如何使用GT-Tronics BLE5模块添加蓝牙5到项目

如果您正在使用自己的BLE5兼容设计进行实验，则此项目适合您。本文演示了一种无焊接板兼容的载体板，用于预认证的BLE4或GT-Tronics制造的BLE5模块。

随着低能耗蓝牙5.0 (BLE5)继续进入市场，你无疑会想要开始将其纳入你的下一个设计。BLE5.0仍然与以前的BLE标准向后兼容，并增加了两个新的PHY层:长距离(LE 1M编码)，它支持在降低数据速率的1.5公里链路距离，以及高速(LE 2M)。

虽然非常大规模的操作能够提供定制模块或电路板，但具有FCC认证的，但包含BLE5的大多数设计师将使用二级制造商的预认证模块进行。

该项目为由GT-Tronics制作的FCC认证的BLE4或BLE5模块制作了运营板。GT-Tronics在他们的德克萨斯乐器上使用CC2640 SoCCC264BNA-S模块，我们将在本次设计中使用。完整的董事会文件可在文章的结尾。

该设计采用CC264BPA-S模块，硅实验室CP2102N USB-to-UART转换器，以及0.1“标题，以允许接口到无焊接面包板进行原型。

上面显示的是在这个项目中使用的载体板连接到一个无焊接面包板连同电源和传感器。

CP2102N USB-to-串行转换器

这CP2102N USB-to-UART转换器来自Silicon Labs是他们最后一代CP210x芯片的可编程替代品。该电路在这种设计中相对简单。

C4-C7为输入电源和芯片内部调节器产生的3.3V轨道提供平滑和去耦。R9是启用IC的上拉电阻。在本设计中没有使用硬件复位，因为它不是必需的。TP RXD和TP TXD是在测试期间使用的通孔测试点。

USB连接通过Micro-B连接器;屏蔽通过零欧姆电阻连接到数据接地。如果您有地面循环或EMI问题，则可以使用不同的无源组件替换此部分。提供数据线的ESD保护二极管阵列D3。

USB接口电路的原理图和PCB实现

USB差分数据线通过一对通孔路由到电路板的相对侧。如果连接器和CP2102N位于板的同一侧，则USB数据线必须彼此交叉以正确连接到CP2102N，并且唯一的方法是将一部分差分对迹线移动到a不同的板层。

更好的解决方案是将连接器和CP2102N部件放置在电路板的相对侧上并与通孔连接两个迹线。

排名为从左到右的下降设计偏好的顺序：没有通孔，迹线进入和退出通孔的端部，一个跟踪使用两个通孔和外部板层交叉另一个迹线，通过进入/退出中间板的痕迹层。

由于CP2102N用于为电路的其余部分提供电力，因此必须将热通孔放置在暴露的垫子将管芯热连接到地层和/或铜倾倒以进行散热。

此动画显示USB连接器，ESD二极管阵列和CP2102N的热通孔的位置和接近。

将两个LED结合到该设计中以指示CP2102N和CC264BPA模块之间的UART活动。反向安装LED不是严格必需的，但由于以前的设计剩余剩余剩余（）电容控制面板PCB)。为了使Tx/Rx LED指示灯，CP2102N必须通过硅实验室编程简单的工作室Xpress配置实用程序。

必须更改的字段在分组“端口配置：GPIO”下。GPIO0备用功能应更改为“TX切换”，并且GPIO1备用功能应更改为“RX切换”。

要启用TX / RX LED，请使用Silicon Labs Xpress Configuration Utility。创建自定义序列号，以避免Windows上的USB3.0串口枚举的未来问题。

CC264BPA-S模块

CC264BPA-S是RF屏蔽模块gt-tronics.（虽然也可以使用非屏蔽版本）。该模块基于CC2640 SOC.来自德州仪器。CC2640支持CTAG和JTAG编程。

昂贵的方式来编程它是一个修改的xds110 devpackdebug.从钛的工具。它将直接插入载波板上的JTAG头。关于修改DevPackDebug工具的详细信息可以在上一篇文章中找到向项目添加蓝牙功能但是，您所要做的就是添加单线，为PIN 1上的JTAG标题提供3.3 V。

剩下：TI XDS调试器开发包的引脚图(仅适用于相关引脚)。中心：带有电线的XDS110调试器Devpack连接3.3 V电源和地面。正确的：3.3 V电源（通孔引脚1）的可选连接，以PIN 1的JTAG调试探针（点击图像放大）

编程CC264BPA模块

德州仪器公司在CC2640F128 (BLE4.1)之后发布了CC2640R2F128 (BLE5.0)，由于更新的芯片可以做原来芯片能做的一切，原来的CC2640F128 (BLE4.1)已经不再受欢迎。GT-Tronics已经停止了BLE4.1版本的生产，现在只发布BLE5.0版本。它们使用了相同的足迹，因此不需要更改板卡文件。

连接修改后的调试工具（或适当的XDS110探头）后，可以使用德州仪器smartrfflash程序员2立即连接并读取设备的内存到一个文件，以及验证您的模块中有哪个芯片(CC2640或CC2640R2)。该程序还提供了将该文件写回内存的能力，从而在稍后您碰巧将其砖块化时恢复到工厂默认状态。

Code Composer Studio 8 (CCS8)最近发布，是TI建议开发您的代码的IDE。首先，您必须下载，安装，然后进一步修改CCS8安装以使用GT-Tronics模块。

适用于CC2640F128模块(BLE4)的CCS版本7的完整演练如下可用;本演练也适用于版本8(但如果您有任何问题，请留下评论并让我们知道)。更新CC2640R2F128模块(BLE5)安装修改指南可用。

BLE4和BLE5的修改是不同的。使用适合您的模块的指南（可能是BLE5）

串行引导装载程序

CC2640模块可以通过串口（或USB-to-Serial）通信在地址0x0001.FFD8中的内存中启用串行引导程序配置标志之后编程。

从内存地址0xFD8开始，写入值C5,07，FE和C5。任一端的第一个C5标志使功能能够实现。在上电复位（POR）期间检查的引脚数为0x07，以对应于载波上的DIO_7。

下一位确定逻辑电平，当应用于所选引脚时，将设备放在串行引导程序模式下。

对于这个特定的载波板，应该将值0xC5、0x07、0xFE、0xC5写入内存地址0x0001。FFD8 0 x001.ffdb。

读者注意：数据表使用HEX地址中的时间段，但SMARTRF闪存程序员2没有。

使用Texas Instruments Flash Programmer 2读取、更改，然后将值C5、07、FE、C5写入从0x0001.FFD8开始的内存位置。

一旦内存中的那些位置已经用新值覆盖，就可以删除XDS110调试工具，因为设备现在可以通过USB编程。

USB编程

这CC2538 / CC26XX串行引导加载程序界面数据表详细介绍了串行引导加载程序条目序列，以及源代码和预编译的二进制文件，可从德州仪器提供;这些文档中的信息将帮助您使用各种平台成功编程CC2640。

您不应该在USB上开始为TI LaunchXL-CC2640R2或CC26xBPA-TIEM的二进制文件而无需自己编译它们，因为您可以覆盖内存位置0xFD9（控制SBL条目引脚），从而防止上传任何其他固件超过USB。然后它回到了xds110以进行校正。

电路特性

我用过avhzy.USB功率计确定电路板的电流消耗在施工的各个阶段。在添加蓝牙模块之前，电脑询问设备的电流消耗浪涌至8.4 mA，然后恢复到410μA。

这cp2102n.数据表表明正常电流消耗量为〜9.5-13.7 mA（取决于通信速度），暂停电流消耗为195μA。数据表值合理地接近测量值，并且任何差异可能归因于电路细节和测试条件的必然差异。

添加CC264BPA模块（使用简单的UART回声程序编程而不是传输BLE编程）表示UART通信期间11.73 mA，闲置期间3.34 mA。

现在我们可以做个测试。看看下面我的视频:

结论

我的PCB有10个GPIO引脚以及两个GND引脚，一个5 V输入引脚(连接到USB VBUS)，和一个3.3 V输出引脚都连接到一个14引脚0.1“公头直接插入无焊面包板。电源可以通过USB或5v输入引脚提供给板(不是两者都)。

该板从GT Tronics提供了一个USB编程和调试接口，以基于Texas Instruments CC2640 SoC的GT Tronics。用它来试验新的PHY层，让我们在评论中知道您构建的内容。

hughes_projects_ble5.zip.