基于CC2430的ZigBee无线通信模块设计

第4期(总第173期)
2012年8月机械工程与自动化
激光熔覆工艺
MECHANICAL ENGINEERING & AUTOMATIONNo.4
Aug
.文章编号:1672-6413(2012)04-0198-0
3基于CC2430的Zig
Bee无线通信模块设计郝永亮,杨铁梅
(太原科技大学电子信息工程学院,山西 太原 030024
)摘要:CC2430芯片是Chipcon公司推出的用来实现嵌入式ZigBee应用的片上系统,它支持2.4GHz 802.15.4IEEE/ZigBee协议。由于它的便利性、低功耗、低成本的特性,使得它具有很好的市场潜力。对CC2430芯片独具一格的特点和引脚进行了分析,给出了无线通信模块的设计方案及电路原理图。关键词:ZigBee;CC2430;无线通信模块;设计中图分类号:TN92   文献标识码:B
收稿日期:2012-02-28;修回日期:2012-03-2
0作者简介:郝永亮(1985-)
,男,河北内丘人,在读硕士研究生,研究方向:模式识别与故障诊断。1 Zig
Bee技术ZigBee技术是一种新兴的低功耗、短距离、低功率无线通信组网技术,是一种介于无线标记与蓝牙技术之间而提出的技术,
目的是为了使用近距离无线通信领域。每种通信都有特殊的通信协议,同样ZigBee技术也有着自己的无线通信标准。监测区域内数以千计的微小的传感器通信,是通过彼此间的相互协调作用来实现的。ZigBee的无线数据传输网络平台由65 000个无线数传模块构成,其监测空间很广阔。在现实环境中,建立的此种网络平台类似于移动通信的CDMA网络和GSM,
而作为平台当中的每一个无线通信模块就类似于移动通信网站中的一个,
在整体的网络范围内,彼此之间的相互通信可以互通,并且Zig
Bee的整体网络本身还可以与其他的各种网络进行连接[
1,2
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]。Zig
844vv动物胶配方整个过程Bee协议栈是由层次划分而成的,层与层之间紧密联系在一起,每层为其上一层提供特定的服务。这种特定的服务包括数据传输服务和除此之外的其他全部服务,层与层之间通过这种服务串联起来。层内包括数据实体和管理实体,数据实体提供数据传输服务,管理实体提供其他所有服务。服务实体通过服务接口提供上层的服务,该接口由服务接入点(SAP)充当。ZigBee堆栈的建立是以IEEE 802.15.4的标准为基础,该标准定义了协议的MAC和PHY层。则Zig
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Bee设备应该包括IEEE 802.15.4的MAC和PHY层,
用来实现无线收发射频与相邻设备通信。此外还包括Zig
Bee自身定义的堆栈层:网络层NWK、应用层和安全服务提供层。ZigBee堆栈框架如图1所示。
2 CC2430芯片
2.1 CC2430芯片的特点
CC2430芯片的设计方案采用典型的系统芯片(SOC)CMOS设计方案,
这种解决设计理念的方案使芯片在各种性能上得到了提高。由于无线通信的通道采用2.4Hz波段来传输,因此为使其达到实际性能和低功耗的要求,CC2430芯片在设计上延用了低版本芯片CC2420的结构框架,即CC2420芯片的升级版。它本身是一种高度集成的芯片,内部固化了很多用来通信的高频电路,
可以被看做高性能的单片机,但是又区别于常规的单片机。其构成特除具备一般单片机的性能外又加入了自己本身应用的特别电路,是一个特殊的强化体。而控制器采用高效的8051微控制器。CC2430芯片的设计目的就是用来组成无线通信系统,而无线收发器选用具有高性能的2.4GHz直接序列扩频收发器。在内存方面,采用含有32/64/128kB的可编程闪存和8kB的RAM。除此之外,它还包含模拟数字转换器、各种定时器、上电复位电路、掉电监测电路和21个可编程的I/O引脚。其中定时器包括看门狗定时器和晶振的休眠模式定时器。
CC2430芯片的能耗非常低,
工作时电流损耗为27mA,在接收模式下电流损耗为27mA,
在发射模式下电流损耗为25mA。芯片的灵敏度和抗干扰能力都很强,
在睡眠模式下转换到工作模式时花费的时间特别
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