基于CC2430的ZigBee无线数传模块的设计和实现

1、第卷第期年月引言现在 ， 无线通信技术已经成为人们日益关注的问题之一。采 用标 准 ， 利用全球共用的公共频率进行无线测量和系统监控， 而且具有明显的低成本、低功耗、网络节点多、传输距离远等优势。目前，技术已被视为替代有线监视和控制网络领域最有前景 的 技 术 之 一 。 为 此 ， 本 文 论 述 了 一 种 基 于芯片的无线数据传输模块的设计方法。 简介是 一 种 基 于标 准 的 短 距离、低速率无线网络技术该无线连接技术主要解决低成本、低功耗、低复杂度、低传输速率、近距离的设备联网应用， 主要用于无线传感器网络和测量控制方面。国际上，工作组及联盟共同致力于该无线连接技术的推广工作 ，

2、其中 ，工作组主要负责制定物理层及层协议 ， 其余协议主要参照和采用现有标准，以便于今后不同厂商设备的互联互通 ；联盟则负责高层应用及市场推广工作。于年成立的联盟如今已经吸引了上百家芯片公司、无线设备公司加入。此外，、等国际巨头也都已推出了比较成熟的开发平台。标准是基于协议栈而建立的，它具备了强大的设备联网功能，并支持三种主要的自组织无线网络类型， 即星型结构、网状结构（）和簇状结构（）， 其中网状结构具有很强的网络健壮性和系统可靠性。协议比蓝牙、更加简单实用 ， 表列出了同其它无线网络的比较。总体设计为了进行模块化的设计， 本文采用了基于通用异步收发模式（）接口的设计， 以便方便的通过此接口

3、将（智能传感器接口模块）和该无线模块连接在一起，从而发送用户的数据。为 了 能 够 方 便 在 线 调 试 ， 并 测 试 串 口 的 数据 ， 本系统设计分为两个 部 分 ： 一 是部分 ， 该 部 分 采 用 四 层 板 小 型 化 设 计 ， 上 面 只 有芯片和部分外围器件； 另一部分是测试底板 ， 该板采用两层板设计， 包含与接口、指示灯、复位和调试接口等。这样的设计既可以从接口截取电源， 还可以使计算机调试更加方便， 同时还可以简化射频板的设计，使射频板部分可以更加通用。图所示是测试底板的电路原理图， 系统中收稿日期 ：基于 的无线数传模块的设计和实现尹应鹏，李平舟，郭志华（西安电

4、子科技大学，陕西西安；南阳理工学院，河南南阳）摘要 ：技术是一种近距离、低复杂度、低功耗、低数据速率、低成本的无线通信技术 ， 适 合 于 自 动 控 制 和 远 程 测 量 控 制 领 域 。 文 中 对进 行 了 简 单 介 绍 ， 同 时 介 绍 了芯片的主要特性， 举例说明了基于该芯片设计的一种无线数传模块的设计方法。关键词 ：； 无线数传模块第卷第期年月的应用电路原理图如图所示。 芯片简介是芯片巨人公司收购无线单 片 机 公 司后 推 出 的 全 新 概 念 新 一 代无线单片机系列芯片。是一款真正符 合标 准 的 片 上 产 品 。除了包括收发器外， 还集成了加强型、 的内 存 、

5、的、 以 及、 看 门 狗 等 。可工作在频段 ， 采用低电压（ ）供电且功耗很低（接收数据时为 ， 发送数据时为 ）， 其灵敏度高达 、最大输出为、最大传送速率为。的外围元件数目很少， 它使用一个非平衡天线来连接非平衡变压器，以使天线性能更加 出 色 。 电 路 中 的 非 平 衡 变 压 器 由 电 容、和电感、组成 ， 整个结构可满足输入输出匹配电阻（）的要求。内部交换电路用于完成和之间的交换。、为偏置电阻， 其中主要用于为 的晶体振荡器提供合适的工作电流， 通过可为芯片内部射频部分提 供 精 密 电 流 参 考源。选用一只 的 石 英 谐 振 器 和 两 只 电 容（、）可以构成 晶体

6、振荡器电路。芯片内部的电压稳压器可为所有电压的引脚表 与其它无线通信技术的比较名称标准 蓝牙 主要应用宽广地区的音频和数据网络 ，视频替代有线电缆监控系统资源电池寿命 （ 天） 网络规模容量很大 ，带宽（ ） 传输距离 （ 米）远距离 技术优点覆盖范围广， 适合远距离传输数据速率大、 灵活性强成本低、使用方便功耗低、成本低、网络容量大， 网络安全性高图测试底板原理图新特器件应用第卷第期年月和 内 部 电 源 供 电 ，、等 为 去 耦电容 ， 主要用于电源滤波， 以提高芯片的工作稳定性。芯片的主要特点如下：内含高性能和低功耗的微控制器核；集成有符合标准的的无线电收发机；图 应用电路图第卷第期年

7、月（）在附近将其模拟地和数字地 连接在一起，否则无法正常工作；（）的 通 用口 默 认 为 输 入 状 态 ，当不使用时， 应给口一个确定的电平或者将其配置为输出；（）使 用通 讯 时 ， 必 须 注 意 单 片 机 与的端极性 ， 配置单片机的模块应保证两者的极性一致；（）在转换过程中， 为了得到稳定的转换结果 ， 要注意开关切换时延的设置。结束语是 美 国 德 州 仪 器（）公 司 生 产 的高 性 能 、 高 精 度 混 合 信 号集 成 电 路 器 件 。它不仅分辨率高，而且接口方便， 应用灵活。在本次数据采集系统的设计中，使用外部时钟和外部参考电压， 经调理电路后， 该可以转换 之间

8、的信号， 其测量误差仅 。因此 ， 基于的数据采集系统可用于较高精度的场合。图与操作有关的软件流程图具有优良的无线接收灵敏度和强大的抗干扰能力。休眠模式时仅 的流耗 ， 可用外部中断或唤醒系统； 待机模式时的电流消耗少于 ， 也可以用外部中断唤醒系统；硬件支持功能 ；具有较宽的电压范围（ ）；具有数字化的支持和强大的功能 ；具有电池监测和温度感测功能；内部集成有位模数转换的；集成有安全协处理器；带有个可支持几组协议的， 以及个符合规范的计时器 ， 同时带有个常规位计时器和个位计时器。具有强大和灵活的开发工具。程序设计限于篇幅 ， 这里对于软件的设计只做简短的介绍。作者购买的是公司的开发套件，其中包括调试板和软件。现在，已经免费提供原来昂贵的协议栈 ， 并且会有不断的更新和完善。此外， 该套件还有一些实用的例子， 利用它们可以降低开发的复杂度，加快开发人员的开发速度。结束语随着技术的不断成熟和应用范围的不断扩展 ， 各大半导体厂家几乎都已经推出了自己的芯片和开发套件。相信在未来几年， 它不仅可以打开大量的新应用之门， 而且还能给许多现有