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外观

2. 硬件组成 & 技术参数 ​

本页内容依据 TI（德州仪器）官方数据手册《CC2530F32/F64/F128/F256 True System-on-Chip Solution for 2.4-GHz IEEE 802.15.4 and ZigBee Applications》（SWRS081B）整理。

2.1 芯片概述 ​

CC2530 是德州仪器（TI）推出的一款真·片上系统（True SoC）解决方案，专为 2.4-GHz IEEE 802.15.4、ZigBee 和 RF4CE 应用设计。它将性能优异的 RF 收发器、业界标准的增强型 8051 内核、系统内可编程 Flash 存储器、8-KB RAM 以及众多强大外设集成于单颗芯片，以非常低的总物料成本（BOM）即可构建稳健的网络节点。

项目规格
芯片全称CC2530F32 / F64 / F128 / F256
内核增强型 8051（单周期、带代码预取）
Flash32 / 64 / 128 / 256 KB（系统内可编程）
RAM8 KB（所有功耗模式下数据均可保持）
协议IEEE 802.15.4、ZigBee、RF4CE
工作频段2.4 GHz ISM 频段
封装VQFN-40（6 mm × 6 mm）
工作温度-40 ℃ ~ 125 ℃
电源电压2.0 V ~ 3.6 V

CC2530 有四种不同的闪存版本，分别对应 32/64/128/256 KB 的 Flash：

  • CC2530F256：配合 TI 黄金单元级 ZigBee 协议栈（Z-Stack™），提供强大完整的 ZigBee 解决方案
  • CC2530F64 及以上：配合 TI 黄金单元级 RemoTI 协议栈，可提供 ZigBee RF4CE 远程控制解决方案

2.2 系统架构 ​

CC2530 的内部方框图可大致分为三大类模块：

  1. CPU 与内存相关模块：8051 内核、内存仲裁器、SRAM、Flash
  2. 外设、时钟与电源管理相关模块：各类外设、振荡器、电源管理器
  3. 无线电相关模块：RF 收发器、调制解调器、接收/发送链
┌─────────────────────────────────────────────────────────────┐
│                     CC2530 系统架构                          │
│                                                             │
│  ┌──────────┐      ┌──────────────┐      ┌──────────────┐  │
│  │ 增强8051  │      │  内存仲裁器   │      │   8KB SRAM   │  │
│  │  CPU内核  │◄────►│ (Memory Arb) │◄────►│  (低功耗保持) │  │
│  └──────────┘      └──────┬───────┘      └──────────────┘  │
│       ▲                   │                                 │
│       │                   ▼                                 │
│  ┌────┴─────┐      ┌──────────────┐                         │
│  │ 调试接口 │      │   Flash 控制器│      ┌──────────────┐  │
│  │ (2线)    │      │  (32~256KB)  │      │  AES协处理器 │  │
│  └──────────┘      └──────────────┘      └──────────────┘  │
│                                                             │
│  ┌──────────────────── 外设总线 (SFR/XREG) ───────────────┐  │
│  │ 定时器1(16位) 定时器2(802.15.4 MAC) 定时器3/4(8位)     │  │
│  │ USART0/1  12位ADC(8通道)  DMA(5通道)  看门狗           │  │
│  │ 睡眠定时器 比较器/运放  IR发生电路  I/O控制器(21引脚)   │  │
│  └────────────────────────────────────────────────────────┘  │
│                          │                                   │
│  ┌───────────────────────▼───────────────────────────────┐  │
│  │      RF 收发器：接收链(LNA/混频/滤波/ADC)              │  │
│  │      发送链(DAC/混频/PA) + 调制解调器 + RSSI/LQI       │  │
│  └───────────────────────────────────────────────────────┘  │
└─────────────────────────────────────────────────────────────┘

2.2.1 CPU 内核 ​

  • CC253x 系列使用的 8051 内核是单周期 8051 兼容内核，性能远高于传统 8051
  • 具有三条不同的内存访问总线：SFR、DATA 和 CODE/XDATA，可单周期访问 SFR、DATA 和主 SRAM
  • 内置调试接口和 18 输入扩展中断单元（分 6 个中断组，每组对应 4 个中断优先级之一）
  • 中断可将设备从活动模式唤醒回空闲模式，部分中断还可从睡眠模式（PM1~PM3）唤醒设备

2.2.2 内存系统 ​

内存仲裁器位于系统中心，通过 SFR 总线把 CPU、DMA 控制器、物理存储器和所有外设连接起来，负责仲裁同时访问同一物理存储器的顺序：

存储器容量特点
SRAM8 KB映射到 DATA 和部分 XDATA 空间；超低功耗，数字部分掉电（PM2/PM3）时内容仍保持
Flash32~256 KB映射到 XDATA 空间；系统内可编程（ISP）；支持页面擦除和 4 字节编程；可保存网络参数等掉电不丢失数据
ROM18 KB固化 ZigBee 协议栈基础服务与 AES 加密加速固件

五种复位源可复位设备：上电复位、外部复位（RESET_N）、看门狗复位、时钟丢失复位、软件复位。

2.2.3 外设资源 ​

外设说明
调试接口专有两线串行接口，支持内电路调试、Flash 擦除、断点、单步执行
Flash 控制器管理写入/擦除，支持页面擦除和 4 字节编程
I/O 控制器管理 21 个通用 I/O 引脚；每引脚可配置输入/输出、上拉/下拉、独立中断；外设引脚可选两个位置映射
DMA 控制器五通道，通过 XDATA 访问所有物理存储器；支持 AES、Flash、USART、定时器、ADC 间高效搬数
定时器 116 位定时器/计数器，带 PWM，5 个独立的捕获/比较通道
定时器 2专用于 IEEE 802.15.4 MAC 的定时器（供协议栈使用）
定时器 3 / 4两个 8 位定时器
USART 0 / 1两个多功能串口，支持 UART 及 SPI 等多种串行协议
ADC12 位 ADC，8 通道，分辨率可配置；含电池监视器和温度传感器
AES 协处理器硬件加密加速（128 位 AES）
睡眠定时器32 kHz 低功耗定时器，带捕获功能
看门狗定时器系统异常复位保护
其他集成高性能运放与超低功耗比较器、IR 红外发生电路、CSMA/CA 硬件支持、数字 RSSI/LQI 支持

2.3 射频特性 ​

参数规格
工作频段2.4 GHz ISM 频段（16 个信道，IEEE 802.15.4）
接收灵敏度-97 dBm（最佳）
可编程发射功率最高 +4.5 dBm
数据速率250 kbps
相邻信道抑制49 dB（±5 MHz）
链路预算超过 121 dB
接收 RSSI / LQI高精度数字支持

射频设计优点：

  • 2.4-GHz IEEE 802.15.4 兼容射频收发器，接收灵敏度优异、抗干扰能力强
  • 外部元件极少，异步网络仅需单颗晶振（32 MHz）
  • 符合全球无线电法规：ETSI EN 300 328/EN 300 440（欧洲）、FCC CFR47 Part 15（美国）、ARIB STD-T-66（日本）

2.4 功耗特性（低功耗） ​

CC2530 提供多种工作模式，切换时间短，非常适合超低功耗应用：

工作模式电流消耗说明
主动模式 RX（CPU 空闲）24 mA射频接收状态
主动模式 TX @1 dBm（CPU 空闲）29 mA射频发射状态
功耗模式 1（PM1）0.2 mA4 µs 快速唤醒
功耗模式 2（PM2）1 µA睡眠定时器运行，定时唤醒
功耗模式 3（PM3）0.4 µA仅外部中断唤醒，极低功耗

注：手册中 PM1=0.2 mA / PM2=1 µA / PM3=0.4 µA 为典型值，不同版本手册数值略有差异，实际以最新版 TI 数据手册为准。

2.5 引脚定义（VQFN-40） ​

CC2530 采用 VQFN-40 封装（6 mm × 6 mm），共 21 个通用 I/O 引脚（19 个 × 4 mA、2 个 × 20 mA）。

引脚名称类型说明
19P0_0数字 I/O端口 0.0
18P0_1数字 I/O端口 0.1
17P0_2数字 I/O端口 0.2
16P0_3数字 I/O端口 0.3
15P0_4数字 I/O端口 0.4
14P0_5数字 I/O端口 0.5
13P0_6数字 I/O端口 0.6
12P0_7数字 I/O端口 0.7
11P1_0数字 I/O端口 1.0，20 mA 驱动能力
9P1_1数字 I/O端口 1.1，20 mA 驱动能力
8P1_2数字 I/O端口 1.2
7P1_3数字 I/O端口 1.3
6P1_4数字 I/O端口 1.4
5P1_5数字 I/O端口 1.5
38P1_6数字 I/O端口 1.6
37P1_7数字 I/O端口 1.7
36P2_0数字 I/O端口 2.0
35P2_1数字 I/O端口 2.1
34P2_2数字 I/O端口 2.2
33P2_3数字 I/O / 模拟端口 2.3 / 32.768 kHz 晶振输入
32P2_4数字 I/O / 模拟端口 2.4 / 32.768 kHz 晶振输入
25RF_PRF I/O接收时正 RF 输入到 LNA（差分对）
26RF_NRF I/O接收时负 RF 输入到 LNA（差分对）
22XOSC_Q1模拟 I/O32 MHz 晶振引脚 1 或外部时钟输入
23XOSC_Q2模拟 I/O32 MHz 晶振引脚 2
30RBIAS模拟 I/O参考电流外部精密偏置电阻
20RESET_N数字输入复位引脚，低电平有效
28/27/24/29/21/31AVDD1~6电源（模拟）2.0~3.6 V 模拟电源
39 / 10DVDD1 / DVDD2电源（数字）2.0~3.6 V 数字电源
40DCOUPL电源（数字）1.8 V 数字电源去耦，不外接电路供电

2.6 开发支持 ​

  • CC2530 Development Kit / CC2530 ZigBee Development Kit / CC2530 RemoTI Development Kit（RF4CE）
  • SmartRF Studio：射频参数配置与测试工具
  • Packet Sniffer：协议包分析工具
  • IAR Embedded Workbench：官方推荐的集成开发环境（配合 Z-Stack 使用）
  • Z-Stack 协议栈：TI 黄金单元级 ZigBee 协议栈

2.7 典型应用 ​

  • 2.4-GHz IEEE 802.15.4 无线系统
  • ZigBee 无线传感网络（家庭/楼宇自动化、照明系统、工业控制与监控）
  • RF4CE 远程控制（64-KB Flash 及以上）
  • 低功耗无线传感器网络（WSN）
  • 消费电子、医疗健康监测

数据来源：Texas Instruments《CC2530 Datasheet（Rev. B）》（SWRS081B）及 TI 官网产品页。 完整数据手册：https://www.ti.com/lit/ds/swrs081b/swrs081b.pdf

2.8 课堂练习（3 套 · 每套 5 题） ​

配套 CC2530 本章内容的课堂选择题。每套 5 道单选题，点击选项即可作答、即时反馈对错。

依据页面 2.1 芯片概述、2.2 系统架构 内容作答

1 CC2530 属于哪一类芯片？

2 CC2530 的 CPU 内核是？

3 CC2530F256 的 Flash 容量是多少？

4 CC2530 的 RAM 容量是？

5 CC2530 工作于哪个频段？

已完成 0 / 5 题

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