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DA14580开发系列教程2--硬件基础

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一．DA14580最小系统

1.芯片介绍

DA14580是首款突破4mA无线收发电流极限的蓝牙智能解决方案，可提供最长的电流运行时间。同时高度集成的DA14580还具备最低的系统成本，也是目前业界尺寸最小的蓝牙智能SoC，主要特征有：

（1）16MHz的32位ARM Cortes-M0处理器，专用链路处理器以及AES-128位加密处理器；

（2）32KB一次性编程的内存（OTP），42KB系统静态随即存储器（SRAM）、84KB的只读存储器（ROM），8KB的保留静态随机存储器（SRAM）；

（3）集成升压/降压直流转换器，可以使用3V或1.5V纽扣电池供电，用于测量电池电量的10位模数转换；

（4）有可编程配置的IO口；14个（WLCSP34封装），24个（QFN40封装），32个（QFN48封装），两个串口（硬件流控制可达到1M），SPI接口，I2C接口，3线正交解码器，4路10位模数转换；

（5）集成2.4GHzCMOS发送器，单端天线，1mW发送功率，-93-dBm的接收灵敏度。

     具体芯片说明可以阅读官方数据手册DA14580_DS_V3.1.pdf，联系我们获取：QQ技术交流群：193836402   小店地址：shop115904315.taobao.com

2.电路图

    开发板中使用的是降压模式，使用VBAT3V引脚供电。最小系统包括DA14580、复位晶振（有两个16M与32.768K）、Debug接口、天线等。最小系统电路图如下：

 

电路图可参考官方数据手册中的典型应用电路中的升压模式并结合引脚描述进行设计。注：Debug口SW_CLK与SWDIO与单片机的GPIO口P14与P15共用。如下图：

由数据手册中的引脚描述表格可以看出，单片机的GPIO口可以通过配置成特殊功能的接口。如I2C、SPI、UART等，但有些功能有限制，如ADC接口只能在P0~P3中选择；还有当I2C以及SPI连接的设备作为外部FLASH使用时，也有限制，具体见下一节“FLASH”。

 

二．片外flash

1.芯片介绍

W25X20CL是2Mbit大小的SPI接口Flash存储设备，为内存空间、引脚和功耗有限制的系统提供一个存储解决方案。可以很好的用于应用程序存储、声音、文本和数据。工作电压为2.3V~3.6V，电流在工作时低至1mA，在休眠模式下低至1uA、内部有1024个可编程页，每页有256个字节。具体参见官方数据手册W25X20CL。

2.电路设计

由于DA14580的内部只有OTP（一次性编程），只能下载一次，所以一般外挂一个片外flash来下载程序。

如果需要从外部flash加载程序，则对应的接口需要按照固定的规定，开发板上使用的P00-->SCK，P03-->CS，P05-->MOSI，P06-->MISO，如下图

电路设计参考数据手册的典型电路与引脚功能，如下图

 

三．RTC电路

1.芯片介绍

PCF8563是一个互补金属氧化物半导体CMOS实时时钟、日历低功耗芯片。一个可编程的时钟输出，中断输出，并且可以进行低电压检测。所有的地址和数据可以通过两线双向的I2C总线进行传输。最大的总线速度是400Kbit/s。寄存器地址在每次读写之后会自动递增。

2.电路设计

实时时钟使用PCF8563，为I2C接口、中断引脚为开漏，所以需要上拉电阻，如下图

电路设计是参考数据手册中的典型电路与引脚描述，如下图：

3.常用寄存器

①状态控制寄存器1

TEST1：如果为1则进入外部实时时钟测试模式，如果正常用RTC功能，该位必须为0；

STOP：如果为1则停止工作，但是实时时钟输出引脚仍可输出32.768KHz，为0则时钟正常工作。

TESTC：设置为0则正常工作。

②状态控制寄存器2

TI_TP：为0时，当TF为有效，则中断有效，为1时，中断脉冲根据表格7决定；

AF：读取时，为1闹钟有效，为0时无效，写入时，为0，闹钟标志清零，为1闹钟标志不变；

AIE：为0则闹钟中断无效，为1则有效；

TIE：为0则定时器中断无效，为1则有效。

③秒寄存器

VL：为0表示时钟起振稳定，为1则不稳定，要是RTC正常工作，该位必须为0；

SECONDS：存储秒数值。

④分钟寄存器

MINUTES：存储分数值。

⑤时寄存器

HOURS：存储时数值。

⑥：天寄存器

DAYS：存储天数值。

⑦周寄存器

WEEKDAYS：存储星期值。

⑧世纪/月寄存器

C：为0表示处于x世纪，为1则处于x+1世纪；

MONTHS：存储月数值。

⑨年寄存器

YEARS：存储年数值。

⑩分钟闹铃寄存器

AE_M：为0则使能分钟闹铃，为1则无效；

MINUTE_ALARM：分钟闹铃世纪。

⑩①时闹铃寄存器

AE_H：为0则使能时闹铃，为1则无效；

HOUR_ALARM：时闹铃世纪。

⑩②天闹铃寄存器

AE_D：为0则使能天闹铃，为1则无效；

DAY_ALARM：天闹铃世纪。

⑩③周闹铃寄存器

AE_W：为0则能使用周闹铃，为1则无效；

WEEKDAY_ALARM：周闹铃世纪。

⑩④时钟输出引脚控制及时钟寄存器

FE：为0表示时钟输出脚为高阻态，为1则正常输出；

FD[1:0]：时钟引脚输出信号的频率。

⑩⑤定时器控制寄存器

TE：为0则定时器不可用，为1则正常可用；

TD[1:0]：定时器时钟源频率选择。

⑩⑥定时器寄存器

TIMER[7:0]：定时器的定时值，可根据上面公式计算；

 

四．陀螺仪MPU6050

1.芯片介绍

MPU6050是首例6轴运动处理组件，该芯片为I2C接口，I2C地址可通过AD0引脚选择，接地为0x68，接电源为0x69，同时该芯片也可以作为I2C上设备控制另外的I2C接口的传感器。

具体特征参数和其他功能，亲参照官方数据手册PS-MPU-6000A.pdf，联系获取：QQ技术交流群：193836402   小店地址：shop115904315.taobao.com

2.电路设计

    电路图如下

电路设计参考数据手册中的典型应用电路以及引脚描述，如下：

3.寄存器介绍

     请参照官方数据手册RM-MPU-6000A.pdf

①采样速率分频寄存器

②配置寄存器

该寄存器可读可写

EXT_SYNC_SET：配置FSYNC引脚的采样；

DLPF_CFG：配置低通滤波器。

③角速度配置寄存器

该寄存器可读可写

XG_ST：该设置为1，则角速度X轴自测；

YG_ST：该设置为1，则角速度Y轴自测；

ZG_ST：该设置为1，则角速度Z轴自测；

FS_SEL：角速度量程选择。

④加速度配置寄存器

该寄存器可读可写

XA_ST：该设置为1，则加速度X轴自测；

YA_ST：该设置为1，则加速度Y轴自测；

ZA_ST：该设置为1，则加速度Z轴自测；

ACCEL_FS_SEL：设置加速度量程；

ACCEL_HPF：高通滤波器配置。

⑤加速度测量值寄存器

该寄存器只读寄存器，存储加速度X、Y、Z三轴的高8位和低8位值0。

⑥角速度测量值寄存器

该寄存器只读寄存器，存储角速度X、Y、Z三轴的高8位和低8位值0。

⑦电源管理寄存器1

该寄存器可读可写

DEVICE_RESET：该设置为1，则所有的寄存器值变为默认值，该位自动清零；

SLEEP：该设置为1，则MPU进入睡眠模式；

CYCLE：该设置为1，SLEEP位为0时，MPU会在睡眠模式与唤醒模式之间循环切换，切换速率有寄存器108的LP_WAKE_CTRL决定；

TEMP_DIS：该位设置为1，温度传感器不可用；

CLKSEL：选择设备的时钟源。

⑧电源管理寄存器2

该寄存器可读可写

LP_WAKE_CTRL：为无符号值，当只有加速度进入休眠模式时，决定唤醒的频率；

STBY_XA：该设置为1，加速度X轴进入等待模式；

STBY_YA：该设置为1，加速度Y轴进入等待模式；

STBY_ZA：该设置为1，加速度Z轴进入等待模式；

STBY_XG：该设置为1，角速度X轴进入等待模式；

STBY_YG：该设置为1，角速度Y轴进入等待模式；

STBY_ZG：该设置为1，角速度Z轴进入等待模式；

⑨设备身份验证寄存器

该寄存器用于确定设备的身份，只读存储器，读取默认值为0x68，为该设备7位I2C地址的前6位。

 

五．简单外设

1.电路设计

简单外设电路有LED、按键、蜂鸣器、振动马达、数模转换，如下图：

 

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