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业界首款内置WiFi功能的无线MCU——Ti CC3200 LaunchPad评测

发布时间:2017-09-15
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业界首款内置WiFi功能的无线MCU——Ti CC3200 LaunchPad评测

发布时间:2017-09-15
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随着物联网行业的快速崛起,WiFi技术显得愈加重要,目前而言,这是唯一的连接物与互联网的无线通信技术,其重要性也就不言而喻了。而全球的WiFi方案供应商非常之多,如何选择一款适合自己项目的WiFi是每个工程师都必须要面对的问题。通常情况下工程师会根据实际项目的功能选择是否采用单一的WiFi Soc单芯片方案亦或是WiFi网络处理芯片+外部微控制器方案,前者可以有更低的功耗,更高的集成度,而后者则能实现更多的功能,更灵活的搭配,但是无论何种选择,工程师依旧会根据产品实际的功能、功耗、适用性、成本等因素不断的调整电路结构、组成,以完成最佳的WiFi方案优化。

Ti CC3200 LaunchPad

今天爱板网就向大家推荐一款Ti的全新的WiFi单芯片解决方案开发套件——Ti CC3200 LaunchPad,这也是业界首款内置WiFi功能的无线MCU产品,这与Ti 先前的CC3100(评测)形成明显的对比,成为两种WiFi解决方案。Ti CC3200包装依然是LaunchPad经典的红黑造型。

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CC3200 LaunchPad开发套件内部的配件很简单,一块CC3200 LaunchPad开发板、一份使用文档、一根MicroUSB线,并且提供了两个额外的跳帽方便工程师调试。

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Ti LaunchPad板子是Ti的一种简单的入门级评估板,板子本身并不复杂,我们一起来看看CC3200 LaunchPad板载资源有些什么特色?

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Ti CC3200 LaunchPad板卡特性:

  • Ti CC3200 单芯片WiFi解决方案
  • 40-pin LaunchPad标准扩展引脚接口
  • MicroUSB接口可用于供电和调试
  • FTDI JTAG仿真器,支持串口Flash编程
  • 支持4线JTAG和2线SWD
  • 2个按键和3个LED灯可供用户使用
  • 带有加速度传感器和温度传感器
  • 电流测量接口以及外部JTAG接口
  • 低至2.3V的电池供电

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整个CC3200 LaunchPad分为调试部分跟CC3200无线控制通信部分,板卡另外搭载了温度以及加速度传感器,配合无线通信,让开发者实现简单的传感器数据采集传输;CC3200 LaunchPad搭载的BoosterPack扩展接口(2*20pin)可以兼容Ti的CC3200MODLAUNCHXL以及CC3200AUDBOOST扩展板实现快速的原型设计开发,如无线音乐盒等,在使用的时候,需要注意的是防止插反、连接引脚错位。板卡的具体应用框图如下:

可以看到,调试部分CC3200 LaunchPad采用了 FTDI的芯片FT2232D,可以实现串口和调试功能,免去了在开发过程中对外部调试器的需求。由于板卡采用的单芯片的无线通信解决方案,所以我们也能看到CC3200的硬件解决方案非常简单,外部所需的电子元件很少,电路设计十分简单。

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从CC3200的系统框图来看,CC3200主要分为3个部分:应用MCU子系统子系统 +WiFi网络处理器子系统+电源管理子系统。

应用 MCU 子系统包含:

  • 一个 ARM Cortex-M4 内核,主频为80MHz
  • 芯片集成用于代码和数据的灵活嵌入式 RAM以及具有外部串行闪存引导加载程序和外设驱动程序的 ROM
  • 支持一个快速并行的摄像头接口,I2S,SD/MMC,UART,SPI,I2C 和四通道模数转换器 (ADC)

Wi-Fi 网络处理器子系统:

  • 一个Wi-Fi Internet-On-a-Chip,包含一个额外的专用 ARM MCU,可免除应用MCU的处理负担
  • 包含 802.11 b/g/n 射频、基带和具有强大加密引擎的 MAC,以实现支持 256 位加密的快速、安全互联网连接
  • 支持基站、访问点和 Wi-Fi 直接模式
  • 支持 WPA2 个人和企业安全性以及 WPS2.0
  • Wi-Fi 片上互联网 包括嵌入式 TCP/IP 和 TLS/SSL 堆栈,HTTP 服务器和多个互联网协议
  • TX功率:18.0 dBm @ 1 DSSS / 14.5 dBm @ 54 OFDM
  • RX灵敏度:-95.7 dBm @ 1 DSSS / -74.0 dBm @ 54 OFDM

电源管理子系统:

  • VBAT 宽电压模式:2.1 至 3.6V
  • 支持实时时钟 (RTC) 的休眠:4µA
  • RX流量(MCU 激活):59 mA@54正交频分复用 (OFDM)
  • TX流量(MCU 激活):229 mA@54OFDM,最大功率
  • 空闲连接(处于 LPDS 中的 MCU):695 µA @ DTIM = 1

Ti CC3200 LaunchPad除了这些基本的板载资源,在使用中需要特别注意的是一些跳帽以及接口的运用。比如在调试仿真的时候,如下图所示,使用板载的FTDI仿真器,我们需要把J10的跳帽全部闭合,当使用外部仿真器的时候,只需要将J10的跳帽全部取下,连接CC3200一侧的JTAG引脚信号,而如果只需要使用SW调试的话,只需用到TCK,TMC引脚即可。

Ti CC3200 LaunchPad板载可以直接用来使用的功能并不多,除了,用户按键以及LED的配置外,最大的功能可以说是板卡上搭载的温度以及加速度这两颗传感器,如下图所示,在传感器电路的设计上,Ti CC3200 LaunchPad也使用了兼容的设计方式,我们可以通过I2C或者SPI接口来实现传感器数据的采集。

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J2,J3跳帽的闭合使板卡使用CC3200的I2C接口实现数据传递,其中J4跳帽则为加速度传感器的中断信号,连接 CC3200的GPIO13。

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上电使用

Ti CC3200 LaunchPad的供电方式有好几种,5V MicroUSB输入接口是通过板载的LDO转换实现供给CC3200芯片供电的,而我们也可以通过外置的便携式电源供电,比如两节AA的1.5电池接入下图中的3.3V输入接口,此时,需要将板载的LDO供电接口上的跳帽移除,如下图所示。

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为了方便,下面我们直接采用MicroUSB接口供电。CC3200 LaunchPad板卡默认的出厂设置是WiFi采用的是AP模式,它主要通过短接Vcc和P58信号引脚来实现,如下图所示。

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仔细观察的话,可以发现板卡上电后红色LED D7闪烁3次之后熄灭,此时通过其他的WiFi设备我们能查找到CC3200 LaunchPad的热点AP,以笔记本电脑为例,如下图所示。

连接上mysimplelink-03FA64,打开mysimplelink.net网址即可进入CC3200的配置界面,界面内包括了板卡的介绍,WiFi配置等选项,在最后一项的Demos标签中可以找到几个WiFi控制的小应用。

这些应用包括目前非常流行的智能家居概念、安防等,比如下图中的门报警设置,通过WiFi来控制功能的开启关闭,通过加速度传感器来监测房门是否被打开。

除了门告警例程,CC3200 LaunchPad还提供了洒水、温度监测等应用,非常贴合实际场景的应用开发。

开发环境

和爱板网先前评测的CC3100 LaunchPad一样,CC3200支持多种IDE工具,而就以官网提供的CC3200 SDK可以支持CCS 6.0.1, IAR 7.30以及GCC IDE/compiler,要对板卡开发前,首先下载在Ti官网下载、安装相应的软件包。

而后即可直接使用软件包中的例程代码,进行进一步的开发,具体的开发过程与CC3100 LaunchPad(评测)类似,本文就不再重复介绍了。

如果对WiFi解决方案比较感兴趣的工程师,还可以参考爱板网其他WiFi模块的评测文章:

小结

介绍了Ti最新推出的业界首款内置WiFi功能的无线MCU开发板CC3200 LaunchPad的特性、功能以及使用,CC3200 LaunchPad开发板拥有配套的软硬件开发工具、资料完备,无论是初学者或者是资深工程师都能够快速上手使用。CC3200作为业界首款内置WiFi功能的无线MCU,集成功能强大,包含了3大子系统:应用MCU子系统(ARM Cortex-M4处理器) 、WiFi网络处理器子系统以及电源管理子系统,大大减少了外部电路的电子元件,同时内部集成的专有的ARM MCU可以完全负责Wi-Fi 和互联网协议处理,减少应用MCU的负担,而优异的电源管理子系统使CC3200具有优异的低功耗模式,比如在RTC休眠模式下所需的电流不足4μA。纵观市场上的WiFi模块,不乏有许多优秀的解决方案,而CC3200无疑对那些需要小型化、简单化、可以进行快速原型设计需求的工程师有极大的诱惑力,想DIY一款智能产品?不妨考虑下采用CC3200的WiFi解决方案来加快设计。

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原创申明:本文为爱板网原创,谢绝转载!

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tuziki ·  2019-03-18
第二十九代丐帮帮主 ·  2015-11-05
学雷锋 ·  2015-09-15