STMicroelectronics STEVAL-IDB010V1評估平臺設計用于開發(fā)和測試Bluetooth?低功耗應用。該平臺采用低功耗BlueNRG-LP片上系統(tǒng)，設有慣性和環(huán)境MEMS傳感器。它還具有數(shù)字MEMS麥克風、各種接口按鈕和LED。BlueNRG-LP采用64MHz 32位Arm? Cortex?-M0+內(nèi)核、256KB可編程閃存和64KB SRAM 。

數(shù)據(jù)手冊：*附件：STMicroelectronics STEVAL-IDB010V1評估平臺數(shù)據(jù)手冊.pdf

特性

• 基于BlueNRG-LP SoC（采用WLCSP49封裝）的BLUETOOTH?低功耗評估板
• 相關BlueNRG-LP開發(fā)套件軟件包 (STSW-BNRGLPDK) ，包括固件和文檔
• 片式天線和UFL連接器，用于測量設備
• 可編程輸出功率：高達+8dBm（天線連接器處）
• 出色的接收器靈敏度（1Mbps時為-96dBm，125bps長距離時為-103dBm）
• 極低功耗：3.4mA Rx（在靈敏度水平）和4.3mA Tx（在+0dBm）
• 支持主動、從動和同步主從模式
• 三個用戶LED和兩個用戶按鈕
• BLUETOOTH?低功耗數(shù)據(jù)長度擴展、2Mbps、長距離、擴展廣告和掃描、通道選擇算法#2、GATT緩存、Bluetooth?低功耗ping程序、BLUETOOTH?低功耗電源控制和路徑損耗監(jiān)控
• Arduino R3連接器
• MEMS數(shù)字加速度計/陀螺儀
• MEMS數(shù)字壓力/溫度傳感器
• MEMS數(shù)字麥克風
• 嵌入式CMSIS-DAP調試器以及拖放編程支持
• 符合RoHS指令

電路原理圖

STEVAL-IDB010V1藍牙低功耗評估平臺技術解析

一、平臺概述與核心特性

STEVAL-IDB010V1是意法半導體推出的基于BlueNRG-LP系統(tǒng)級芯片的藍牙低功耗評估平臺，專為物聯(lián)網(wǎng)和無線連接應用設計。該平臺集成了完整的射頻系統(tǒng)、豐富的傳感器和外設接口，為開發(fā)者提供了快速原型開發(fā)的理想解決方案。

? 核心特性亮點： ?

• ?射頻性能卓越?：支持+8 dBm可編程輸出功率，接收靈敏度達-96 dBm（1 Mbps）和-103 dBm（125 bps長距離模式）
• ?超低功耗設計?：接收模式下電流僅3.4 mA，發(fā)射模式（+0 dBm）電流為4.3 mA
• ?完整藍牙5.1支持?：包含數(shù)據(jù)長度擴展、2 Mbps高速模式、長距離通信、擴展廣播與掃描等先進功能
• ?豐富的傳感器集成?：包含MEMS數(shù)字加速度計/陀螺儀、壓力/溫度傳感器和數(shù)字麥克風
• ?靈活的開發(fā)接口?：集成Arduino R3連接器、嵌入式CMSIS-DAP調試器和拖放編程支持

二、硬件架構深度解析

2.1 核心處理器單元

平臺搭載BlueNRG-355VC系統(tǒng)級芯片，采用WLCSP49封裝，具備：

• 64 MHz 32位Arm Cortex-M0+內(nèi)核
• 256 kB可編程閃存 + 64 kB SRAM
• 存儲器保護單元（MPU）
• 豐富外設接口：6路PWM、2路I2C、2路SPI/I2S、SPI、USART、UART、PDM接口和12位SAR ADC

2.2 射頻子系統(tǒng)設計

? 天線系統(tǒng)架構： ?

• 板載芯片天線 + UFL連接器（用于測試設備連接）
• 50歐姆阻抗匹配網(wǎng)絡，包含精密LC匹配電路
• 支持芯片天線和外接天線切換

? 射頻前端關鍵組件： ?

• 晶振電路：高頻晶振（XTAL_HS）用于射頻時鐘，低頻晶振（XTAL_LS）用于系統(tǒng)時鐘
• 電源濾波網(wǎng)絡：多級LC濾波確保射頻電源純凈度
• 發(fā)射功率控制：通過寄存器配置實現(xiàn)-26 dBm至+8 dBm輸出功率精確調節(jié)

2.3 電源管理體系

平臺提供三種供電模式，滿足不同應用場景需求：

? USB供電模式： ?

• 通過USB Type-C接口供電
• 集成USBLC6-2SC6保護器件
• 線性穩(wěn)壓器（LDK120M30R）提供穩(wěn)定3.0V輸出電壓

? 電池供電模式： ?

• 支持CR2032紐扣電池
• 配備STR2P3LLH6功率MOSFET實現(xiàn)電源路徑管理

? 外部電源供電模式： ?

• 通過專用連接器接入外部電源
• 支持寬電壓輸入范圍

三、外設與傳感器集成

3.1 人機交互接口

? 用戶指示系統(tǒng)： ?

• 三色RGB LED（AAAF3529驅動器）
• 獨立紅色和綠色狀態(tài)指示燈
• 可編程按鈕×2 + 復位按鈕

? 調試接口： ?

• 集成STM32F103RCT6調試芯片
• 支持SWD調試協(xié)議
• 串口調試功能（USART轉換）

3.2 MEMS傳感器陣列

? 運動傳感器LSM6DSOX： ?

• 6軸慣性測量單元（加速度計+陀螺儀）
• SPI數(shù)字接口通信
• 可配置中斷輸出

? 環(huán)境傳感器： ?

• LPS22HH壓力/溫度傳感器
• I2C通信接口
• 高精度測量能力

? 音頻采集： ?

• MP34DT05-A數(shù)字MEMS麥克風
• PDM接口輸出
• 適用于語音識別應用

四、開發(fā)支持與軟件生態(tài)

4.1 軟件開發(fā)包

平臺配套完整的BlueNRG-LP DK軟件包（STSW-BNRGLPDK），包含：

• 示例固件和驅動程序
• 完整開發(fā)文檔
• 藍牙協(xié)議棧配置工具

4.2 硬件擴展能力

? Arduino兼容接口： ?

• 標準R3連接器布局
• 支持大量Arduino擴展模塊
• 數(shù)字I/O、模擬輸入、通信接口完整引出

五、典型應用場景

5.1 物聯(lián)網(wǎng)設備開發(fā)

• 智能家居傳感器節(jié)點
• 工業(yè)監(jiān)控設備
• 健康監(jiān)測 wearable 設備

5.2 邊緣計算應用

• 傳感器數(shù)據(jù)采集與預處理
• 低功耗藍牙網(wǎng)關
• 實時運動跟蹤系統(tǒng)

六、設計要點與最佳實踐

6.1 射頻布局注意事項

• 保持天線區(qū)域凈空，避免金屬干擾
• 射頻走線采用50歐姆阻抗控制
• 電源去耦電容盡量靠近芯片引腳

6.2 功耗優(yōu)化策略

• 合理配置藍牙廣播間隔
• 利用傳感器中斷喚醒機制
• 優(yōu)化電源管理模式切換時序