埠2.0

P2_1 35 數字I/O 連線埠2.1

P2_2 34 數字I/O 連線埠2.2

P2_3 33 數字I/O 模擬連線埠2.3/32.768 kHz XOSC

P2_4 32 數字I/O 模擬連線埠2.4/32.768 kHz XOSC

RBIAS 30 模擬I/O 參考電流的外部精密偏置電阻

RESET_N 20 數字輸入 復位,活動到低電平

cc2530功能引腳圖 cc2530功能引腳圖

RF_N 26 RF I/O RX 期間負RF 輸入信號到LNA

RF_P 25 RF I/O RX 期間正RF 輸入信號到LNA

XOSC_Q1 22 模擬I/O 32-MHz 晶振引腳1或外部時鐘輸入

XOSC_Q2 23 模擬I/O 32-MHz 晶振引腳2

功能介紹

·RF/布局

–適應2.4-GHz IEEE 802.15.4 的RF 收發器

–極高的接收靈敏度和抗干擾性能

–可程式的輸出功率高達4.5 dBm

–只需極少的外接元件

–只需一個晶振,即可滿足網狀網路系統需要

–6-mm ×6-mm 的QFN40 封裝

–適合系統配置符合世界範圍的無線電頻率法規:ETSI EN 300 328 和EN 300440(歐洲),FCC CFR47 第15 部分(美國)和ARIB STD-T-66(日本)

·低功耗

–主動模式RX(CPU 空閒):24 mA

–主動模式TX 在1dBm(CPU 空閒):29mA

–供電模式1(4 μs 喚醒):0.2 mA

–供電模式2(睡眠定時器運行):1 μA

–供電模式3(外部中斷):0.4 μA

–寬電源電壓範圍(2 V–3.6 V)

·微控制器

–優良的性能和具有代碼預取功能的低功耗8051 微控制器核心

–32-、64-或128-KB 的系統內可程式快閃記憶體

–8-KB RAM,具備在各種供電方式下的數據保持能力

–支持硬體調試

·外設

–強大的5 通道DMA

–IEEE 802.5.4 MAC 定時器,通用定時器(一個16 位定時器,二個8 位定時器)

–IR 發生電路

–具有捕獲功能的32-kHz 睡眠定時器

–硬體支持CSMA/CA

–支持精確的數位化RSSI/LQI

–電池監視器和溫度感測器

–具有8 路輸入和可配置解析度的12 位ADC

–AES 安全協處理器

–2 個支持多種串列通信協定的強大USART

–21 個通用I/O 引腳(19×4 mA,2×20 mA)

–看門狗定時器

運行條件

cc2530在此條件下運行能達到最好的效果。

最小值 最大值 單位
運行環境溫度 -40 125
運行供電電壓 2 3.6 V

套用

·2.4-GHz IEEE 802.15.4 系統

·RF4CE 遠程控制系統(需要大於64-KB快閃記憶體)

·ZigBee 系統(256-KB 快閃記憶體)

·家庭/樓宇自動化

·照明系統

·工業控制和監控

·低功耗無線感測網路

·消費型電子

·醫療保健

電路描述

下圖是CC2530 的方框圖,圖中模組大致可以分為三類:CPU 和記憶體相關的模組;外設、時鐘和電源管理相關的模組,以及無線電相關的模組。

cc2530 cc2530

模組說明

CPU 和記憶體

CC253x晶片系列中使用的8051 CPU核心是一個單周期的8051兼容核心。它有三種不同的記憶體訪問匯流排(SFR,DATA 和CODE/XDATA),單周期訪問SFR,DATA 和主SRAM。它還包括一個調試接口和一個18 輸入擴展中斷單元。

中斷控制器總共提供了18 箇中斷源,分為六個中斷組,每個與四個中斷優先權之一相關。當設備從活動模式回到空閒模式,任一中斷服務請求就被激發。一些中斷還可以從睡眠模式(供電模式1-3)喚醒設備。

記憶體仲裁器位於系統中心,因為它通過SFR 匯流排把CPU 和DMA 控制器和物理存儲器以及所有外設連線起來。記憶體仲裁器有四個記憶體訪問點,每次訪問可以映射到三個物理存儲器之一:一個8-KB SRAM、快閃記憶體存儲器和XREG/SFR 暫存器。它負責執行仲裁,並確定同時訪問同一個物理存儲器之間的順序。

8-KB SRAM映射到DATA存儲空間和部分XDATA存儲空間。8-KB SRAM是一個超低功耗的SRAM,即使數字部分掉電(供電模式2 和3)也能保留其內容。這是對於低功耗套用來說很重要的一個功能。

32/64/128/256 KB 快閃記憶體塊為設備提供了內電路可程式的非易失性程式存儲器,映射到XDATA 存儲空間。除了保存程式代碼和常量以外,非易失性存儲器允許應用程式保存必須保留的數據,這樣設備重啟之後可以使用這些數據。使用這個功能,例如可以利用已經保存的網路具體數據,就不需要經過完全啟動、網路尋找和加入過程。

時鐘和電源管理

數字核心和外設由一個1.8-V 低差穩壓器供電。它提供了電源管理功能,可以實現使用不同供電模式的長電池壽命的低功耗運行。有五種不同的復位源來復位設備。

外設

CC2530 包括許多不同的外設,允許應用程式設計者開發先進的套用。

調試接口執行一個專有的兩線串列接口,用於內電路調試。通過這個調試接口,可以執行整個快閃記憶體存儲器的擦除、控制使能哪個振盪器、停止和開始執行用戶程式、執行8051 核心提供的指令、設定代碼斷點,以及核心中全部指令的單步調試。使用這些技術,可以很好地執行內電路的調試和外部快閃記憶體的編程。

設備含有快閃記憶體存儲器以存儲程式代碼。快閃記憶體存儲器可通過用戶軟體和調試接口編程。快閃記憶體控制器處理寫入和擦除嵌入式快閃記憶體存儲器。快閃記憶體控制器允許頁面擦除和4 位元組編程。

I/O 控制器負責所有通用I/O引腳。CPU可以配置外設模組是否控制某個引腳或它們是否受軟體控制,如果是的話,每個引腳配置為一個輸入還是輸出,是否連線襯墊里的一個上拉或下拉電阻。CPU 中斷可以分別在每個引腳上使能。每個連線到I/O 引腳的外設可以在兩個不同的I/O 引腳位置之間選擇,以確保在不同應用程式中的靈活性。

系統可以使用一個多功能的五通道DMA控制器,使用XDATA存儲空間訪問存儲器,因此能夠訪問所有物理存儲器。每個通道(觸發器、優先權、傳輸模式、定址模式、源和目標指針和傳輸計數)用DMA 描述符在存儲器任何地方配置。許多硬體外設(AES 核心、快閃記憶體控制器、USART、定時器、ADC 接口)通過使用DMA 控制器在SFR 或XREG 地址和快閃記憶體/SRAM 之間進行數據傳輸,獲得高效率操作。定時器1 是一個16 位定時器,具有定時器/PWM 功能。它有一個可程式的分頻器,一個16 位周期值,和五個各自可程式的計數器/捕獲通道,每個都有一個16 位比較值。每個計數器/捕獲通道可以用作一個PWM輸出或捕獲輸入信號邊沿的時序。它還可以配置在IR產生模式,計算定時器3 周期,輸出是ANDed,定時器3 的輸出是用最小的CPU 互動產生調製的消費型IR 信號。

MAC定時器(定時器 2 是專門為支持IEEE 802.15.4 MAC或軟體中其他時槽的協定設計。定時器有一個可配置的定時器周期和一個8 位溢出計數器,可以用於保持跟蹤已經經過的周期數。一個16 位捕獲暫存器也用於記錄收到/傳送一個幀開始界定符的精確時間,或傳輸結束的精確時間,還有一個16 位輸出比較暫存器可以在具體時間產生不同的選通命令(開始RX,開始TX,等等)到無線模組。定時器3 和定時器4 是8 位定時器,具有定時器/計數器/PWM 功能。它們有一個可程式的分頻器,一個8 位的周期值,一個可程式的計數器通道,具有一個8 位的比較值。每個計數器通道可以用作一個PWM 輸出。

睡眠定時器是一個超低功耗的定時器,計算32-kHz 晶振或32-kHz RC 振盪器的周期。睡眠定時器在除了供電模式3 的所有工作模式下不斷運行。這一定時器的典型套用是作為實時計數器,或作為一個喚醒定時器跳出供電模式1 或2。

ADC支持7到12位的解析度,分別在30 kHz或4 kHz的頻寬。DC和音頻轉換可以使用高達八個輸入通道(連線埠0)。輸入可以選擇作為單端或差分。參考電壓可以是內部電壓、AVDD 或是一個單端或差分外部信號。ADC 還有一個溫度感測輸入通道。ADC 可以自動執行定期抽樣或轉換通道序列的程式。

隨機數發生器使用一個16 位LFSR 來產生偽隨機數,這可以被CPU 讀取或由選通命令處理器直接使用。例如隨機數可以用作產生隨機密鑰,用於安全。

AES 加密 / 解密核心允許用戶使用帶有128位密鑰的AES算法加密和解密數據。這一核心能夠支持IEEE 802.15.4 MAC 安全、ZigBee 網路層和套用層要求的AES 操作。

一個內置的看門狗允許CC2530 在固件掛起的情況下復位自身。當看門狗定時器由軟體使能,它必須定期清除;否則,當它逾時就復位它就復位設備。或者它可以配置用作一個通用32-kHz 定時器。

USART 0 USART 1每個被配置為一個SPI主/從或一個UART。它們為RX和TX提供了雙緩衝,以及硬體流控制,因此非常適合於高吞吐量的全雙工套用。每個都有自己的高精度波特率發生器,因此可以使普通定時器空閒出來用作其他用途。

無線設備

CC2530 具有一個IEEE 802.15.4 兼容無線收發器。RF 核心控制模擬無線模組。另外,它提供了MCU 和無線設備之間的一個接口,這使得可以發出命令,讀取狀態,自動操作和確定無線設備事件的順序。無線設備還包括一個數據包過濾和地址識別模組。

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