IWR6843 核心板手册

IWR6843 是 TI (Texas Instruments) 推出的集成式 60-64 GHz 毫米波雷达传感器芯片，广泛应用于生命体征检测、手势识别、目标跟踪等场景。

核心板概述

主要特性

• 集成度高：单芯片集成 RF 前端、ADC、DSP 和 ARM 处理器
• 工作频段：60-64 GHz (ISM 频段)
• 射频通道：3 个发射天线 (TX)，4 个接收天线 (RX)
• 处理器：ARM Cortex-R4F + C674x DSP
• 接口丰富：UART、SPI、I2C、GPIO 等
• 低功耗设计：支持多种功耗模式

应用场景

硬件规格

射频性能

处理器与内存

电源规格

引脚定义

主要引脚分类

核心板引出的引脚主要分为以下几类：

1. 电源引脚

2. 通信接口

3. 控制引脚

天线设计

天线配置

IWR6843 支持 3TX + 4RX 的 MIMO 阵列配置：

RX1  RX2  RX3  RX4
 ●    ●    ●    ●

TX1      TX2      TX3
 ▲        ▲        ▲

天线参数

工作模式配置

Chirp 配置参数

毫米波雷达通过发射线性调频连续波 (FMCW) 来探测目标。关键参数包括：

性能计算公式

距离分辨率

d_res = c / (2 × B)
其中：B = S × T_chirp (带宽)

示例：B = 30 MHz/μs × 60 μs = 1.8 GHz d_res = 3×10⁸ / (2 × 1.8×10⁹) ≈ 8.3 cm

最大测距范围

R_max = (c × f_s) / (2 × S)

示例：R_max = (3×10⁸ × 5×10⁶) / (2 × 30×10¹²) ≈ 2.5 m

速度分辨率

v_res = λ / (2 × N_chirps × T_frame)
其中：λ = c / f_c (波长)

连接示意

典型系统连接

┌─────────────────────────────────────┐
│         IWR6843 核心板              │
│                                     │
│  ┌──────────────┐   ┌───────────┐  │
│  │   RF Front   │   │    MCU    │  │
│  │   End (TX/RX)│◄──┤  (R4F+DSP)│  │
│  └──────────────┘   └───────────┘  │
│         ▲                 │         │
│         │                 │         │
│       天线              UART/SPI    │
└─────────────────────────────────────┘
                            │
                            ▼
                    ┌───────────────┐
                    │  ESP32S3扩展板│
                    │ (PC/MCU/SBC)  │
                    └───────────────┘

最小系统连接

要使核心板正常工作，至少需要：

1. 电源：稳定的 3.3V 电源，推荐电流能力 > 1A
2. UART 连接：用于数据传输和配置
   • UART_TX → 上位机 RX
   • UART_RX → 上位机 TX
   • GND → GND
3. 复位电路：可选的复位按钮
4. 天线：确保天线区域无遮挡

ESP32S3 扩展板连接

本项目提供了基于 ESP32S3 的扩展板方案，通过单个 TYPE-C 接口实现雷达数据采集、固件烧录、调试日志和 SD 卡存储功能。

外设连接示意图

接口连接详解：

TS5A23157 多路复用器：

核心板的 UART_A 数据流可通过 MUX 切换输出：

• 模式1：UART_A → ESP32（板载处理）
• 模式2：UART_A → CH342 → USB2（直连 PC）

切换信号由 ESP32 GPIO 控制，方便调试与部署切换。

USB 拓扑结构：

TYPE-C 5V
    │
    └──► CH334 USB Hub
            ├──► USB1 → ESP32S3（固件烧录、调试串口）
            └──► USB2 → CH342 → UART_A（雷达数据桥接）

单根 USB 线缆同时支持：

• ESP32 固件更新（Arduino/ESP-IDF）
• 雷达数据实时查看（需切换 MUX）
• 调试日志输出

供电示意图

电源架构：

系统采用分布式电源管理，从 TYPE-C 5V 输入，通过多级转换为各模块提供精确供电：

LP87524 多路输出电源：

TI LP87524 是一款四路降压转换器，专为 IWR6843 设计：

• Buck 1：1.2V @ 400mA（内核供电）
• Buck 2：1.8V @ 300mA（射频+SRAM）
• Buck 3：1.0V @ 150mA（时钟/VCO）
• Buck 4：可配置（预留扩展）

TLV62568DBVR 主电源：

高效降压转换器，5V → 3.3V：

• 输出电流：最大 1A
• 效率：> 90%
• 低纹波设计，保证射频性能

供电时序：

系统上电顺序经过精心设计，确保芯片可靠启动：

1. TYPE-C 插入 → 5V 稳定
2. TLV62568 启动 → 3.3V 就绪
3. LP87524 顺序启动：
   a. 1.8V（IO 电压优先）
   b. 1.2V（内核）
   c. 1.0V（时钟）
4. IWR6843 释放复位 → 开始工作

设计注意事项：

1. 电源容量

   • 推荐使用 5V/2A 或更高功率的 USB 适配器
   • 系统峰值功耗约 1.5A（雷达满载 + ESP32 WiFi 传输）

2. 电源质量

   • 输入端添加大容量电解电容（100μF）稳压
   • 每个电源轨添加陶瓷电容（10μF + 0.1μF）去耦
   • LP87524 输出端建议添加 22μF 电容降低纹波

3. 地线设计

   • 核心板与扩展板采用多点接地，降低接地阻抗
   • 射频地与数字地在电源入口单点连接
   • PCB 铺铜保证完整地平面

4. ESD 防护

   • TYPE-C 接口添加 ESD 保护管（USBLC6-2SC6）
   • USB 数据线串联 22Ω 电阻抑制振铃
   • 外部接口添加 TVS 二极管保护

5. 热管理

   • LP87524 建议添加散热焊盘，连接地平面散热
   • 核心板工作时温度可达 60-70°C，确保通风良好
   • 避免在密闭空间长时间运行

开发环境

软件工具链

固件烧录

方法 1：通过 Uniflash (推荐)

1. 安装 TI Uniflash 工具
2. 连接 UART 和 SOP 引脚设置为烧录模式
3. 选择 IWR6843 设备
4. 加载 .bin 固件文件
5. 点击烧录

方法 2：通过 CCS

1. 在 CCS 中打开项目
2. 配置 JTAG 连接
3. 构建并下载到设备

附录

A. 常用配置参数对照表

B. 缩略词表