原标题：低功耗蓝牙模块 CC2541

　　板卡类型：蓝牙

　　方案概述

　　模块简介：

　　RF-BM-S01A 低功耗蓝牙模块，采用 TI 的 CC2541 作为核心处理器。模块运行在 2.4 GHz ISM band，GFSK 调制方式(高斯频移键控)，40 频道 2 MHz 的通道间隙，3 个固定的广播通道，37 个自适应自动跳频数据通道，物理层可以和经典蓝牙 RF 组合成双模设备，2 MHz 间隙能更好地防止相邻频道的干扰。宽输出功率调节(-23 dBm～0dBm)，-93 dBm 高增益接收灵敏度。

　　该模块做为智能手机外设的桥梁，使得主机端应用开发异常简单。在桥接模式下(串口)，用户的现有产品或者方案配合此透传模块，能十分方便地和移动设备(需支持蓝牙 4.0)相互通讯， 实现超强的智能化控制和管理。而在直驱模式下，用户直接使用模块扩展简单外围，就能快速设计出方案甚至产品，以最低成本最高效地推出特有的个性化移动设备新外设。

　　此模块的设计目的是迅速桥接电子产品和智能移动设备，可广泛应用于有此需求的各种电子设备，如仪器仪表，物流跟踪，健康医疗，智能家居，运动计量，汽车电子，休闲玩具等。随着安卓 4.3 智能设备对 BLE 技术的集成，智能手机标配 BLE 必将成为时尚，手机外设的市场需求将成级数倍增。用户可借此模块，以最短的开发周期整合现有方案或产品，以最快的速度占领市场，同时为企业的发展注入崭新的技术力量。

　　该模块可以工作在桥接模式(透传模式)和直驱模式。

　　模块启动后会自动进行广播，已打开特定 APP 的手机会对其进行扫描和对接，成功之后便可以通过 BLE 协议对其进行监控。

　　桥接模式下，用户 CPU 可以通过模块的通用串口和移动设备进行双向通讯，用户也可以通过特定的串口 AT 指令，对某些通讯参数进行管理控制。用户数据的具体含义由上层应用程序自行定义。移动设备可以通过 APP 对模块进行写操作，写入的数据将通过串口发送给用户的 CPU。模块收到来自用户 CPU 串口的数据包后，将自动转发给移动设备。此模式下的开发， 用户必须负责主 CPU 的代码设计，以及智能移动设备端 APP 代码设计。

　　直驱模式下，用户对模块进行简单外围扩展，APP 通过 BLE 协议直接对模块进行驱动，完成智能移动设备对模块的监管和控制。此模式下的软件开发，用户只需负责智能移动设备端APP 代码设计。

　　模块特点：

　　1、使用简单，无需任何蓝牙协议栈应用经验;

　　2、用户接口使用通用串口设计，全双工双向通讯，最低波特率支持 4800bps;

　　3、同时支持桥接模式(串口透传)，或者直接驱动模式(无需额外 CPU);

　　4、默认 30ms 连接间隔，连接快速，增强 Android 手机的兼容稳定性;

　　5、支持 AT 指令软件复位模块，获取 MAC 地址;

　　6、支持 AT 指令调整蓝牙连接间隔，控制不同的转发速率。(动态功耗调整);

　　7、支持 AT 指令调整发射功率，修改广播间隔，自定义广播数据，自定义设备识别码，设定数据延时(用户 CPU 串口接收准备时间)，修改串口波特率，修改模块名，详情请查看 AT 指令表;

　　8、串口数据包长度，可以是 200byte 以下(含 200)的任意长度。(大包自动分发);

　　9、高速透传转发，最快可达 4K/S，可稳定工作在 2.5K/S ~ 2.8K/S;

　　10、支持移动设备 APP 修改模块名称，掉电保存，修改串口波特率，产品识别码，自定义广播内容，广播周期，均掉电保存;

　　11、支持移动设备 APP 对模块进行远程复位，设置发射功率;

　　12、支持移动设备 APP 调节蓝牙连接间隔，掉电不保存(动态功耗调整);

　　13、包括调试口在内的全 IO 外扩;

　　14、支持连接状态、广播状态提示脚/普通 IO 灵活配置;

　　15、6 个双向可编程 IO，外部中断引发输入检测，全低功耗运行(触发报警，照明控制，遥控玩具，等各种输入输出开关量应用);

　　16、2 个可编程定时单次/循环翻转输出口(智能预约定时应用);

　　17、两路 ADC 输入(14 bit)，使能/禁止，采样周期自由配置(测温湿度，光度等应用);

　　18、四路可编程 PWM(120Hz)输出(调光，调速等应用);

　　19、模块端 RSSI 连续采集，可读可自动通知 APP，使能/禁止,采集频度自由设定。(寻物防丢报警应用);

　　20、支持模块电量提示，电量读取，可自动上报。(设备电量提醒);

　　21、支持防劫持密码设置，修改和恢复，防止第三方恶意连接。也可不使用。独立的密码操作 结果通知，方便 APP 编程;

　　22、支持单脚位下地(长按)5s 恢复出厂设置，APP 远程恢复出厂设置;

　　23、支持 PWM 输出初始化状态自定义 (全高，全低，掉电前 PWM 输出状态值);

　　24、支持 PWM 频率自定义(61.036 Hz <=f <= 8 kHz，默认 120Hz);

　　25、广播内容提示模块实时系统状态，包括电池电量，自定义设备识别码，四路 PWM 当前输出值或两路 ADC 的采集值，当前 IO 状态等;(适合广播应用方案);

　　26、两路电平脉宽计数，0～0xFFFFFFFF ms (约 49.7 天);

　　27、支持内部 RTC 实时时钟，APP 端可随时同步校准;

　　28、支持 6 路 IO 和四路 PWM 的定时控制，默认不开启此功能;

　　29、四路 PWM 支持渐变模式(适合调光效果控制);

　　30、支持 IO 配置和输出状态保存功能，可自定义默认的初始化状态;

　　31、支持浅恢复和深度恢复模式，灵活恢复用户数据，而保留产品必须配置;

　　32、支持从 TX 串口获取蓝牙连接状态(连接，正常断线和超时断线)字串提示;

　　33、支持低电平使能模式和脉宽使能模式，支持远程关机;

　　34、脉冲使能模式下支持 30 秒无连接自动关机;

　　35、脉冲使能模式下支持方波报警提示连接超时(断线);

　　36、极低功耗的待机模式，CC2541 芯片官方数据睡眠电流 0.3uA，模块实测功耗如下：

　　*1 注：官方测试方式：在电源回路上串一个 10R 的电阻，使用示波器截取压降波形，进行积分计算。

　　*2 注：万用表测试方式：用万用表 uA 或 mA 档串在电池与模块之间查看显示值。测试电压为 3.07V。

　　工作模式示意图：

　　模块尺寸与实物图：

　　【CC2541】

　　SimpleLink Bluetooth Smart 和专利无线 MCU

　　描述

　　CC2541 是一款针对 低能耗以及私有 2.4-GHz 应用的功率优化的真正片载系统 (SoC) 解决方案。 它使得使用低总体物料清单成本建立强健网络节点成为可能。 CC2541 将领先 RF 收发器的出色性能和一个业界标准的增强型 8051 MCU、系统内可编程闪存存储器、8-KB RAM 和很多其它功能强大的特性和外设组合在一起。 CC2541 非常适合应用于需要超低能耗的系统。 这由多种不同的运行模式指定。 运行模式间较短的转换时间进一步使低能耗变为可能。

　　如果 CC2540 上的 USB 未启用并且 CC2541 上的 I2C/ 额外 I/O 未启用，那么 CC2541 与 CC2540 在 6-mm x 6-mm 方形扁平无引脚 (QFN)40 封装内引脚兼容。 与 CC2540 相比，CC2541 提供更低 RF 流耗。 CC2541 没有 CC2540 所具有的 USB 接口，并在 TX 模式中提供较低的最大输出功率。 CC2541 还增加了 1 个 HW I2C 接口。

　　CC2541 与 CC2533 优化 RF4CE IEEE 802.15.4 SoC 引脚兼容。

　　CC2541 有 2 个不同的版本：分别具有 128kB 和 256kB 闪存的的 CC2541F128/F256。

　　CC2541 的方框图请参见。

　　特性

　　射频

　　2.4-GHz 符合低能耗规范和私有的 RF 片载系统

　　支持 250-kbps，500-kbps，1-Mbps，2-Mbps 的数据速率

　　出色的链路预算，不使用外部前段而支持长距离应用

　　高达 0 dBm 的可编程输出功率

　　出色的接收器灵敏度 (1 Mbps 时为 –94 dBm)，可选择性，和阻挡性能

　　适合于针对符合世界范围内的无线电频率调节系统： ETSI EN 300 328 和 EN 300 440 2 类 (欧洲)，FCC CFR47 15 部分(美国)，和 ARIB STD-T66 (日本)

　　布局

　　极少的外部组件

　　提供参考设计

　　6-mm × 6-mm 方形扁平无引脚 (QFN)-40 封装

　　与 CC2540 引脚兼容 (当不使用 USB 或者 I2C 时)

　　低功率

　　工作模式 RX 低至： 17.9 mA

　　工作模式 TX (0 dBm)： 18.2 mA

　　功率模式 1 (4-µs 唤醒)： 270 µA

　　功率模式 2 (睡眠定时器打开)： 1 µA

　　功率模式 3 (外部中断)： 0.5 µA

　　宽泛的电源电压范围 (2 V–3.6 V)

　　工作模式下 TPS62730 兼容低功率

　　RX 低至： 14.7 mA (3-V 电源)

　　TX (0 dBm)：14.3 mA(3V 电源)

　　微控制器

　　具有代码预取功能的高性能和低功率 8051 微控制器内核

　　系统内可编程闪存，128 或者 256 KB

　　在所有功率模式下具有保持功能的 8-KB RAM

　　支持硬件调试

　　扩展基带自动化，包括自动确认和地址解码

　　所有功率模式中对所有相关寄存器的保持

　　外设

　　功能强大的 5 通道直接内存访问 (DMA)

　　通用定时器 (1 个 16 位，2 个 8 位)

　　红外 (IR) 生成电路

　　具有捕捉功能的 32-kHz 睡眠定时器

　　精确数字接收到的数字信号强度指示器 (RSSI) 支持

　　电池监视器和温度传感器

　　含 8 通道和可配置分辨率的 12 位模数转换器 (ADC)

　　高级加密标准 (AES) 安全协处理器

　　2 个功能强大的支持几个串行协议的通用异步接收发器 (UART)

　　23 个通用 I/O 引脚

　　(21 × 4 mA，2 × 20 mA)

　　I2C 接口

　　2 个具有 LED 驱动功能的 I/O 引脚

　　安全装置定时器

　　集成的高性能比较器

　　开发工具

　　CC2541 评估模块工具包 (CC2541EMK)

　　CC2541 小型开发工具包 (CC2541DK-MINI)

　　SmartRF™ 软件

　　提供 IAR 嵌入式 Workbench™

　　Software Features

　　符合针对单模式蓝牙低能耗 (BLE) 解决方案的符合 v4.0 协议的堆栈

　　完全功率优化堆栈，包括控制器和主机GAP - 中心设备，外设，或者广播器(包括组合角色)属性协议 (ATT) / 通用属性配置文件 (GATT) – 客户端和服务器对称式对多重处理 (SMP) - AES-128 加密和解密L2CAP

　　示例应用和配置文件针对 GAP 中心和外围作用的一般应用距离临近，加速计，简单关键字，和电池 GATT 服务 BLE 软件栈 内支持更多应用

　　多重配置选项单芯片配置，允许应用运行在 CC2541 上用于运行在一个外部微处理器上的网络处理器接口

　　BTool - 用于评估、开发和测试的视窗 (Windows) PC 应用