基于ZigBee与51内核射频无线传感器网络节点设计

2013-11-07 18:00 来源:电子信息网 作者:洛小辰
2.2 时钟与复位


CC2430 的晶振采用二级设计,一级是32 MHz,另一级是32.768 kHz.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32.768 kHz 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32 MHz 晶振提供精确偏置电流的具体电路如图4所示。

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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。

2.3 CC2430 射频模块

CC2430 射频模块部分的设计如图5 所示。在本设计中,CC2430 除P2_3 和P2_4 引脚预留外接晶振外,P0_0 至P2_2引脚全部引出作为接口。

RF 输入输出采用高阻抗差分式,引脚分别为RF_n 与RF_p.

本设计采用单极天线,为了获得最好的通信性能,应采用非平衡变压器,以达到阻抗匹配的作用。

如图5 所示,分立器件L321、L331、L341 以及C341 构成非平衡变压器,用来连接差分输出端和单极天线。由于天线距离RF 引脚有一段距离,所以需要针对天线到RF 引脚的反馈传输线设计阻抗匹配。由于是单极天线,所以匹配阻抗为50 Ω,这部分阻抗由非平衡变压器和PCB 微带传输线组成,λ 为PCB 传输线上微波波长,微带传输线实际上就是λ/2 阻抗匹配。

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TXRX_SWITCH 是一个模拟电源输出引脚, 可为CC2430 内部的低噪声放大器(LNA)和功率放大器(PA)提供校准电压。此引脚必须通过外接DC 电路连接至RF_n 和RF_p 引脚。当CC2430 处于接收状态时,TXRX_SWITCH内部接地,为LNA 提供偏置电压,引脚上可得到低电平;当芯片处于发送状态时,TXRX_SWITCH 内部接供电电压,为PA 提供偏置电压,引脚上可测得高电平。另外,该电路的外接天线采用SMA 接口。

3 外围扩展电路

以CC2430 为核心的无线传感器网络节点在实际使用中,可配备相应外围电路,主要包括外部电源电路、显示与按键电路、串口与USB 通信电路等。通过这些电路,可对射频与主控模块进行相应的开发与调试。

3.1 外部电源电路

本设计的电源电路主要由TPS79533 低压稳压器及其外围器件组成。TPS79533 输出3.3 V 电压,其输入电压范围是2.7 ~ 5.5 V,并具有较高的电源抑制比、超低噪声、较好的电压线性和负载瞬态效应以及较小的电压漂移。其具体电路如图6 所示。

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3.2 液晶显示与键盘电路

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传感器 ZigBee

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