Texas Instruments 系列：CC1310 系列 (低功耗无线)_（3）.CC1310架构与硬件设计.docxVIP

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CC1310架构与硬件设计

1.概述

CC1310系列是TexasInstruments推出的一款低功耗无线单片机，适用于多种无线通信标准，如Sub-1GHz和2.4GHz。这一系列单片机采用了高度集成的架构设计，旨在提供高性能、低功耗和小尺寸的解决方案。本节将详细介绍CC1310的架构和硬件设计，帮助开发者更好地理解和利用其功能。

2.CC1310架构

2.1处理器架构

CC1310采用的是ARMCortex-M3处理器内核，这是一种高性能、低功耗的32位RISC处理器。ARMCortex-M3内核具有以下特点：

高性能：运行频率高达48MHz，提供卓越的处理能力。

低功耗：通过多种低功耗模式，如睡眠模式和休眠模式，有效降低功耗。

丰富的外设：集成多种外设，如ADC、DAC、GPIO、SPI、I2C和UART，便于连接各种传感器和外部设备。

高效的中断处理：支持多达72个中断源，确保实时响应各种事件。

2.2存储器架构

CC1310的存储器架构包括以下几个部分：

闪存：256KB到1MB的片上闪存，用于存储程序代码和常量数据。

RAM：32KB到256KB的片上RAM，用于存储运行时数据和变量。

数据闪存：8KB的片上数据闪存，用于存储非易失性数据，如配置参数和传感器数据。

2.3电源管理模块

CC1310集成了多种电源管理功能，以实现低功耗设计：

低功耗模式：支持多种低功耗模式，如Active模式、Idle模式、LowPower模式和Shutdown模式。

自动电源管理：可以根据系统的当前活动状态自动切换电源模式，以优化功耗。

电源监控：内置电压监控器，确保系统在安全电压范围内运行。

2.4无线通信模块

CC1310的无线通信模块支持多种通信标准：

Sub-1GHz：支持315MHz、433MHz、868MHz和915MHz频段，适用于远距离通信。

2.4GHz：支持IEEE802.15.4标准，适用于低功耗无线网络（如Zigbee）。

射频前端：集成高效率的射频前端，包括低噪声放大器（LNA）和功率放大器（PA），确保信号的可靠传输。

2.5电源管理

CC1310的电源管理模块设计旨在最大限度地降低功耗，支持多种低功耗模式。这些模式包括：

Active模式：处理器和外设全速运行，功耗最高。

Idle模式：处理器停止运行，外设保持运行，功耗较低。

LowPower模式：处理器和部分外设停止运行，功耗更低。

Shutdown模式：系统完全关闭，仅保留最小的功耗。

2.6时钟系统

CC1310的时钟系统包括多个时钟源，以满足不同应用场景的需求：

外部晶振：支持32.768kHz和48MHz的外部晶振。

内部振荡器：集成32.768kHz和48MHz的内部振荡器。

低功耗振荡器：用于低功耗模式下的时钟源，功耗极低。

2.7低功耗设计

CC1310的低功耗设计主要体现在以下几个方面：

低功耗处理器：ARMCortex-M3内核的低功耗特性。

低功耗外设：集成的外设在低功耗模式下仍能保持高效运行。

电源管理：多种低功耗模式和自动电源管理功能。

节能算法：支持多种节能算法，如休眠定时器和低功耗定时器。

3.硬件设计

3.1外部接口

CC1310提供了多种外部接口，便于连接各种外部设备：

GPIO：通用输入输出引脚，支持多种功能配置。

SPI：串行外设接口，用于高速数据传输。

I2C：两线串行接口，用于连接低速设备。

UART：通用异步收发传输器，用于串行通信。

3.2电源需求

CC1310的电源需求如下：

供电电压：1.8V到3.8V。

供电电流：在Active模式下，典型电流为10mA；在LowPower模式下，典型电流为1μA。

电源管理：支持多种电源模式，如电池供电、外部电源供电和能量收集。

3.3射频设计

CC1310的射频设计需要特别注意天线的选择和布局，以确保信号的可靠传输：

天线选择：可以使用PCB天线、芯片天线或外部天线。

天线匹配：需要进行天线匹配设计，以优化信号传输和接收性能。

PCB布局：射频部分的PCB布局需要遵循特定的规则，以减少干扰和提高性能。

3.4传感器接口

CC1310提供了多种传感器接口，支持连接各种传感器：

ADC：模数转换器，用于采集模拟信号。

DAC：数模转换器，用于生成模拟信号。

温度传感器：内置温度传感器，用于监测芯片温度。

加速度传感器：支持连接外部加速度传感器，用于检测运动状态。

3.5存储器扩展

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