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Zephyr 中的 BeagleConnect Freedom 开发板：CC1352P7 双频无线 SoC 的入门指南

【免费下载链接】zephyrPrimary Git Repository for the Zephyr Project. Zephyr is a new generation, scalable, optimized, secure RTOS for multiple hardware architectures.项目地址: https://gitcode.com/GitHub_Trending/ze/zephyr

导读

本文围绕 Zephyr 官方仓库中 BeagleConnect Freedom 开发板支持文档，介绍这款基于 TI SimpleLink 多协议无线 MCU CC1352P7 的物联网开发板的硬件构成、引脚功能、Zephyr 板级支持现状以及烧录环境搭建。读完本文，你将掌握 BeagleConnect Freedom 的引脚分配与各外设（UART、I2C、SPI、PWM、ADC、IEEE 802.15.4、BLE）在 Zephyr 下的使用方法，并能通过west flash完成固件烧录。

板卡概述

BeagleConnect Freedom 是 BeagleBoard.org 推出的一款无线物联网开发板，核心是 TI 的 SimpleLink 多协议 CC1352P7 无线 MCU。它是 BeagleConnect 系列首款发售的解决方案，出厂即预编程、开箱即用，由一个板卡和一个外壳组成。

从 Zephyr 的角度看，BeagleConnect Freedom 板卡运行 Zephyr RTOS，并带有两个 mikroBUS 端口以及 BLE 与 Sub-GHz 双频段无线电：

• 48 MHz Arm Cortex-M4F SoC（CC1352P7）
• 蓝牙低功耗（BLE）与IEEE 802.15.4无线连接
• 两个 mikroBUS 扩展端口，可对接海量 Click 扩展板
• 板载TI MSP430F5503 微控制器，用作 USB 转串口桥接器与 GPIO 扩展器

注意版本差异：Rev C5 是预量产版本，使用 TI CC1352P MCU；Rev C7 是量产版本，使用 TI CC1352P7。仓库中为两个版本分别维护了对应的设备树与 defconfig（见下文「版本与构建目标」）。

支持的 Zephyr 特性

Zephyr 为 BeagleConnect Freedom 提供的板级支持覆盖了该板卡的主要外设。以量产版 CC1352P7 为例，板卡 YAML 元数据 中明确列出的受支持子系统包括：

这些特性在 beagleconnect_freedom-common.dtsi 中逐一以status = "okay"形式使能，例如：

• UART0 / UART1：均配置为 115200 波特率。UART0 面向带 MSP430 的一侧（远离电池座），UART1 面向带电池座的一侧，设备树中已为两者分配了 pinctrl 引脚。
• I2C0：以I2C_BITRATE_FAST（400 kbit/s）运行，通过 GPIO DIO14 控制的gpio-i2c-switch为板载传感器供电，总线上挂载了 TI OPT3001 光照传感器（地址 0x44）与 TI HDC2010 湿度传感器（地址 0x41），并挂载了beagle,usbbridge（MSP430，地址 0x4）。
• SPI0：三个片选分别对应板载 SPI Flash（GD25Q16C，2 MiB，jedec,spi-nor）以及 mikroBUS 端口 1、2。
• IEEE 802.15.4（ieee802154g）：被选为zephyr,ieee802154，即 Zephyr 网络栈的默认 802.15.4 设备。
• ADC0：预配置了 MB1 AN、MB2 AN、SCL、SDA、MB2 CS、MB1 CS 共 6 个 12 位采样通道。
• PWM0 / PWM1：分别映射到 mikroBUS 端口 1（DIO17）与端口 2（DIO19）的 PWM 引脚。

板载 LED 与按键也通过标准 Zephyr 抽象暴露：led0（DIO18，2.4 GHz 收发指示）与button0（DIO15，BOOT 按键，低电平有效并带上拉），并通过aliases提供mcuboot-button0、watchdog0等别名。

引脚连接与功能

下面完整列出 BeagleConnect Freedom 的引脚功能分配（含正反两面标注图）：

将这些引脚与设备树/pinctrl 对照，可以看到完整的映射关系（见 beagleconnect_freedom-pinctrl.dtsi）：

• UART0：TX=DIO13、RX=DIO12（IOC_PORT_MCU_UART0_TX/RX），对应 mikroBUS 端口 1 或 MSP430 桥。
• UART1：TX=DIO22、RX=DIO21（IOC_PORT_MCU_UART1_TX/RX），对应 mikroBUS 端口 2。
• I2C0：SCL=DIO25、SDA=DIO26，配置为开漏输出与上拉；休眠状态下两个引脚切回普通 GPIO。
• SPI0：SCK=DIO10、MOSI=DIO9、MISO=DIO11，片选为 DIO8（Flash）、DIO28（MB1）、DIO27（MB2）。
• PWM：DIO17 复用为IOC_PORT_MCU_PORT_EVENT1，DIO19 复用为IOC_PORT_MCU_PORT_EVENT3，两者驱动强度设置为 2。

天线开关与双频段射频路径

BeagleConnect Freedom 板载一个 SKY13317-373LF 天线开关，用于根据当前使用的 PHY 选择正确的射频通路。设备树（beagleconnect_freedom-common.dtsi）中记录的真值表如下：

其实现位于 board_antenna.c：通过RFCC26XX_hwAttrs的globalCallback挂接 TI 射频驱动的全局事件回调，订阅RF_GlobalEventRadioSetup与RF_GlobalEventRadioPowerDown事件。当收到 Radio Setup 事件时，回调解析命令中的loDivider判断是否为 Sub-1 GHz 模式，并结合发射功率表类型（是否 High PA）调用pinctrl_apply_state切换三组 pinctrl 状态之一（default/ant_subg/ant_subg_pa），从而自动选择 2.4 GHz 或 Sub-GHz 天线通路。该逻辑由CONFIG_CC13X2_CC26X2_HAS_CUSTOM_RF_HWATTRS使能，板级初始化优先级通过 Kconfig 中的BOARD_ANTENNA_INIT_PRIO（默认 70）控制，要求大于设备初始化优先级且小于 IEEE 802.15.4 Sub-GHz 驱动的初始化优先级。

Flash 分区布局

BeagleConnect Freedom 采用 MCUboot 引导方案，内部 Flash 与外部 SPI Flash 均定义了分区（见 beagleconnect_freedom_cc1352p7.dts）：

• 内部 Flash：boot_partition（mcuboot，56 KiB）+slot0_partition（image-0，640 KiB），并刻意避开 CCFG 配置区。
• 外部 SPI Flash（GD25Q16C，2 MiB）：slot1_partition（image-1，640 KiB）+scratch_partition（image-scratch，128 KiB，用于镜像交换）+storage_partition（storage，1280 KiB）。

早期 CC1352P 版本（Rev C5）分区较小：mcuboot 40 KiB、应用槽 304 KiB、scratch 16 KiB、storage 1728 KiB（见 beagleconnect_freedom_cc1352p.dts）。

系统要求与固件烧录

前置条件

使用west flash烧录 Zephyr 固件前，需要安装cc1352-flasher工具：

pip3 install cc1352-flasher

烧录集成方式定义在 board.cmake 中：构建系统通过find_program查找cc1352_flasher可执行文件，并将 flasher 设置为misc-flasher，同时附加--bcf（BeagleConnect Freedom）参数，因此完成安装后即可直接执行：

west build -b beagleconnect_freedom@C7/cc1352p7 samples/hello_world west flash

版本与构建目标

BeagleConnect Freedom 在 board.yml 中声明了两种 SoC 与两个修订版本（C5/C7，采用自定义精确匹配格式）。对应的构建目标为：

• beagleconnect_freedom@C5/cc1352p—— 预量产版，TI CC1352P
• beagleconnect_freedom@C7/cc1352p7—— 量产版，TI CC1352P7

两者共享同一份beagleconnect_freedom-common.dtsi，仅 SoC 头文件、分区布局与 defconfig 有所区别。量产版 defconfig 的关键配置包括：

CONFIG_GPIO=y CONFIG_BUILD_OUTPUT_HEX=y # 天线开关自定义射频回调 CONFIG_CC13X2_CC26X2_HAS_CUSTOM_RF_HWATTRS=y # 启用 MCUboot 引导与 BOOT 按键后门 CONFIG_CC13X2_CC26X2_BOOTLOADER_ENABLE=y CONFIG_CC13X2_CC26X2_BOOTLOADER_BACKDOOR_ENABLE=y CONFIG_CC13X2_CC26X2_BOOTLOADER_BACKDOOR_PIN=15 # MPU 与硬件栈保护 CONFIG_ARM_MPU=y CONFIG_HW_STACK_PROTECTION=y # 默认 UART 控制台 CONFIG_SERIAL=y CONFIG_CONSOLE=y CONFIG_UART_CONSOLE=y # 晶振电容阵列补偿 CONFIG_CC13X2_CC26X2_XOSC_CAPARRAY_DELTA=0x02

值得留意的是，该 defconfig 启用了硬件栈保护与 MPU，适合作为学习 Zephyr 安全特性的实际参考；同时通过 BOOT 按键（DIO15）实现 MCUboot 后门进入方式。

小结与延伸阅读

BeagleConnect Freedom 是 Zephyr 支持较为完整的双频无线开发板：双 mikroBUS 端口让外设扩展灵活，CC1352P7 的 BLE + IEEE 802.15.4 + Sub-GHz 能力配合板载天线开关可覆盖多种物联网场景。在 Zephyr 仓库中，你可以继续深入阅读以下资源：

• 板级设备树：beagleconnect_freedom-common.dtsi、beagleconnect_freedom_cc1352p7.dts
• 引脚复用：beagleconnect_freedom-pinctrl.dtsi
• 天线开关实现：board_antenna.c
• 板级 Kconfig 与构建集成：Kconfig、board.cmake
• 板卡元数据：board.yml、beagleconnect_freedom_cc1352p7_C7.yaml

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