基于 CC2430的 ZigBee 无线传感系统电路设计

2017-08-18 84 0

ZigBee 是一种基于 IEEE802.15.4 标准的个域网协议,是一种低成本、低功耗的近距离无线组网通信技术。文中提出了一种基于 ZigBee 与 51 内核的高频无线传感器网络节点的硬件设计方案,方案中详细介绍了其各组成模块的设计原理。并且该方案以 Chipcon 公司的 CC2430 为基础,可应用于基于 ZigBee 协议的各种软硬件开发。

无线传感器网络技术得到了飞速发展,由于 2.4GHz 通信频段免费、开放等特性,各种基于该频段的通信协议,如 Wi-Fi、蓝牙等技术已相当成熟,并得到了广泛应用。ZigBee 是一种基于 IEEE802.15.4 标准的低功耗个域网协议,该协议基于 2.4GHz 频段,是一种低成本、低功耗的近距离无线组网通信技术,近年来广泛应用于各种射频通信领域,如区域定位、视距数据传输、物联网标签、车用无线电子设备等。

CC2430 控制器电路配置

在本设计中,主控单元承担外围器件扩展与控制、A/D 转换、数据传输等功能。CC2430 属于高度集成的 SOC 系统,其 I/O 口设计紧凑,并具备复用功能,因此,在设计中需要尽量节约 I/O 口的使用,必要时可对其进行扩展。同时,设计还应具备在线下载与调试功能,以方便工程应用的需要。

I/O 口配置

基于 CC2430的 ZigBee 无线传感系统电路设计

CC2430 具有 21 个数字 I/O 口引脚,即 P0、P1、P2.它们均是 8 位 I/O 口。每个口都可以单独设置为通用 I/O 或外部设备 I/O.除了两个高输出口 P1_0 和 P1_1 之外,其余均用于输出。本设计相关 I/O 口通过插接件形式进行预留,以方便不同场合使用及扩展,具体如图 2 所示。

调试接口

基于 CC2430的 ZigBee 无线传感系统电路设计

本设计 CC2430 具备在线调试与下载功能,可根据需要进行自由配置。图 3 所示是 CC2430 调试接口图,该接口通过调试接口引脚 P2.2 与 P2.1 组成,它们分别用作调试时钟与调试数据信号引脚。

时钟与复位

基于 CC2430的 ZigBee 无线传感系统电路设计

CC2430 的晶振采用二级设计,一级是 32MHz,另一级是 32.768kHz.在 CC2430 整机工作模式下(PM0),这两种晶振需共同工作;而在 PM1 和 PM2 电源模式下(省电模式),只有 32.768kHz 晶振工作;在 PM3 模式下,两者全关。同时,在 RBIAS1 和 RBIAS2(22、26 引脚)引脚上须外接 1% 精密电阻,为 32MHz 晶振提供精确偏置电流的具体电路如图 4 所示。CC2430 具备上电复位功能,也可采用手动复位。只需要将第 10 引脚 RESETn 强行拉至低电平,即可完成复位。

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