CH585/CH584/CH592/CH591硬件設(shè)計
在進(jìn)行設(shè)計之前 先根據(jù)自己的實際需要來選擇合適的型號, 可以參見 http://www.rzrgm.cn/iot-fan/p/13439275.html
注意
- 優(yōu)先選擇CH585/CH584/CH59x 系列芯片
- CH57x_gen1/CH57x_gen2原則上不建議新產(chǎn)品設(shè)計使用
獲取官方的硬件資料: 直接在官網(wǎng)搜索相關(guān)的芯片,一般建議搜索同系列最高配置的芯片,比如找CH577的搜索CH579即可
本文分以下章節(jié):
- 電源部分
- 時鐘部分
- 復(fù)位引腳
- 天線部分
- 調(diào)試與燒錄接口
- USB部分
- 以太網(wǎng)部分
- LCD設(shè)計
- GPIO設(shè)計
- 設(shè)計參考原理圖
- layout注意事項
[電源部分]
- 部分芯片才支持最低1.7v供電
- 芯片最大供電電壓為3.6v
CH577/578/579對電源有些要求,請留意wch官方的最新的參考設(shè)計
集成DCDC與LDO:
芯片的內(nèi)部工作電壓比較低,而供電往往是3.3v,不同的降壓方式具有不同效率:
DCDC與LDO對比
- DCDC方式:
- 表現(xiàn)為供電電流會低一些,功耗友好,
- 需要一個功率電感(增加BOM),
- 一定程度的降低RX的接收靈敏度.
- LDO方式:
- 電流稍微大些,
- 但是無需外部電感,只需要把電感的引腳直接并聯(lián),或者貼0歐電阻即可,這樣成本低,
- 接收靈敏度會好一些.
DCDC方式功率電感選擇:
- CH57x/CH582/CH583: 22uH/DCR<=2ohnm/額定電流>=100mA (WCH的開發(fā)板用的是順絡(luò)SPH202012H220MT/ YNR2016-220)
- CH59x/CH584/CH585:10uH-22uH/DCR<=1ohnm/額定電流>=50mA (DCR也可稍大,DCR越大,DCDC效率稍有降低)
[時鐘部分]
高頻時鐘
- CH577/578/579有內(nèi)部高頻RC,不用無線的話,做普通MCU時鐘準(zhǔn)確度要求不高,可以用內(nèi)部;但是如果做無線通信/以太網(wǎng)通信,外部高頻時鐘是必須的;
- CH573/571/581/583/582/581/591/592,手冊并沒有標(biāo)明有內(nèi)部RC,這意味著,外部晶振是必須存在的;
- CH585/CH584 在不用無線和不用USB-HS 情況下,可以不貼晶體
- 上述使用晶體的情況,原則上只支持32M晶體
- 有源晶體串聯(lián)150pF 到芯片Xout引腳上(你沒看錯,是Xout)
低頻時鐘
- BLE主機(jī)模式,為了良好的兼容性,必須加外部32768
- BLE從機(jī)模式,對RTC定時沒有什么要求的話,可以用內(nèi)部低頻RC做RTC時鐘.
- 其他情況,視實際需求而定.
具體可參見文章 wch ble例程中關(guān)于低頻時鐘的選擇和差異
晶體選擇:
- 外部高頻晶體
- CH579/578/577 :32Mhz/10ppm/12pF
- CH573/571/CH58x/CH59x:32Mhz/10ppm/10pF (使用32Mhz/10ppm/12pF 會導(dǎo)致默認(rèn)偏差20ppm左右,需要代碼開始加入
HSECFG_Capacitance(HSECap_20p);) - 無源晶體往往有三個關(guān)鍵參數(shù):頻率/誤差/負(fù)載電容,CH57x系列芯片 在使用BLE時候, 所選用的晶體的推薦參數(shù)是32Mhz/10ppm/12pF,盡管芯片內(nèi)部支持負(fù)載電容調(diào)節(jié),但是調(diào)節(jié)的范圍是有限的,只支持晶體負(fù)載電容在9-16pF(CH579)，7-14pF(CH573/571/CH58x/CH59x)的調(diào)節(jié)
- 外部低頻晶體
- 32.768Khz/20ppm/12.5pF
- 更高要求的場景,一般是建議進(jìn)行實際的測量來調(diào)整內(nèi)部的電容值,當(dāng)然,這是所有的產(chǎn)品設(shè)計時候的一般規(guī)律.
[復(fù)位引腳]
復(fù)位引腳開啟后,內(nèi)部的上拉會生效,不用再掛外部上拉,如果用不到復(fù)位,直接懸空即可.
芯片提供了一個可選擇的外部復(fù)位引腳,在與PB23復(fù)用,當(dāng)作為復(fù)位使用時候,是低電平有效,但是注意以下事項
- 調(diào)試使能后,外部復(fù)位(PB23)這個引腳自動強制關(guān)閉;
- 在使用reset引腳對應(yīng)的外設(shè)后,必須要把外部復(fù)位關(guān)掉,如在ch579上使用LCD;
- 外部復(fù)位在燒錄時候修改后,一定要重新上電才會生效;
- 在芯片處于ISP 的boot時候,這時候如果復(fù)位有效,會導(dǎo)致芯片退出isp;
- 芯片出廠的默認(rèn)配置,復(fù)位引腳是沒有啟用的.
- 如果使用按鍵做復(fù)位,需要并聯(lián)10nF(103)的電容對地(CH573F/571F必須).
* 新版本的CH579 在bootloader 版本>=2.8后,如果外部掛104(100nF)電容,會導(dǎo)致芯片上電時候產(chǎn)生的復(fù)位是外部復(fù)位而不是上電復(fù)位,導(dǎo)致進(jìn)到bootloader后就跳出去了,保險的方法是掛103,能不掛就不掛
* ch571/573 外部復(fù)位時候,必須大于1us,加電容其實主要消抖
[天線部分]
- CH57x系列芯片的天線部分內(nèi)部集成balun,低通, 引腳已經(jīng)在內(nèi)部做了50歐姆的阻抗,通常情況下,只需要直接50ohm的 天線即可
- 在不要求極致性能的情況下,直接使用常見的2.4G的PCB/SMA/IPEX的天線即可
- 天線對凈空要求比較高, layout 時候注意,對于陶瓷天線,嚴(yán)格遵循其layout指南
- 個人建議,盡量使用PIFA天線,就是倒F天線,這樣可以大大增強天線引腳的抗ESD能力
- 在可能需要SRRC/CE/FCC 之類的認(rèn)證時候,建議在輸出引腳,預(yù)留 π 濾波的位置, 可以先貼0歐電阻直連到天線.
[調(diào)試與燒錄接口]
燒錄支持UART/USB/SWD方式(對于CH579,ARM-SWD功能需要芯片的bootloader>=2.5才能開啟), 但是由于不是所有的型號都具有USB外設(shè),而SWD接口可能一些封裝沒有引出具體的IO,所以設(shè)計時候這里一定要謹(jǐn)慎.
- SWD:
- 對于CH578M/CH579M 使用PB16_SWDIO / PB17_SWCLK(只有QFN48的芯片才支持,并且有局限性)
- 對于CH571/CH573/CH58x/CH59x等RISC-V內(nèi)核芯片SWD 在 PB14,PB15,此SWD為wch專有,非通用的arm-swd
- USB: PB10_D- /PB11_D+;
- UART1: PA8/PA9;
- USB/UART 下載觸發(fā) IO: 大多數(shù)芯片CH57x,CH58x洗牌默認(rèn)PB22,(上電時候此腳低電平將會進(jìn)入固件下載模式),其他芯片參考 http://www.rzrgm.cn/iot-fan/p/13498088.html
[USB部分]
[以太網(wǎng)部分]
[LCD設(shè)計]
LCD的功能 SEG使能是4個IO一個控制位的, 如果SEG選用的IO 不連續(xù),一定嚴(yán)格參考手冊上SEG寄存器使能對應(yīng)IO 范圍:
[9.GPIO設(shè)計]
- CH577/CH578/CH579 的GPIO 具有中斷功能為PA0-PA15,PB0-PB15
- CH571/CH573 的所有GPIO都具有中斷功能
- CH58x 系列中斷功能引腳建議只使用PA0-PA15,PAB0-PB7,PB10-PB15
- GPIO中斷能夠在休眠下喚醒芯片
- 沒有用到的GPIO 懸空即可,默認(rèn)上電是懸浮輸入,如果做低功耗,這些IO要有確定的電平才行,可以初始化為上拉輸入或者下拉輸入
- 除了支持5v輸入的IO,其他的IO輸入電壓禁止超過芯片供電電壓
- PA12引腳上電時候有15mS左右的50K上拉到芯片供電
[設(shè)計參考原理圖]
[layout注意事項]
- 射頻板子的layout,并不是只需要注意天線本身,芯片周圍電路的設(shè)計更為重要, 天線設(shè)計的好不好,頂多一定程度上影響信號品質(zhì), 芯片周圍的電路沒設(shè)計好,將會影響芯片整體的工作穩(wěn)定性.
- 芯片內(nèi)部的FLASH 在工作時候有幾十Mhz的頻率和480M的PLL倍頻,以此產(chǎn)生的高次諧波可能會對周圍靠的太近的頻率敏感的元件造成干擾，如GPS接收機(jī)/SUB-G接收機(jī)，在layout時候尤為注意器件間的相對位置距離
圖片來源: 沁恒微電子官方 CH579 EVT 開發(fā)板: http://www.wch.cn/downloads/CH579PCB_ZIP.html
浙公網(wǎng)安備 33010602011771號