Microchip RNBD350蓝牙低功耗模块技术解析与应用指南

Microchip Technology RNBD350蓝牙® 低功耗模块基于Microchip的PIC32CX-BZ3蓝牙低功耗片上系统（SoC），提供了实施蓝牙5.2低功耗连接的完整解决方案。该模块通过两线或四线（流量控制）UART接口与主机MCU或MPU连接，具有Microchip的简单ASCII命令集，可轻松集成到大多数应用中。此外，它还支持HCI模式，可与基于Linux的主机处理器无缝集成。主机可以通过几个简单的ASCII命令动态配置RNBD350模块，或切换到标准化的蓝牙HCI模式。RNBD350模块与Microchip的蓝牙低功耗硅（带必要GPIO和板载PCB天线）相结合，形成了一套简单易用的交钥匙解决方案。

数据手册:*附件：Microchip Technology RNBD350蓝牙®低功耗模块数据手册.pdf

特性

• 完全射频认证的蓝牙低功耗模块
• 紧凑外形尺寸（30引脚SMD封装，13.4mmx18.7mmx2.8mm）
• 板载蓝牙5.2低功耗堆栈
• UART上的ASCII命令接口
• 主机控制器接口（HCI）模式
• ASCII命令向后兼容RN487x系列模块
• 信标支持
• 内置Microchip透明配置文件，用于UART数据流
• 无线（OTA）远程配置
• 嵌入式增强安全性
• 2M非编码PHY和远程（编码PHY）
• 扩展广告
• 数据长度扩展和安全连接
• 蓝牙低功耗隐私1.2，最多8个可拆卸并接受列表
• 基于UART的设备固件更新（DFU）
• 内置Microchip OTA配置文件，具有用于OTA DFU执行的客户端和服务器角色
  • OTA设备固件更新
  • 对等RNBD350设备上的OTAPC设备固件更新
  • 使用RNBD350进行主机MCU OTA固件更新
• 集成16MHz POSC
• 支持 UART
• 8个可通过RN命令控制的GPIO
• 12位模数转换器（ADC）逐次逼近寄存器（SAR）模块，用于模数转换
• 添加最多6个16位UUID GATT服务（公共服务），4个128位UUID GATT服务（私有服务），每个服务最多包含8个特征属性
• 支持蓝牙低功耗启动器、观察器、中央和外设角色
• 支持蓝牙低功耗GATT客户端及服务器角色
• 支持多达6个并发蓝牙低功耗连接
• 多链路和多角色
• 多链路连接中的远程命令模式
• 安全连接
• DTM测试模式
• 支持PTA控制

框图

‌Microchip RNBD350蓝牙低功耗模块技术解析与应用指南‌

‌一、模块核心特性与架构‌

RNBD350是Microchip推出的基于Bluetooth® 5.2标准的低功耗模块，集成PIC32CX-BZ3 SoC，支持多角色操作（Central/Peripheral）和并发连接（最多6个）。其关键特性包括：

• ‌射频性能‌：支持2M PHY（1Mbps/2Mbps）和长距离模式（Coded PHY），发射功率可编程至+10dBm，接收灵敏度达-97dBm（1Mbps）。
• ‌接口设计‌：提供双线/四线UART接口（带硬件流控），支持ASCII命令集和HCI模式，兼容RN487x系列模块指令。
• ‌安全功能‌：内置AES加密、隐私1.2协议，支持8个可解析设备白名单。
• ‌扩展能力‌：8个GPIO、12位SAR ADC，支持OTA远程配置及固件更新（DFU）。

‌二、硬件设计要点‌

1. ‌电源管理‌
   • 工作电压范围：1.9V–3.6V（MLDO模式），典型3.3V供电需配置4.7μF+0.1μF去耦电容。
   • 电流消耗：Active模式（64MHz）典型值3.5mA，Deep Sleep模式低至1.9μA。
2. ‌天线布局‌
   • PCB天线需远离金属结构（最小间距31.75mm），模块边缘对齐主机板地平面以优化辐射效率。
   • 天线增益3.5dBi（2420MHz），效率65%，辐射模式见数据手册图6-3至6-6。
3. ‌关键引脚配置‌
   • ‌MCLR‌：10kΩ上拉电阻+0.1μF滤波电容确保稳定复位。
   • ‌GPIO‌：未使用的I/O建议配置为上拉输入，避免浮空。

‌三、通信协议与指令集‌

1. ‌ASCII命令接口‌
   • 动态配置示例：SR,0001启用蓝牙状态LED，SR,1000激活状态指示引脚。
   • 数据模式切换：通过PA9引脚电平变化或RN命令实现UART模式转换。
2. ‌多连接管理‌
   • 支持同时维护多个链路，通过Remote Command Mode在连接中切换主从角色。

‌四、低功耗优化策略‌

• ‌睡眠模式‌：XDS（Extreme Deep Sleep）电流仅0.09μA，唤醒可通过PB9引脚触发。
• ‌动态功耗调整‌：根据通信距离选择发射功率（0dBm至+10dBm），减少射频能耗。

‌五、典型应用场景‌

1. ‌医疗穿戴设备‌
   • 利用ADC采集生理信号（如心率），通过BLE传输至移动端，符合FCC/CE医疗射频规范。
2. ‌工业传感器网络‌
   • 模块的-40°C至+85°C工业级温度范围适用于恶劣环境，搭配OTA功能实现远程维护。
3. ‌智能家居控制‌
   • 集成Microchip透明协议，实现UART数据透传，简化主机MCU开发。

‌六、设计注意事项‌

• ‌认证合规性‌：模块已通过FCC/CE/SRRC等认证，集成时需保留标签“Contains FCC ID: 2ADHKWBZ350”。
• ‌PCB设计‌：顶层铺地并密集打地孔，信号线避免穿越天线区域（参考数据手册6.2节）。