nRF5182嵌入式系统智能手环设计.doc

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1、nRF5182嵌入式系统智能手环设计　　nRF51822是功能强大、高灵活性的多协议SoC，非常适用于Bluetooth®低功耗和2.4GHz超低功耗无线应用。nRF51822根据配备256kBflash+16kBRAM的32位ARM®Cortex™M0CPU而建构。嵌入式2.4GHz收发器支持蓝牙低功耗及2.4GHz运作，其中2.4GHz模式与NordicSemiconductor的nRF24L系列产品无线兼容。　　nRF51822还具备丰富的模拟和数字周边产品，可以在无需CPU参与的情况下透过可程序化周边接口（PPI）系统进行互动。灵活的31针脚GPIO

2、映像方案可使I/O（例如串行接口、PWM和正弦解调器）根据PCB需求指示映射到任何设备针脚。这可在关于针脚位置与功能方面，达成完全的设计灵活性。　　nRF51822支持S110蓝牙低功耗协议堆栈及2.4GHz协议堆栈（包括Gazell），这两种协议堆栈在nRF518软件开发工具包中均免费提供。nRF51822需要单独供电，如果供电范围在1.8-3.6V之间，用户可选择使用芯片上的线性整流器，如果供电范围在2.1-3.6V之间，可以选择直流1.8V模式和芯片上的DCDC变压器。DC-DC变压器的使用可在工作期间动态控制，并使nRF51822运行期间的射频峰值电

3、流低于10mA@3V供电（TX@0dBm&RX）。　　nRF51822具有6x6mm48针脚QFN封装和3.5x3.8mm64球形直接芯片构装之晶圆级封装（WLCSP）。　　nRF51822主要特性：　　单芯片，高灵活性，2.4GHz多协议设备　　32位ARMCortexM0CPU核心　　256KBflash16KBRAM　　支持S110蓝牙低功耗协议堆栈　　S110需要80kB内存空间　　线程安全性和运行时间保护　　事件驱动API　　与nRF24L系列无线兼容　　3种数据率（2Mbps/1Mbps/250kbps）　　+4dBm输出功率　　-92.5dBm

4、敏感度、蓝牙低功耗　　针对最大化电源效率应用和程序代码简化需求的PPI系统　　具备对每个周边产品进行电源自动管理功能的灵活电源管理系统　　用于模拟和数字I/O的可设定I/O映射　　nRF51822应用：　　移动电话配件　　PC周边产品　　消费电子（CE）遥控器　　近接感应/警报传感器　　运动、健身和医疗保健传感器　　智能RF标记　　玩具和电子游戏　　智慧家用设备　　工业和商用传感器　　　　图1nRF51822框图　　智能手环是一种穿戴式智能设备。通过这款手环，用户可以记录日常生活中的锻炼、睡眠、部分还有饮食等实时数据，并将这些数据与手机、平板、ipodtou

5、ch同步，起到通过数据指导健康生活的作用。　　智能手环内置低功耗蓝牙4.0模块，可以与手机、平板、PC客户端进行连接，可以随时随地设置身高、体重、步幅等信息和上传运动数据。另外，智能手环还具备社交网络分享功能，比如用户可以将睡眠质量、饮食情况和锻炼情况以及心情记录等通过绑定微博等社交网络端进行分享。　　nRF51822是一款为超低功耗无线应用设计的多协议单芯片解决方案。芯片支持BLE4.0和2.4GHZ协议栈，整合了射频发射电路，一个ARMCortexM0核以及256KB的flash+16KB的RAM。　　手环硬件电路设计部分，包括一颗集成BLE功能的MCU

6、（nrf51822），和由MCU控制的各种外设：　　蓝牙射频电路；　　使用SPI接口的G-sensor；　　使用I2C接口的线性马达驱动电路；　　使用I2C接口的LED点阵驱动，与线性马达共享总线；　　使用GPIO的按键输入；　　使用GPIO的LED灯；　　使用GPIO的普通马达驱动电路；　　外部复位电路。　　　　图2智能手环框图　　　　智能手环主要部件描述：智能手环　　1．MCU　　nRF51822是一款为超低功耗无线应用设计的的多协议单芯片解决方案。芯片支持BLE4.0和2.4GHZ协议栈，整合了射频发射电路，一个ARMCortexM0核以及256KB的

7、flash+16KB的RAM。　　　　图3智能手环MCU电路　　2．G-sensor　　G-sensor是重力传感器的意思（英文全称是Gravity-sensor），它能够感知到加速力的变化，加速力就是当物体在加速过程中作用在物体上的力，比如晃动、跌落、上升、下降等各种移动变化都能被G-sensor转化为电信号，然后通过微处理器的计算分析后，就能够完成程序设计好的功能，比如MP3能根据使用者的甩动方向，前后更换歌曲，放进衣袋的时候也能够计算出使用者的前进步伐。　　　　图4G-sensor电路　　3．按键输入模块　　　　图5按键输入模块电路　　4．LED显示　

8、　LED显示是手环与用户之间进行数据交互的模块，主要