板载 BK3431Q 应用开发

BK3431Q 支持蓝牙 4.2 版本双模,最高可达 2Mbit/s 数据速率。BK3431Q 集成了高性能射频收发器、基带、ARM9E 核心、丰富的功能外设单元,可编程协议和配置文件。内置的闪存程序存储器使它更合适定制的应用。您可以基于这些开发嵌入式蓝牙产品。

射频原理图

射频原理图主要包括射频部分、晶振部分、芯片滤波部分。

注意

PCB 设计

PCB 设计时,芯片、晶体、RF Trace放在最上层,底层要确保芯片底部 GND & 晶体底部 GND & RF Trace 底部 GND 连成一片完成的 GND,以使回流路径最短,减少干扰。

注意事项:

板载设计天线

天线的类型可以选取电子线、弹簧天线、板载天线、FPC 天线、陶瓷天线等形式。天线周围必须保证一定的净空,可以根据产品的形态和空间大小选择对应的天线。

如果采用如下A,B,C,D,E五款板载天线,二层板或者四层板 E2 的值大概在 1.8nH-4.7nH,E1 和 E3 不贴,一般就可以满足需求。但是最终如果需要精细化测试,针对不同的底板需要针对性的调试(因为地平面大小不同会有阻抗的差异)。

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板载天线A

涂鸦技术文档示意图

板载天线B

涂鸦技术文档示意图

板载天线C

涂鸦技术文档示意图

板载天线D

涂鸦技术文档示意图

板载天线E

涂鸦技术文档示意图

针对类似于A60球泡灯,一般使用的是板载天线,需在可接受的阴影条件下,尽量让板载天线伸出灯板保证板载天线的效率,同时选择纵向距离窄的天线,如上面四款PCB天线中的板载天线B。

针对灯带应用,板载天线可以选择板载天线C和板载天线E。

BOM表

针对此款模组,此PCB走线下,完整的调试好射频性能的BOM(常温BOM表)85°C常温模组BOM表如下表所示:

制造商型号 制造商 物料描述 位置
BK3431QQN40A 博通 蓝牙芯片-BeKen-BK3431Q- -40℃~125℃-QFN40 5mm*5mm U1
V104K0201X5R6R3NAT 广东微容 贴片电容-0201-X5R-0.1uF-±10%-6.3V C1,C6,C8,C10,C12,C13
CC0201MRX5R5BB105 国巨(Yageo) 贴片电容-0201-X5R-1uF±10%-6.3V C4,C17
0201N0R8B500CT 华科 瓷介电容;贴片;NPO;0.8PF;±0.1PF;50V;0201 C11
LQP03TN9N1H02 村田(Murata) 贴片电感-0201-9.1nH-±2% C14
LQP03TN3N9B02D 村田(Murata) 普通电感;3.9NH;±0.1NH;0.3R;400MA;0201;贴片 C15
0201WMF0000*** 厚声(UniOhm) 贴片电阻-0201-0R-±1%-1/20W L1
MPH160809S2R2MT 顺络(Sunlord) 功率电感-2.2uH-±20%-L0603-通流>350mA L2
SX32Y016000B91T 泰晶 晶体-16MHz-9pF-10ppm(-20~85°C)-SMD3225 X1
ETST003279600E HOSONIC 晶体-32.768KHz-20ppm-12.5pF-SMD3215 X2
0201WMF0000*** 厚声(UniOhm) 贴片电阻-0201-0R-±1%-1/20W C9

105高温模组BOM表如下所示:

制造商型号 制造商 物料描述 位置
BK3431QQN40A 博通 蓝牙芯片-BeKen-BK3431Q- -40℃~125℃-QFN40 5mm*5mm U1
V104K0201X5R6R3NAT 广东微容 贴片电容-0201-X5R-0.1uF-±10%-6.3V C1,C6,C8,C10,C12,C13
CC0201MRX5R5BB105 国巨(Yageo) 贴片电容-0201-X5R-1uF±10%-6.3V C4,C17
0201N0R8B500CT 华科 瓷介电容;贴片;NPO;0.8PF;±0.1PF;50V;0201 C11
LQP03TN9N1H02 村田(Murata) 贴片电感-0201-9.1nH-±2% C14
LQP03TN3N9B02D 村田(Murata) 普通电感;3.9NH;±0.1NH;0.3R;400MA;0201;贴片 C15
0201WMF0000*** 厚声(UniOhm) 贴片电阻-0201-0R-±1%-1/20W L1
MPH160809S2R2MT 顺络(Sunlord) 功率电感-2.2uH-±20%-L0603-通流>350mA L2
SX32Y016000B91T 泰晶 晶体-16MHz-9pF-10ppm(-20~85°C)-SMD3225 X1
ETST003279600E HOSONIC 晶体-32.768KHz-20ppm-12.5pF-SMD3215 X2
0201WMF0000*** 厚声(UniOhm) 贴片电阻-0201-0R-±1%-1/20W C9

测架制作

SPI烧录

底板SPI烧录

底板SPI烧录需使用USB-SPI板进行,如下图,它由一个烧录器和一根USB转接线组成。烧录器上有两个SPI接口,分别是SW SPI和HW SPI,我们选用SW SPI。

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接线(SW SPI),线序为:

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操作步骤如下:

  1. 打开烧录软件,选择要下载的固件(固件位置见注意事项);
  2. 点击“下载flash”按钮,开始下载固件。
  3. 等待下载完成,观察下载状态为“程序下载成功”。
  4. 烧录成功后,取下烧录器,重新上电即可搜索到蓝牙广播。
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注意事项:

底板带测架SPI烧录

底板SPI烧录需使用USB-SPI板进行,如下图,它由一个烧录器和一根USB转接线组成。烧录器上有两个SPI接口,分别是SW SPI和HW SPI,对应两种烧录方式。
操作步骤

  1. 将USB-SPI板插入产测工装底板,注意插入的方向不要插反,并确认插入的是SW SPI还是HW SPI,接入状态如下图。

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  2. 打开MXCHIP工具,重复上面模组SPI烧录方式即可

产测

产测boot固件烧录

  1. 工装底板上有一根IO0的引线,将该引线接地,可以将boot从工装底板烧录到模块。
    下面是将工装底板IO0接口引线并接地的接线方式
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  2. 测试架与PC的连接方式如下图。PC通过串口板与工装底板连接并进行供电。工装底板有一排数据接口、两根指示灯线接到测架上。
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配网固件烧录授权

保持boot烧录时的测架连接方式,仅断开IO0和GND的连接,即可利用涂鸦上位机进行正常的烧录授权。

  1. 进入涂鸦云模组烧录授权平台,点击文件-设置,修改烧录波特率为150000,授权波特率为9600
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  2. 界面点击“输入授权码”,在固件更新-授权码内输入BK3431Q的授权码,选择工位“烧录授权”。并设置端口号,与连接测架的串口板端口号一致。
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  3. 点击运行,等待烧录授权完毕。烧录过程界面上会显示烧录进度,授权完毕,界面颜色变为蓝绿色,显示烧录成功。
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定频测试

固件和上位机:

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  1. 选择正确com口。Com口要com10以下,否则软件可能不识别。
  2. 点击 open
  3. 点击HW TEST,命令窗里会显示test enable
  4. 选择是单音模式还是normal模式
  5. 选择蓝牙 LE
  6. packet选择null
  7. 手动设置频率和power
  8. 点击config,开始测试