Модулі CC2650MODA - Bluetooth без зайвих турбот

1. Короткий огляд бездротових модулів CC2650MODA
2. Особливості роботи BOOSTXL-CC2650MA
3. Особливості програмування плати BOOSTXL-CC2650MA
4. Коригування файлів з BLE-STACK-2-2-1 для BOOSTXL-CC2650MA
5. висновок
6. література
7. Про компанію Texas Instruments

Наша сеть партнеров Banwar

модуль CC2650MODA виробництва Texas Instruments - це збірка, яка об'єднує бездротової мікроконтролер CC2650 , Антену і кварцові резонатори. Такі модулі максимально спрощують процес створення BLE-пристроїв (Bluetooth low-energy). Вони здатні працювати в якості мережевого процесора під управлінням зовнішнього мікроконтролера або в якості основного процесора системи. Для полегшення розробки та налагодження BLE-пристроїв TI випускає плати BOOSTXL-CC2650MA і пакет ПЗ BLE-STACK-2-2-1 .

Bluetooth - один з найбільш популярних бездротових інтерфейсів. Жоден сучасний смартфон або планшет не обходиться без підтримки цього протоколу. Але для створення Bluetooth-пристроїв потрібно витратити багато часу і сил. Останнім часом ситуація почала змінюватися з появою недорогих мікроконтролерів, модулів і налагоджувальних наборів з Bluetooth. Одним з лідерів в даному сегменті є компанія Texas Instruments (TI).

В даний час TI випускає кілька типів мікросхем і модулів для Bluetooth:

• CC256x - сімейство контролерів з одночасною підтримкою протоколів Bluetooth Classic [BR / EDR] і Bluetooth low-energy (BLE);
• CC2564MOD x - сімейство закінчених приймачів Bluetooth. Являють собою модулі з вбудованою антеною на базі контролерів CC2564 ;
• CC26 x - сімейство малопотребляющіх мікроконтролерів з 32-бітовим ядром ARM Cortex-M3, робочою частотою до 48 МГц і підтримкою BLE;
• CC2650MODA - сімейство закінчених BLE-модулів на базі мікроконтролерів CC26x.

Для прискорення розробки і налагодження пристроїв на базі процесорів CC26x компанія TI пропонує використовувати оцінний набір SimpleLink ™ CC2650 Wireless MCU LaunchPad ™ Kit (найменування при замовленні - LAUNCHXL-CC2650 , малюнок 1). При цьому крім самої отладочной плати користувач отримує доступ до бібліотек та прикладів, які входять до складу пакета ПО BLE-STACK-2-2-1. Однак ще більш простим способом створення BLE-пристроїв є використання готових модулів CC2650MODA.

Мал. 1. Зовнішній вигляд отладочной плати CC2650 LaunchPad ™

Мал. 2. Зовнішній вигляд CC2650MODA

Модуль CC2650MODA є закінченим рішення з вбудованим мікро контролером і антеною, і є ідеальним вибором для швидкого створення BLE-пристроїв (малюнок 2). У ньому встановлена мікросхема CC2650 в корпусі 5 × 5 мм. При використанні таких модулів найскладніша частина розробки, пов'язана з проектуванням ВЧ-частини радіопередавача, вже вирішена. Проектувальникам залишається тільки створити програмний код і вибрати відповідну систему харчування.

Модулі CC2650MODA здатні працювати в двох режимах:

• в якості веденого мережевого процесора, що працює під управлінням зовнішнього мікроконтролера;
• в якості основного процесора системи.

Мал. 3. Зовнішній вигляд плати розширення CC2650 Module BoosterPack ™ (BOOSTXL-CC2650MA)

Для розробки і налагодження BLE-пристроїв на базі CC2650MODA застосовується плата розширення TI SimpleLink ™ Bluetooth® low energy CC2650 Module BoosterPack ™ Plug -in Module (найменування при замовленні - BOOSTXL-CC2650MA , Малюнок 3). За замовчуванням плата BOOSTXL-CC2650MA передбачає спільну роботу з наборами LaunchPad, наприклад, c платою SimpleLink ™ MSP432P401R LaunchPad ™ Development Kit MSP-EXP432P401R . При цьому модуль CC2650MODA виступає в якості веденого бездротового процесора. Однак BOOSTXL-CC2650MA може використовуватися самостійно для налагодження BLE-додатків, в яких CC2650MODA є основним процесором. При цьому відправною точкою для призначеного для користувача коду можуть стати допрацьовані приклади з BLE-STACK-2-2-1, спочатку розраховані на виконанні в чіпі СС2650 розміром 7 × 7 мм.

Короткий огляд бездротових модулів CC2650MODA

Модулі CC2650MODA побудовані на базі малопотребляющіх мікроконтролерів CC2650 з 32-бітовим ядром ARM Cortex-M3 і робочою частотою до 48 МГц (рисунок 4). Крім основного процесорного ядра, мікроконтролери CC2650 мають допоміжне ядро ARM Cortex-M0 для управління радіопередавачем і підтримки бездротових протоколів. Також до складу модуля входить антена і кварцові резонатори.

Мал. 4. Блок-схема модулів CC2650MODA

Таким чином, у CC2650MODA є практично все, що потрібно для створення Bluetooth-пристроїв. При цьому типова схема включення виявляється максимально простий - розробнику потрібно всього лише реалізувати систему харчування з єдиним рівнем напруги 1,8 ... 3,8 В, а також додати роз'єм програмування (малюнок 5). Програмування вбудованого мікроконтролера здійснюється за допомогою JTAG. Необхідно тільки додати додатковий підтягаючий резистор 100 кОм на виведення nRESET.

Мал. 5. Схема включення блоку CC2650MODA

Навіть при такій простій конфігурації користувач отримує доступ до 15 входів-виходів, вісім з яких можуть бути використані як аналогові входи. Крім того, завдяки багатому функціоналу вбудованого контролера CC2650 розробникам доступні чотири таймера, комунікаційні інтерфейси (SPI, I²C, UART), компаратори і інша периферія.

Головним достоїнством CC2650MODA, звичайно ж, є підтримка протоколу BLE і IEEE 802.15.4 MAC. Також модуль може бути використаний для створення пристроїв ZigBee®, 6LoWPAN і ZigBee RF4CE ™.

Для величезної кількості додатків контролер CC2650, який входить до складу модуля CC2650MODA, може виконувати функцію основного процесора. Тому розробникам буде цікаво мати в розпорядженні відповідну отладочную плату. Однак існуюча плата розширення BOOSTXL-CC2650MA в першу чергу націлена на спільне використання з наборами LaunchPad. Втім, BOOSTXL-CC2650MA без проблем може працювати і самостійно.

Особливості роботи BOOSTXL-CC2650MA

Щоб оцінити роботу CC2650MODA в якості веденого процесора, розроблювачам пропонується використовувати плату розширення BOOSTXL-CC2650MA спільно з налагоджувальними наборами LaunchPad.

Як приклад можна розглянути підключення CC2650 Module BoosterPack до отладочной платі MSP432P401R LaunchPad ™ (найменування MSP-EXP432P401R, малюнок 6). При цьому до послуг розробників надається не тільки базовий набір безкоштовного програмного забезпечення SimpleLink MSP432 Software Development Kit (SDK) ( SIMPLELINK-MSP432-SDK ), Що містить бібліотеки і приклади, але і додатковий пакет SIMPLELINK-SDK-BLUETOOTH-PLUGIN , В який, зокрема, входять бібліотеки і приклади для роботи з веденим модулем CC2650MODA.

Мал. 6. Підключення плати розширення BOOSTXL-CC2650MA до MSP432P401R LaunchPad

За замовчуванням BOOSTXL-CC2650MA поставляється з заздалегідь захистом програмою для роботи модуля CC2650MODA в режимі веденого. Однак не варто забувати, що CC2650MODA включає в себе повноцінний мікроконтролер CC2650, який здатний працювати в якості основного процесора системи.

Щоб прискорити розробку і налагодження BLE-пристроїв, в яких CC2650MODA виступає в якості основного процесора, можна скористатися все тієї ж платою BOOSTXL-CC2650MA. Для цього необхідно вирішити три завдання:

• організувати підключення програматора для прошивки контролера;
• якщо це необхідно - виконати незначні доопрацювання апаратної частини;
• відредагувати приклади з пакета ПО BLE-STACK-2-2-1, щоб їх можна було використовувати з CC2650MODA.

Розглянемо кожну з них окремо.

Особливості програмування плати BOOSTXL-CC2650MA

За замовчуванням BOOSTXL-CC2650MA поставляється з заздалегідь захистом програмою. Для перепрограмування CC2650MODA в найпростішому випадку можна скористатися платою CC2650 LaunchPad, в яку інтегрований JTAG-програматор XDS110.

Спочатку в CC2650 LaunchPad програматор XDS110 підключений до резидентність контролера CC2650 за допомогою набору з 11 перемичок (джамперів). Якщо їх видалити, то XDS110 можна використовувати для програмування зовнішніх контролерів по JTAG.

Для програмування BOOSTXL-CC2650MA за допомогою CC2650 LaunchPad слід виконати чотири кроки (малюнок 7):

Мал. 7. Схема підключення BOOSTXL-CC2650MA при програмуванні за допомогою CC2650 LaunchPad

• видалити джампери на платі CC2650 LaunchPad. Це потрібно, щоб відключити від JTAG-інтерфейсу розташований на цій же платі штатний мікроконтролер CC2650;
• підключити плату розширення до гнізда JTAG-програмування XDS110 за допомогою налагоджувального кабелю;
• якщо використовується CC2650 LaunchPad ревізії 1.2 або вище - підключити додатковий підтягаючий резистор між висновком nRESET і виведенням 3,3 В;
• підключити плату CC2650 LaunchPad до комп'ютера через USB. Це необхідно для програмування і харчування.

Після виконання цих пунктів CC2650 Module BoosterPack готовий до програмування (рисунок 8).

Мал. 8. Зовнішній вигляд використовуваної схеми включення

Коригування файлів з BLE-STACK-2-2-1 для BOOSTXL-CC2650MA

Тепер, коли плата розширення готова до програмування, необхідно написати саму програму. На цьому етапі можна значно спростити собі життя, якщо скористатися прикладами з пакета ПО BLE-STACK-2-2-1, які були призначені для CC2650 LaunchPad. Однак використовувати ці приклади безпосередньо з BOOSTXL-CC2650MA без доопрацювання не можна.

Справа в тому, що на платі CC2650 LaunchPad встановлений процесор CC2650 з корпусним виконанням 7 × 7 QFN (31 I / O), в той час як в CC2650MODA використовується процесор CC2650 з корпусним виконанням 5 × 5 QFN (15 I / O). Крім того, характеристики ВЧ-трактів у цих налагоджувальних плат різні. Тому, щоб скористатися готовими прикладами від розробника, потрібно внести ряд змін в конфігураційні файли. Тут варто зазначити, що аналогічну роботу потрібно проводити, якщо використовується не BOOSTXL-CC2650MA, а плата власної розробки (з чіпом іншого розміру, іншою схемою узгодження з антеною і конкретним набором задіяних портів введення-виведення).

Для початку в директорії проектів BLE-STACK-2-2-1 знаходимо файл CC2650_LAUNCHXL.h (за замовчуванням - C: \ ti \ simplelink \ ble_sdk_2_02_01_18 \ src \ boards \ CC2650_LAUNCHXL \ CC2650_LAUNCHXL.h.). Далі - в ньому необхідно змінити опис висновків і визначити тип радіосигнали тракту (лістинг 1).

Лістинг 1. Виправлена версія файлу CC2650_LAUNCHXL.h

PIN_UNASSIGNED #define Board_SPI1_CLK PIN_UNASSIGNED #define Boar d_SPI1_CSN PIN_UNASSIGNED / * I2C * / #define Board_I2C0_SCL0 PIN_UNASSIGNED #define Board_I2C0_SDA0 PIN_UNASSIGNED / * SPI * / #define Board_SPI_FLASH_CS PIN_UNASSIGNED #define Board_FLASH_CS_ON 0 #define Board_FLASH_CS_OFF 1

Як бачимо, в перших трьох рядках коду ми повинні закомментировать вихідне визначення CC2650EM_7ID і визначити CC2650EM_5XD. Ці вимоги в подальшому використовуються препроцесором компілятора для правильного налаштування ВЧ-тракту мікроконтролера. Тут варто відзначити, що компанія TI пропонує до послуг розробників кілька референсних плат з готовими рішеннями ВЧ-каналів. Зокрема - директива CC2650EM_5XD повідомляє про те, що в BOOSTXL-CC2650MA використовується така ж конфігурація ВЧ-тракту, як і у референсной плати CC2650EM-5XD-RD . Якщо проектувальник розробляє власну плату, то йому варто вибрати відповідну референсну схему, а в коді визначити відповідну директиву.

Також необхідно внести зміни в код програми, якщо в кінченому пристрої буде інше призначення висновків. Невикористані висновки повинні бути визначені як PIN_UNASSIGNED. У лістингу 1 внесені зміни для переходу від CC2650 LaunchPad до BOOSTXL-CC2650MA.

Далі необхідно підправити файл CC2650_LAUNCHXL.c (за замовчуванням він знаходиться в директорії C: \ ti \ simplelink \ ble_sdk_2_02_01_18 \ src \ boards \ CC2650_LAUNCHXL \ CC2650_LAUNCHXL.c). Зміни вносяться в таблицю конфігурації висновків PIN _ Config BoardGpioInitTable [] (лістинг 2).

Лістинг 2. Виправлена версія таблиці конфігурації висновків з CC2650_LAUNCHXL.с

constPIN_ConfigBoardGpioInitTable[] = {Board_RLED|PIN_GPIO_OUTPUT_EN |PIN_GPIO_LOW |PIN_PUSHPULL |PIN_DRVSTR_MAX, / * LED initially off * /Board_GLED |PIN_GPIO_OUTPUT_EN |PIN_GPIO_LOW |PIN_PUSHPULL |PIN_DRVSTR_MAX, / * LED initially off * /Board_UART_RX |PIN_INPUT_EN |PIN_PULLDOWN, / * UART RX via debugger back channel * /Board_UART_TX |PIN_GPIO_OUTPUT_EN |PIN_GPIO_HIGH |PIN_PUSHPULL, / * UART TX via debugger back channel * /Board_SPI0_MOSI |PIN_INPUT_EN |PIN_PULLDOWN, / * SPI master out - slave in * /Board_SPI0_MISO |PIN_INPUT_EN |PIN_PULLDOWN, / * SPI master in - slave out * /Board_SPI0_CLK |PIN_INPUT_EN |PIN_PULLDOWN, / * SPI clock * /PIN_TERMINATE};

Тепер приклади, призначені для CC2650 LaunchPad (чіп 7 × 7 мм), будуть працювати на платі CC2650 Module BoosterPack (чип 5 × 5 мм). Якщо проектувальник створює плату з нуля, то спочатку рекомендується очистити таблицю з лістингу 2, щоб там залишився всього один елемент PIN_TERMINATE, а потім, у міру необхідності, додавати в неї висновки відповідно до принципової схемою. Не варто забувати, що у модулів CC2650MODA доступно тільки 15 ліній введення-виведення.

На закінчення варто відзначити, що аналогічним чином можна імпортувати приклади для плат власної розробки. Підхід при виконанні міграції буде таким же.

висновок

Модулі CC2650MODA значно спрощують процес створення Bluetooth-пристроїв. Для швидкого освоєння цих модулів може знадобитися отладочная плата. У таких випадках найпростішим і швидким вирішенням проблеми буде використання плат розширення BOOSTXL-CC2650MA.

Якщо BOOSTXL-CC2650MA використовується як самостійна отладочная плата, то в якості основи для написання коду слід взяти допрацьовані приклади з пакета ПО BLE-STACK-2-2-1. Для програмування можна використовувати плату зі стартового набору CC2650 LaunchPad ™ Kit (LAUNCHXL-CC2650). Аналогічний підхід логічно використовувати для міграції програмних прикладів на плати власної розробки.

література

1. Using TI Certified Bluetooth® low energy Module (CC2650MODA) as Single-Chip Wireless MCU. Texas Instruments 2017;
2. модулі CC2650MODA ;
3. Налагоджувальний набір CC2650 Wireless MCU LaunchPad ™ Kit ;
4. Модулі розширення CC2650 Module BoosterPack ™ ;
5. ti.com.

Про компанію Texas Instruments

В середині 2001 р компанії Texas Instruments і КОМПЕЛ уклали офіційну дистриб'юторську угоду, яке стало результатом тривалої і успішної роботи КОМПЕЛ в якості офіційного дистриб'ютора фірми Burr-Brown. (Як відомо, Burr-Brown увійшла до складу TI так само, як і компанії Unitrode, Power Trend і Klixon). З цього часу компанія КОМПЕЛ отримала доступ до постачання всієї номенклатури вироблених компанією TI компонентів, технологій та налагоджувальних засобів, а також ... читати далі