1、無錫谷雨電子New SmartRF 使用手冊第二代 SmartRF 系列開發板2013-11-12目錄前言21 硬件介紹31.1 布局與1.2 板硬件. 天線及巴倫匹配電路設計61.2.2 晶振電路設計71.3 底板硬件.71.3.1 電源電路設計71.3.2 LED 電路設計81.3.3 五向按鍵電路設計91.3.4 串口電路設計/USB 轉 UART101.3.5 LCD12864 電路設計111.3.6 開發板擴展接口設計121.3.7 復位電路141.3.8 Debugger 接口141.3.9 電源擴展接口152 操作說明172.1 USB 轉串口供電172.2.1

2、安裝串口轉 USB 驅動（CH340G）172.2 使用 CC-Debugger2.3 使用 CC-Debugger器供電20器程序203 軟件開發213.1 修改 BLE 協議棧 New SmartRF 源碼213.2 編譯22運行243.34 測試264.1 Central 和 Peripheral 從機通信測試26與開發板之間的通信實驗334.24.3 PC 與開發板之間的通信實驗37前言New SmartRF 開發板是在第一代 SmartRF 開發板基礎上進一步完善而來，增加了電源指示燈、復位按鍵、以及CC254xEMv2，USB 轉串口。此外第二代 New SmartRF 開發板采用

3、全新設計的更小，并且引出全部 GPIO（包括 CC2540 的 USB 和 CC2541 的 I2C）板：第二代 New SmartRF第一代 SmartRF板CC254xEMv2，25*17mm， PCB 天線/外接 SMA 天線CC254xEM，35*20mm， PCB 天線底板串口USB 形式（使用 CH340G 轉 USB）RS232 形式（使用 MAX3232）擴展接口引出全部（包括 I2C/USB），更方便引出 UART、SPI、常用 GPIO供電器、外接鋰電池或者 USB 串口供電器、外接鋰或者外接 USB 轉 DC 供電復位復位按鍵復位無按鍵五向按鍵、普通按鍵、復位按鍵五向按鍵

4、、普通按鍵LED 燈3 個協議棧指示燈，1 個電源指示燈4 個協議棧指示燈LCD 接口支持/SPI，支持背光控制支持/SPI1 硬件介紹1.1 布局與第二代 New SmartRF 在第一代基礎上增加了電源指示燈、復位按鍵、以及 USB 轉串口，可以使用 cc-debugger 為 New SmartRF 提供開發階段的電源。并且采用了更小的CC254xEMv2板。底板 PCB 面積比第一代也縮小很多，另外重新調整了布局，把開發板塞進外殼，就是一個準。1.2板硬件第二代 CC254xEK 開發套件配套天線。CC254xEMv2-PCB 天線板如下，有兩個版本，PCB 天線和 SMA 外接CC2

5、54xEMv2-外接 SMA 天線第一代 CC254xEM 和第二代 CC254xEMv2兩個方面的改動比較大，首先是外形25*17MM，面積縮小了 40%板對比如下：，第一代為 35MM*20MM，第二代為另外第二代 CC254xEMv2 提供兩個天線形式，PCB 天線和外接 SMA 天線，雖然在ble 低功耗藍牙應用中使用的是小體積的天線，例如 PCB 天線、陶瓷天線，但是也有一些特殊的應用范圍，例如室內號。等需要外接 SMA 來提供可靠的信1.2.1 天線及巴倫匹配電路設計CC254X 外部僅需幾個簡單的阻容網絡即實現復雜的 RF 前端。這部分的電路也叫做巴倫匹配電路，這部分的結構好壞對

6、通信距離，系統功耗都有較大的影響。TI 已經提供了非常可靠的參考設計，我們按照 ti 的參考設計開發自己的電路即可。天線設計可以使用 PCB 天線，也可以使用外接 SMA 的桿狀天線。根據不同的應用來選擇，天線寄巴倫匹配電路設計如圖 3-2 所示圖 3-2 巴倫結構1.2.2 晶振電路設計CC254X 需要 2 個晶振，32MHz 和 32.768K，晶振電路接口如圖 3-3如果不需要休眠，32.768K 外部晶振可以不用。1.3 底板硬件我們的開發板采用板和底板分離的設計，這樣可以復用底板，因為CC2531、CC254X 以及低功耗藍牙CC254x，硬件上是相同的。1.3.1 電源電路設計第

7、二代 CC254xEK 開發套件中的New SmartRF 開發板使用USB 轉串口的USB 供電或外接鋰電池供電（排針 P6），與第一代相比，加入了一顆電源指示 LED，如下圖：第二代 New SmartRF 開發板電源管理電路1.3.2 LED 電路設計第二代 New SmartRF 開發板在 TI 基礎上去掉了協議棧中未使用的 LED4，然后改為電源指示燈。如下圖：1.3.3 五向按鍵電路設計協議棧另外一個非常重要的擴展電路就是五向按鍵，幾乎每個協議棧 demo都會用到無五向按鍵來輔助操作。五向按鍵的電路比較復雜，但是原理非常簡單，當按鍵按下時首先產生一個高電平，觸發一個 GPIO 中斷

8、，然后通過放大器輸出不同的電壓值，當 CC254X 接收到中斷后開始去讀五向按鍵的電壓，不同個方向按下產生的電壓值不同，這樣就實現了 joystick。1.3.4 串口電路設計/USB 轉 UART第二代 NewSmartRF 開發板采用 CH340G將 uart 直接轉 USB，現在電腦上RS232 接口用的比較少，采用 USB 接口，方便筆記本等無串口電腦使用。該 UART 轉USB 需要安裝驅動程序，驅動程序位于：Software串口USB 轉串口驅動目錄， 大家根據自己的系統選擇合適的驅動程序，然后安裝。安裝成功后，會在 PC 的設備管理器中虛擬出一個串口來。USB 轉串口使用注意事項

9、：當使用 USB 轉串口為開發板供電，如果 PC 端有軟件打開了開發板虛擬出來的串口時，不能直接拔掉 USB 線或者直接關閉開發板電源開關，需要先關閉 PC 上已經打開的虛擬串口，然后在斷開開發板，否則會造成 PC 上程序異常或死機（尤其適用串口調試助手，務必先關閉已打開的串口）。開發階段若需要重啟，直接按 reset 按鍵即可復位。1.3.5 LCD12864 電路設計我們采用小型的 12864 作為系統的顯示系統，該 lcd 為串行 spi 接口。注意第3pin，用 CC254xSPI 接口的 MISO 作為 12864 的 LCD_MODE 信號，程序里沒有回讀 12864 的信息。1.

10、3.6 開發板擴展接口設計第二代NewSmartRF 開發板將 CC254x 的GPIO 全部通過 2.54 間距的雙排針引出，極大方便了各種開發需求。兩邊的雙排針間距是 2.54mm 的倍數，可以直接使用板焊接排母查到這個雙排針上，擴展任意你想要的另外還有板載的 5V 電源接口1.3.7 復位電路CC254x 內部集成了上電復位電路，為了方便程序調試，我們在板子上加了一個按鍵用來復位， 尤其但是用 uart 轉串口時，直接斷電會導致 PC 設備異常，這樣 reset 按鍵就能夠起到很好的系統復位功能。1.3.8 Debugger 接口NewSmartRF 開發板使用標準的 CC-Debugg

11、er 調試接口，為了方便調試，特意將 dbg 接口的 9 腳和 2 腳短接。請注意，CC-Debugger 的 9 腳可以對外提供3.3V500ma，而第 2 腳是 CC-Debugger 用來檢測目標板的工作電壓，以將 dbg 接口的信號適配到開發板的工作電壓，所以，如果你的板子沒有給 2 腳提供合適的電壓，CC-Debugger 將無法識別到你的試接口的 2 和 9 腳：。如下圖中，我們簡單地短接了調1.3.9 電源擴展接口開發過程總會經常使用開發板給外接的電路提供工作電壓，這時就需要開發板能夠有這樣的接口方便向外輸出電壓。我們開發板上提供了兩種電壓輸出 3.3V 和 5V（具體電壓取決于

12、開發板的電源輸入）。2 操作說明2.1 USB 轉串口供電請將我們提供的 mini-usb 線插到 New SmartRF 開發板左邊的 MINI-USB 座中，然后將波動開關撥到 usb 線一次，如下圖：一旦當你把 NewSmartRF 開發板通過 usb 轉串口的 miniusb 連接到 PC 上，windows 會提示發現新硬件，要求安裝開發板上的 USB 轉串口 CH340G 驅動程序，如果 windows 從未安裝過 ch340 的驅動，會出現如下圖：2.2.1 安裝串口轉 USB 驅動（CH340G）驅動程序位于當前文件夾的驅動程序目錄下，如下圖我們安裝推薦的帶有數字簽名的驅動程序

13、 ch341.zip，解壓后，運行 setup.exe，點擊安裝，大概 10 秒后安裝成功。安裝成功后，驅動安裝程序。這時，拔掉剛才已經連接的 NewSmartRF 開發板，然后重新連接。或者使用關閉 NewSmartRF 電源開關，重新打開。打開設備管理器，查看剛才安裝的設備驅動。（如何打開設備管理器請）假如未能安裝成功，或者有黃色的感嘆號，請右擊改設備，選擇更新驅動程序軟件。在出現的框中選擇“瀏覽計算機以查找驅動程序”然后到驅動程序所在目錄，然后單擊下一步。直到安裝成功，如果仍然未能安裝成功，請解壓“CDC 驅動安裝不成功解決辦法.rar”，然后雙擊運行“雙擊運行我.bat”。最后更換一下

14、 U 口再試試。該方法能夠解決絕大部分 ghost 系統導致的驅動問題。驅動安裝成功后就可以使用開發板的 usb 轉 uart 功能了2.2 使用 CC-Debugger器供電NewSmartRF 除了可以用 miniusb 供電外，還可以使用 cc-debugger 直接供電，這樣開發階段只要連著 cc-debugger 即可，方便使用，連接圖如下但是請注意，使用 cc-debugger 供電時，NewSmartRF 開發板上的 LDO（5v 轉 3.3v 降壓）沒有工作。使用的是 CC-Debugger 調試接口 9 腳的 3.3V 電壓，所以 NewSmartRF 開發板上所有 5V 輸

15、出都是無效的。假如要使用開發板上的 5V 電壓，只能使用 miniusb 供電2.2.1 使用 04EB使用 04EB器供電器供電與使用 CC-Debugger 供電方法一致。2.3 使用 CC-Debugger器程序當第一次使用 cc-debugger 時，和 NewSmartRF 類似，windows 會提供安裝驅動程序。安裝 CC-Debugger 驅動程序之前，首先安裝 TI Flash Programmer，該軟件安裝結束后會自動安裝 CC-Debugger 驅動程序，Flash Programmer 安裝結束后，拔掉已連接的 CC-Debugger 仿真器，然后重連，然后打開設備管

16、理器，可以看到已連接的 CC-Debugger 設備。如果有黃色感嘆號，需要手動更新驅動，方法和上一節安裝 USB 轉串口驅動一樣，手動將驅動程序到：C:Program FilesTexas InstrumentsSmartRF ToolsDriversCebal 里的對應文件夾（32 位或者 64 位），或者我們資料里的 CC-Debugger 驅動目錄，路徑為：CC254xEK 器CC-Debugger驅動程序，同樣分 32 位和 64 位。按照上一節中圖片所示連接器和 keyfob， PC 和器，在使用 flash programmer或者 IAR調試程序前，務必按器的復位按鍵，當 CC

17、-Debugger 指示燈為綠色時（綠色代表已識別到目標）方可進行下一步操作，如果為紅色（紅色表示未識別到目標芯片），請重新檢查 2.2 節的連接。如果未識別到目標以及可能造成 CC-Debugger 固件損壞！強制程序會導致 IAR 程序異常04EB器未識別時指示燈為滅，識別到開發板后，指示燈亮。3 軟件開發3.1 修改 BLE 協議棧 New SmartRF 源碼出廠時，New SmartRF 開發板會燒寫主從機測試程序，帶 LCD 的 NewSmartRF 燒寫默認燒寫 SimpleBLECentral_SerialPrint（主機），另外一個會燒寫 SimpleBLEPeriphera

18、l（從機）。從機程序為協議棧自帶程序，未作任何修改。操作和 Central 相同，我們這里以 Central 為例。另外，協議棧里的 SimpleBLECentral 主機程序只能和 Service 為 0xFFF0 的從機程序建立連接和通信，也就是 SimpleBLEPeripheral。其他從機無法找到。打開有串口打印功能的 Central 是在 TI BLE 協議棧里的自帶的 SimpleBLECentral 程序修改而來，基礎上添加了串口輸出代碼。在我們的開發資料里已經提供了修改后的串口打印工程源碼在 BLE中，我們已經知道大家安le 協議棧，以及替換替換我們升級的 LCD12864驅

19、動程序。如果你還沒有替換 hal_lcd.c，那么現在去替換他們。我們的 lcd 驅動源碼位于：CC254xEK源碼BLE 協議棧lcd12864 驅動將 hal_lcd.c到如下目錄并替換掉同名文件BLE-CC254x-1.xComponentshaltargetCC2540EB 必須BLE-CC254x-1.xComponentshaltargetCC2540USBBLE-CC254x-1.xComponentshaltargetCC2541ST若的是我們的 OLED 顯示屏，需要在 hal_lcd.c 中或者 IAR 工程中添加一個宏定義：GHOSTYU_OLED_12864，詳細說明如

20、下：情況 1：使用的是默認的 LCD 顯示屏（灰色的點陣屏）答：直接替換改驅動文件即可。情況 2：使用的是 OLED 顯示屏（黃藍詳見的自發光點陣屏，比較小巧）答：編輯 hal_lcd.c 文件，在文件開頭加一個宏定義：GHOSTYU_OLED_12864，然后在替換到上述目錄中。情況 3：既使用 LCD 又使用 OLED答：在原來 LCD 顯示工程中，打開 Options 的預處理設置，添加：GHOSTYU_OLED_12864 宏定義，即可使用 OLED，其他無需修改。去掉改宏就是 LCD 顯示。在編譯源碼之前還需要做一個很重要的事情，就是將我們提供的源碼工程到協議棧工程目錄。務必注意，所

21、有的基于協議棧的源碼工程，都要放到協議棧的工程目錄里編 譯，否則會因為找不到太多文件而不能正常編譯。協議棧工程目錄為：BLE-CC254x-1.x/Projects/ble請將我們提供的壓縮包解壓到這里，打開工程文件夾要和下面的類似，解壓時請注意， 不要出現重復路勁名（壓縮文件右擊解壓到當前文件夾和解壓到“某某文件夾”效果是不 同的。）3.2 編譯進入工程目錄，然后打開 SimpleBLECentral_SerialPrint 里的 SimpleBLECentral.eww在 workspace 下拉列表中選擇 CC254xEM（有些工程可能有多個配置，由其是從機SimpleBLEPeriph

22、eral 程序，CC254x 或者 CC254xEM 配置是基于 NewSmartRF 開發板，minidk 或者keyfob 等是基于Keyfob 開發板，CC2540USB 是基于 CC2540USBdongle，這里務必選對，否則廣播且無 LCD 顯示）選擇 Project-Rebuild All，或者在當前配置名上右擊選擇 Rebuild All。編譯結束后會顯示編譯結果，如下圖。沒有任務警告和錯誤，請注意，有時候需要對警告的內容足夠注意。編譯后，IAR 會生成 Hex 可燒寫文件，hex 默認在SimpleBLECentral_SerialPrintCC254xCC254xEMExe

23、 目錄下，有的工程也會指定到固定的 hex文件夾。接下來可以 IAR程序或者使用 Flash Programmner 燒寫。3.3運行在程序前，務必連接好硬件，然后按器復位按鍵，只有當 cc-debugger 的指示燈變為綠色（已識別到開發板）后，才能固件損壞。否則會造成 IAR 軟件異常或者 CC-Debugger或者使用 Flash Programmer，注意部分，如果執行燒寫操作出現 IEEE 錯誤，需要將圈起來的 RetainIEEE 選項取消選擇。4 測試SimpleBLECentral 測試需要與 SimpleBLEPeripheral 配合。由于 SimpleBLECentral

24、 代碼里限定了 Service，因此 Central 程序只能發現和連接 Service 為 0xFFF0 的從機。也就是這里的SimpleBLEPeripheral。4.1 Central 和 Peripheral 從機通信測試分別將編譯 SimpleBLECentral 和 SimpleBLEPeripheral，然后到 SmartRF 開發板中。我們的 New SmartRF 開發板可以使用種即可。器供電、USB 供電、外接鋰電池供電。選擇任意一注意，在程序之前，請先連接好器和開發板，連接好后，按器復位按鍵，等到器指示燈變亮）器識別到開發板（CC-Debugger 指示燈燈由紅變綠，Sm

25、artRF04EB后再進行操作。如果過程中出現異常錯誤，請斷開器，斷開開發板、重啟 IAR軟件，然后繼續執行步驟。4.1.1 開機在 LCD 上顯示相關信息，SimpleBLECentral 和 SimpleBLEPeripheral 開始后如下圖所示：4.1.2 搜索從機按下 SmartRF 開發板的 Joystick UP 按鍵，開始搜索從機，等待一會，會返回搜索到的從機（若不想等待，立刻再按一次 UP 按鍵，會立刻返回搜索到的從機）。4.1.3 查看搜索到的從機列表按下 Joystick Left 按鍵，進入搜索到的從機列表。4.1.5 選擇從機并且連接按下 Joystick Cente

26、r 按鍵，開始連接選擇的從機。連接成功后會在 SmartRF 開發板的 LCD 上顯示 Connected。4.1.6 數據通信連接成功后，再按下 Joystick UP，會執行讀寫 char，按一次先 write char，然后再按一次是read char，每一次循環，讀寫的 char 值增加 1。4.1.7 實時RSSI 信號值按 Joystick Down 可以獲取從機的 RSSI 值，再按一下是取消 RSSI 值的顯示。注意顯示的 RSSI 值為-33dB，將兩個 CC2540 放在一起，RSSI 值能在-35dB 以內的，表明天線的效率很性能是很高的。4.1.8 斷開連接最后斷開連接

27、是再次按下Joystick Center 按鍵。斷開后，SmartRF 的LCD 會顯示“Disconneced”以上是通過 New SmartRF 實現的主從之間的通信，當然，我們完全可以使用智能機作為主機， 來和 New SmartRF 上的從機通信。與開發板之間的通信實驗 前言有些用戶肯定會問，除了 CC2540 之間的藍牙通信的 Demo，如何讓開發板與智能或者PC 做通信實驗呢。下面我們來一次做和 PC 與開發板的通信實驗。由于 Android目前沒有原生支持 ble，所以暫時不考慮 Android 平臺，需要客戶自行研究。如果用戶已經閱讀了我們的 FAQ 手冊，應該

28、知道，只有4S（含）以后的設備才支持低功耗藍牙 BLE，我們這里做的實驗使用的是安裝了 LightBlue 程序。5 和 iPad4.并且已經從 APP Store 里通常，智能機設備作為主機，CC254x 作為從機，當然，CC254x 也可以作為主機，去連接當前狀態為從機的智能機設備。說要說明的是，由于 SmartRF 開發板寫的主機程序搜索時限制了從機的 UUID，只有當從機的 UUID 為 FFF0 時才能被 SmartRF 開發板上的主機搜到，因此這里。4.2.2 打開系統藍牙開關打開的藍牙，然后運行 LightBlue 程序。LightBlue 運行時，會自動搜索從機4.2.3 搜索

29、從機手動下拉 Scanning for Peripherals 可以手動搜索從機。搜索到從機后，會顯示從機列別，并且包含主要信息，Services 的 UUID，還有，設備名稱等。4.2.4 連接從機點擊從機列表，會開始連接從機4.2.5 Service 枚舉當連接到從機后程序會自動搜索從機的所有 Services，在第二幅圖中顯示的便是從機的所有Services。4.2.6 Characteristic 枚舉點擊相應的 Service 會進入該 Service 中包含的 characteristics，如第三幅圖。4.2.7 數據通信然后點擊 Characteristics 列表中的具體的

30、Characteristic，會進入 Characteristic 的通信界面， 就是讀寫 char 或者 Notify。比如單擊 Write 向 Characteristic 為 FFF1 的寫入 ascii 碼“A”，然后在點擊 Read 會讀到剛才寫入的“A”。LightBlue 是 iOS 上非常有用的 ble 程序，平時開發 2540 的從機時，可以用該程序做測試。4.3 PC 與開發板之間的通信實驗4.3.1 前言我們這里說的 PC 與開發板之間的通信實驗，并非是使用 PC 上的藍牙適配器，而是使用 TI 的 btool，btool 是 TI 開發板的 window 上的藍牙調試軟

31、件，配合燒寫 HostTestRelease 程序的CC2540，作為 PC 端的 BLE 調試軟件。4.3.2 運行 BTool 有兩種方式SmartRF 開發板燒寫 HostTestRelease，通過 RS232 連接 PC，然后運行 BTool。CC2540USBdongle 燒寫 HostTestRelease，通過 USB 連接 PC，安裝 TI 的驅動程序（驅動程序位于協議棧安裝目錄：BLE-CC254x-1.3.2AccessoriesDrivers），將 usbdongle 模擬成串口，然后運行 BTool。有關 SmartRF 開發板或 USBdongle 燒寫運行 Hos

32、tTestRelease，參見【開發資料】目錄下的BTool 使用指南.pdf。我們這里僅討論如何使用 Btool，與燒寫了SimpleBLEPeripheral 從機程序的 SmartRF-BB 板的通信。4.3.3 開發板通電給燒寫了 SimpleBLEPeripheral 從機程序的 SmartRF-BB 開發板上電。4.3.4 運行 BTool 軟件打開 BTool 軟件，會自動跳出串口設置的框。需要注意的是 BTool 不并不能運行，需要 SmartRF 開發板或者 CC2540USBdongle 配合，SmartRF 開發板默認燒寫主機程序， CC2540USBdongle 默認燒寫協議分析儀固件，因此做該實驗，需要對二者任選其一重新燒寫HostTestRelease 固件。4.3.5 端口設置具體設置如下圖，Port 選擇開發所連接的端口， Band 設置為 115200，HostTestRelease 程序默認的波特率為 115200，Flow 流控制設為 CTS/RTS，Parity 設置 Nonw，StopBits 停止位設為 1，DataBits 數據位設為 8，單后單擊 OK。