nRF51822 芯片详解资料Word文件下载.docx

1、周边和广播器角色；GATT客户端和服务器；和2.4GHz RF专用协议的非并行多协议操作；少于128kB的代码和6kB的RAM，为应用程序留有超过128kB的闪存和10kB的RAM；与使用上一代nRF8001的双芯片应用相比，运行S110堆栈的nRF51822削减了高达50%的功耗。S110堆栈和nRF51822加上nRF518 SDK相互配合，nRF518包含全面的蓝牙低功耗配置文件、服务以及示例应用集合。1、架 构围绕两条内部总线展开 ：AHB,APBAHB （Advanced High Performance BUS）： CPU: （ Cortex-m0，NVIC,BBB，DAP） Me

2、mory : （ RAM, Flash） GPIO : P0（P0.0P0.31） AHB to APB Bridge APB （Advanced Peripheral BUS）:左半边：Power：电源控制WDT：看门狗SPI0,SPI1 TIMER0（32位）,TIMER1（16位）,TIMER2（16位）QDEC： 正交译码器， CLOCK：提供两个时钟：HFCLK（16MHZ）,LFCLK（32.768KHZ）TWI0,TWI1 ：两线接口，兼容I2C 右半边： NVMC :非易失性存储控制器 RADIO: 2.4GHZ 无线广播的数据率：250KBPS,1MBPS,2MBPS ECB

3、: 加密功能（AES），产生HASH序列，数字签名，生成密钥流等 RNG： 产生随机数用于加密（基于内部热噪声），无需种子值。 TEMP：温度传感器 ADC：10位增量ADC PPI ：可编程外设互联 UART：串口 GPIOTE: GPIO监测外部电平或由其他外设触发GPIO翻转。 RTC0 ：4个 捕获/比较 寄存器 RTC1 ：3个 捕获/比较 寄存器2、时钟管理系统依赖两种时钟（可以由内部产生）:1、HFCLK: 16MHZ 2、LFCLK： 32.768kHzLFCLK有3种时钟源：1、32.768kHz 外部晶振2、32.768kHz 内部RC振荡器3、32.768kHz 合成时钟

4、（synthesized clock）当系统从OFF模式切换到ON模式时，LFCLK时钟默认的会关闭。 启动：通过低频时钟源寄存器（LFCLKSRC register）选择优先的低频时钟源，使其起振，并执行一个低频起振任务（LFCLKSTART task），若外部晶振无法直接起振，则会自动切换到内部低频RC振荡器，直到外部晶振能够起振为止。停止：通过执行LFCLKSTOP task .可以停止低频时钟，低频时钟源选择寄存器（LFCLKSRC register）在LFCLK处于running状态时，不能被修改。HFCLK有2个时钟源：1、16/32 MHz 外部晶振 （crystal oscil

5、lator）2、16MHz内部RC振荡器（RC oscillator）当用到32M晶振时， XTALFREQ register 必须做相应的配置。当系统进入ON模式时，会自动的启动内部16M RC振荡器，为CPU或系统的其他部件提供HFCLK。 执行HFCLKSTART task 能使外部高频晶振启动通过执行 HFCLKSTOP task使外部高频晶振停止。当外部高频晶振启动时，内部16M RC振荡器会自动关闭，当外部高频晶振停止时，内部16M RC振荡器又会自动打开。校准32.768 RC振荡器:当32.768 RC振荡器启动并运行时，可以通过触发CAL task 对其进行校准，此时需临时借

6、用HFCLK，使用外部16/32M 晶振进行校准时精度最高，校准完成后产生一个 DONE event.当一个应用程序使能某个模块并需要时钟做参考，但是又不需要晶振运行时，时钟管理系统会自动使能RC振荡器选项，并提供时钟，当该模块回到IDLE状态时，RC振荡器也回到IDLE状态。当然，为了避免启动延时，应用程序可以不顾时钟管理系统，而使晶振始终处于激活状态。外部高频晶振可以是16M或32M 但是系统时钟始终是16M。32.768K的时钟可以由16M的时钟得到，减少了资源，但是会增加功耗电气特性:3、电源管理1、3种供电方式：1 、internal DC/DC converter setup；（降

7、压型）2 、internal LDO setup；（内部LDO）3 、Low Voltage mode setup1：DC/DC转换器用来给VDD降压，降压后输出给LDO，为系统体统电力。为了省电，一般在VDD低于最低电压或FDCDC 1时，应该关闭DC/DC2、不通过DC/DC转换器，而直接把VDD与LDO相连，3、不通过DC/DC及LDO，而直接用外部VDD为系统供电2、两种系统模式System ON mode、System OFF mode. System OFF mode ：系统可进入的终极省电模式。系统核心功能将被关闭，并停止所有正在执行的任务。唯一还在工作并且可产生回应的机制是复位

8、。System OFF is the deepest power saving mode the system can enter. In this mode,the systems core functionality is powered down and all ongoing tasks are terminated. The only mechanism that is functional and responsive in this mode is the reset mechanism. 通过设置RAMON 寄存器，可以在System OFF 模式下保留RAM块中的内容。从Sy

9、stem OFF唤醒（wake up）到System ON模式： 1，由GPIO产生的检测信号（DETECT signal） 唤醒 2，由Reset 唤醒当系统从System OFF模式唤醒时，会执行Reset操作When the system wakes up from OFF mode, a system reset is performed.RAM 被分块，可以单独的上电和关闭。在System OFF 模式，RAM中的数据可以被保留， System ON mode ：所有功能模块会根据需要处于IDEL或RUN 模式在该模式下，CPU可以被激活（active）或者睡眠（sleeping）.

10、CPU进入睡眠的方式：1、执行WFI指令2、执行WFE指令1通过WFI睡眠的CPU，能够被中断请求唤醒，前提是在NVIC中把相应的中断开关打开。2通过WFE睡眠的CPU，无论NVIC中是否打开了相应的中断开关，都能够被中断请求唤醒。In WFI sleep the CPU will wake up as a result of an interrupt request if the associated interrupt is enabled in the NVICIn WFE sleep the CPU will wake up as a result of an interrupt re

11、quest regardless of the associated interrupt being enabled in the NVIC or not. 子电源模式 （Sub power modes）在System ON 模式下，CPU睡眠期间，系统可以处于下列两种子电源模式中的一种 固定延时（Constant Latency） 低功耗（Low Power）1、固定延时模式：CPU的唤醒潜伏期和PPI的响应时间是一个不变量，代价是功耗较高。2、低功耗模式：在此模式下，电源管理系统会被最高效的利用，节省最多的电能，代价是CPU的唤醒潜伏期和PPI的响应时间就会多种多样。当系统进入System

12、 ON模式,会默认进入低功耗（Low Power）子模式。3、复位方式nRF51系列提供多种复位方式，当复位发生的时候，CPU会查询复位原因寄存器RESETREAS （reset reason register），以判断复位产生的原因。1、上电复位（Power-on reset）2、引脚复位（Pin reset）3、从System OFF模式醒来复位（Wakeup from OFF mode reset）4、软件复位（Soft reset）5、看门狗复位（Watchdog reset）6、欠压复位（Brown-out reset）Note: 除了全局电源系统开关（System ON and O

13、FF mode），CPU, Radio Transceiver 等外设，都有独立的电源状态控制。4、电气特性5、CPU功耗:4、存储所有存储块（memory blocks）和寄存器（registers）映射在同一个地址空间。All memory and registers are found in the same address space as shown in the Device Memory Map. Devices in the nRF51 series use flash based memory in the Code, FICR, and UICR regions.The R

14、AM region is SRAM.主要的存储类别： Code memory Random Access Memory （RAM） Peripheral registers （PER）另外，还有两个信息块（FICR,UICR）,FICR包含设备的详细配置（只读），UICR是用户可配置.存储方式： Volatile memory （VM） Non-volatile memory （NVM）Code memory:非易失性，通常用来存放CPU运行的程序，和芯片掉电之后保留的数据常量（data constants）RAM:CPU程序的临时数据存储，也可以从RAM运行CPU程序。易失性，掉电丢数。Peripheral registers：外设的入口，TIMER,Radio,ADC 等。Note：NVMC、外设的内存映射将在六中详解。5 外