3.6 JTAG 调试接口

连接CC3200设备上的 JTAG接口与FTDI JTAG 仿真器是采用跳线帽的方法，在JTAG调试接口区域上半部分是FTDI JTAG 仿真器，下半部分是CC3200设备上的 JTAG接口，FTDI JTAG 仿真器接口依次为TCK、TMS、TDI、TDO，对应CC3200设备上的 JTAG接口分别为J8、J9、J10、J11。该部分电路原理图如下。

当需要使用FTDI JTAG 仿真器时，可以将上下对应用跳线帽连接就可以了，并且在出厂德州仪器公司的时候这些部分就已经使用了跳线帽连接默认为短路；当需要连接外部仿真器时，可以将跳线帽先移除，直接将外部仿真器连接在CC3200设备上的JTAG接口引脚，也就是JTAG调试接口区域的下半部分。

当使用电池为设备提供电时,一定要断开所有JTAG接口防止反向漏电流并且可以减小功耗。

图3-7  JTAG 调试接口电路原理图

 

3.7 I2C

SDA是数据信号线、SCL是时钟信号线，两者共同构成了串行总线I2C总线，我们需要将传感器单元与I2C串行总线连接起来，所以此时需要用到三个引脚接口J2、J3、J4与SDA、SCL、INT对应，在设计传感器电路时我们已经将SDA、SCL连接在电路中，只需要用跳线帽将J2与SDA、J3与SCL对应相连就可以了；如果不连接跳线帽，串行总线I2C就会与传感器失去连接；当J4与INT相接时就是与CC3200上的中断接口引脚相连接来控制加速度传感器，使其发生中断输出。J2、J3、J4的电路连接原理图如下。

 

图3-8  I2C电路原理图

 

3.8 UART 接口

   在上文提到过板子上有使用FTDI JTAG仿真设备，而在FTDI设备上有安装芯片FT2232D才使得这块开发板有了虚拟串口。在UART接口部分共有三行两列（分别为J6、J7）共六个引脚，上面两行两列四个引脚是连接FLASH部分，下面两个引脚是连接Boosterpack部分，当用跳线帽链接上面两行时实现的是与FTDI上FLASH部分的连接，当下面两行用短接帽相连接时实现的是与Boosterpack部分的连接。该部分电路原理图如下。

图3-9  UART 接口电路原理图

 

3.9 Sense on power

Sense on power就是工作模式的选择，在CC3200上对应着三种模式的工作状态，一共有两行三列（依次为2、1、0）共六个引脚，当对应上下如果短接时代表数字信号1，不用短接帽相接时代表数字信号0。当数字信号表示为000时代表工作模式四线JTAG，也就是所有引脚独立不用短接；当数字信号表示为001时代表工作模式二线JTAG，也就是“0列”所对应引脚相短接；当数字信号表示为100时代表工作模式FLASH下载，即“2列”所对应引脚相短接。Sense on power还与CC3200设备上的21引脚、34引脚、35引脚对应连接。该部分电路原理图如下。

图3-10  Sense on power电路原理图

 

3.10 电源部分

3.10.1供电方式

设计时该开发板应有两种供电方式，一种是可以由USB外接设备供电，另一种是可以通过电池供电，两种方式不可以同时进行。cc3200的供电要求是2.1伏至3.6伏的宽电压模式供电，由交变磁场辐射产生的噪声影响会在3.3伏输入时影响最小，因此我们将输入电压控制在3.3V左右。电源输出电压是五伏，而我们需要将电压控制在3.3伏左右，因此就需要使用到低压差线性稳压器LDO，当输入电压和输出电压相差的压差两伏以下时也可以稳定工作。

（1）USB供电

该开发板应可以由USB提供工作电源。使用usb接口可以使设备在需要充电时更加方便、价格也更加低廉、更加符合现代人的需求。

（2）电池供电

该开发板应也可以通过电池供电。使用电池组串联供电时需要将电池的使用效率提高，尽量延长电池的使用寿命。设计时我们将电池供电的引脚设为J20。

3.10.2芯片内部直流电压变换器DC-DC

内部电源管理包括DC-DC转换器和LDO，从各种输入源操作生成所有的设备所需的电压，具有极大的灵活性。

当直流电压变换器接收到电压源发出的信号，Digital DC‐DC进行电压变换后给数字部分电路供电，ANA1 DC‐ DC进行电压变换后给模拟部分电路供电，PA DC‐DC进行电压变换后给射频部分 PA 供电 ，他们共同组成了芯片内部直流电压变换器DC-DC。

在设计时，我们一定要尽量减小噪声的影响，否则会影响到芯片的使用，当我们使用1.85V 稳压源供电时，芯片内部直流电压变换器不工作，因此噪声最小，不会对Wi‐Fi 的射频性能造成太大影响；而当由电池供电时，芯片内部直流电压变换器开关噪声很大，在对电源部分进行设计时就要特别注意 Wi‐Fi 的射频性能。

LDO的连接电路图如下，

图3-11  LDO电路原理图

 

DC-DC转换器的连接电路图如下，

图3-12  DC-DC转换器电路原理图

 

电池接口连接电路图如下，

图3-13  电池接口电路原理图

 

5伏输出电压部分电路图如图，

图3-14  5伏输出电压部分电路原理图

 

CC3200电源输入部分的电路图如下，

图3-14  电源输入部分电路原理图

 

3.11射频链路

    射频是一种高频交流变化电磁波，由于射频可以基本忽略外界干扰的影响以极高的灵敏度进行远距离传输，因此，我们在进行远程控制智能家居时也选择了利用射频技术。

  在设计射频链路时，我们对电路传导部分和天线电路部分分别进行设计，设计时要保证我们所需要的信号可以顺利通过射频链路顺利发送到空中。

3.11.1设计电路传导部分

在设计电路传导部分时，我们需要使用一个带通滤波器BPF来确保我们所需要的信号可以继续传达，而我们不需要的其他频率的信号可以被抑制或者屏蔽。在这里我们选择的BPF是来自日本公司TDK的DEA202450BT‐1294C1‐HFL1，由于它是给 CC3200 特别定制的，因此我们在使用时就选择了该带通滤波器。下图为电路传导部分的设计电路图。

图3-15  电路传导部分电路原理图

 

3.11.2设计天线电路部分

接下来需要设计天线电路部分，在设计时需要注意使在电路传导部分和天线电路部分都需要做 50 Ohm 的阻抗控制，这样才能使信号传输时更加稳定、快速。由于许多应用在 2.4GHz ISM 频段都是可以使用的，因此，我们选择使其工作在2401 MHz – 2483MHz频段内。我们的设计是基于WIFI控制的所以在设计时我们不需要注意天线的方向，所以使用并无明显方向性的全向天线。

在设计时，我们需要对射频性能进行测试，需要传导测试射频性能的部分，我们使用到了Murata 的型号为MM8030‐2610RJ3的通轴开关接头座，同时提供一个外接天线的接口。天线部分电路图设计如下，

图3-16  天线部分电路原理图

 

3.12晶振电路

    在此设计中，我们使用晶振电路是为了使我们设备在每次重启、断电后都依然可以准确计时，设计中我们选用了用于快时钟的40 MHz 晶体，型号是Q24FA20H00396，还有慢时钟的32.768KHz晶体。下图是快时钟晶体的电路设计图，

图3-17  快时钟晶振电路原理图

 

下图是慢时钟晶体的电路设计图，

图3-18  慢时钟晶振电路原理图

 

3.13其他接口

在开发板上还有些接口上文中并未提及或者没有特别说明的，也十分重要并必不可少，例如，J5、J14等。

J5是个测试点，电路原理图如下所示，

图3-19  J5电路原理图

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Protues 仿真

4.1整体原理图

 

 

4.2 CC3200开发板的正面PCB设计图

图4-1  CC3200开发板的正面PCB设计图

 

4.3 CC3200开发板的背面PCB设计图

图4-2  CC3200开发板的背面PCB设计图