ZIGBEE工作介紹及CC2530芯片介紹

2012上半學(xué)期學(xué)年總結(jié)演講人：邵沖指導(dǎo)老師：陳侃松

1.CC2530RF板的電路分析與調(diào)研。2.類似方案的借鑒與調(diào)查。ContentsCc2530芯片介紹CC2530應(yīng)用電路CC2530電頻特性方案借鑒4123CC2530芯片介紹RF/LAYOUT

–適應(yīng)2.4-GHzIEEE802.15.4的RF收發(fā)器–極高的接收靈敏度和抗干擾性能–可編程的輸出功率高達(dá)4.5dBm–只需極少的外接元件–只需一個(gè)晶振，即可滿足網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)需要–6-mm×6-mm的QFN40封裝低功耗–主動(dòng)模式RX（CPU空閑）：24mA–主動(dòng)模式TX在1dBm（CPU空閑）：29mA–供電模式1（4μs喚醒）：0.2mA–供電模式2（睡眠定時(shí)器運(yùn)行）：1μA–供電模式3（外部中斷）：0.4μA–寬電源電壓范圍（2V–3.6V）內(nèi)核–優(yōu)良的性能和具有代碼預(yù)取功能的低功耗8051微控制器內(nèi)核–32-、64-或128-KB的系統(tǒng)內(nèi)可編程閃存–8-KBRAM，具備在各種供電方式下的數(shù)據(jù)保持能力–支持硬件調(diào)試CC2530I/OCC2530引腳描述

引腳名稱

引腳引腳類型描述AVDD128電源（模擬）2-3.6V模擬電源連接，為模擬電路供電AVDD2 27電源（模擬）2-3.6V模擬電源連接，為模擬電路供電AVDD3 24電源（模擬）2-3.6V模擬電源連接AVDD4 29電源（模擬）2-3.6V模擬電源連接AVDD5 21電源（模擬）2-3.6V模擬電源連接AVDD6 31電源（模擬）2-3.6V模擬電源連接DCOUPL40

電源（數(shù)字）1.8數(shù)字電源去耦。不使用外部電路供應(yīng)DVDD139電源（數(shù)字）2-3.6V數(shù)字電源連接，為引腳供電DVDD210電源（數(shù)字）2-3.6V數(shù)字電源連接，為引腳供電GND-接地接地面GND1，2，3，4未使用引腳連接到GNDP2_333數(shù)字I/O端口2.3/32.768kHzXOSCP2_432數(shù)字I/O端口2.4/32.768kHzXOSCRBIAS30模擬I/O參考電流的外部精密偏置電阻RESET_N20數(shù)字輸入復(fù)位，活動(dòng)到低電平RF_N26RFI/O在RX期間向LNA（低噪聲放大器）輸入正向射頻信號(hào)；在TX期間接收來自PA的輸入正向射頻信號(hào)RF_P25RFI/O在RX期間向LNA輸入負(fù)向射頻信號(hào)；在TX期間接收來自PA的輸入負(fù)向射頻信號(hào)XOSC_Q122模擬I/O32-MHz晶振引腳1或外部時(shí)鐘輸入XOSC_Q223模擬I/O32-MHz晶振引腳2P0，P1，P2P0，P1全部P2_0~P2_2數(shù)字I/O對(duì)應(yīng)引腳號(hào)CC2530封裝CC2530功能框圖CC2530外設(shè)電源管理RESETI/ODMAT1(16位)T2(MAC)T3/T4SleepTimerADCRandomAESWDTUARTVoltageRegulatorsCC2530芯片內(nèi)部結(jié)構(gòu)CC2530需要極少的外部連接元件，同時(shí)有很多典型電路，其模塊大致可以分為三類：1、CPU和內(nèi)存相關(guān)模塊2、外設(shè)，時(shí)鐘和電源管理相關(guān)模塊3、無線信號(hào)收發(fā)相關(guān)模塊CPU和內(nèi)存

CC2530使用的8051CPU是一個(gè)單周期的兼容內(nèi)核，它有三種不同的訪問總線。其中包括中斷控制器，內(nèi)存仲裁器，8KBSRAM，32/64/128/256KB閃存塊。中斷控制器：其為18個(gè)中斷源提供服務(wù)，它們中的每個(gè)中斷都被賦予4個(gè)中斷優(yōu)先級(jí)中的某一個(gè)。內(nèi)存仲裁器：位于系統(tǒng)中心，它負(fù)責(zé)執(zhí)行仲裁，即決定同時(shí)訪問系統(tǒng)物理存儲(chǔ)器時(shí)的順序，便于系統(tǒng)效率的提高。8KBSRAM：超低功耗，使數(shù)字部分即使掉電也能保存其中內(nèi)容，是芯片低功耗原因所在。閃存塊：用于保存電腦傳輸進(jìn)入的程序代碼以及常量數(shù)據(jù)，節(jié)約了搜尋時(shí)間。CC2530外設(shè)兩個(gè)8位定時(shí)器：定時(shí)器3，4為8位定時(shí)器，有一個(gè)可編程變頻器，一個(gè)計(jì)數(shù)器通道。MAC定時(shí)器：專為MAC或其他協(xié)議而設(shè)的定時(shí)器，可以跟蹤已過周期，同時(shí)可以記錄收發(fā)某一的幀精確時(shí)間和傳輸結(jié)束時(shí)間，以便產(chǎn)生不同的選通命令到無線模塊ADC：支持7到12位的分辨率，帶寬范圍為7-30kHz,在DC與音頻轉(zhuǎn)換時(shí)，能夠使用8個(gè)輸入通道。AES加密/解密內(nèi)核：CC2530用128位的AES算法進(jìn)行加密或解密數(shù)據(jù)，從而保證了ZigBee網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層的安全要求。USART0和USART1分別被配置為一個(gè)主從或一個(gè)UART，其功能是為RX和TX提供雙緩沖，以及硬件流控制。調(diào)試接口：用于內(nèi)部電路調(diào)試，具有兩線串形接口I/O控制器：負(fù)責(zé)所有的通用的I/O引腳無線設(shè)備CC2530具備一個(gè)IEEE802.15.4兼容無線收發(fā)器，其中的RF內(nèi)核控制無線模塊，另外它還提供了一個(gè)連接外部設(shè)備的端口，從而可以發(fā)出命令和讀取狀態(tài)，操縱各執(zhí)行電路的事件順序。同時(shí)無線設(shè)備還包括數(shù)據(jù)包過慮模塊和地址識(shí)別模塊。1.8V片上穩(wěn)壓器：用以提供1.8V的數(shù)字邏輯電壓，采用這一個(gè)穩(wěn)壓器要求用一個(gè)去耦電容C401來獲得穩(wěn)定運(yùn)行效果。電源去耦和過濾必須使用合適的電源去耦以去除芯片電源管管腳上的噪聲,該噪聲是芯片本身工作產(chǎn)生的。在一個(gè)應(yīng)用中去耦電容和電源過濾的位置和尺寸對(duì)獲得最佳性能是非常重要的。TI提供了一個(gè)緊湊的參考設(shè)計(jì)，應(yīng)該很好地遵循。晶振32-MHz晶振使用了一個(gè)外部32-MHz振蕩器XTAL1和兩個(gè)負(fù)載電容（C221和C231）。32-MHz晶振看到的負(fù)載電容由下式給定：XTAL2是一個(gè)可選的32.768-kHz晶振，有兩個(gè)負(fù)載電容（C321和C331）用于32.768-kHz晶振。32.768-kHz晶振用于要求非常低的睡眠電流消耗和精確喚醒時(shí)間的應(yīng)用。32.768-kHz晶振看到的負(fù)載電容由下式給定：串口兩種工作方式

UARTSPI(可主可從)波特率從2400到230400可設(shè)可以產(chǎn)生中斷可以觸發(fā)DMA,用于傳輸批量數(shù)據(jù)端口的位置可選CC2530RF板PCB圖芯片最小系統(tǒng)接法CC2530典型應(yīng)用電路電路特性電路特性電路特性CC2530RF板電路干擾要考慮到內(nèi)外部信號(hào)對(duì)系統(tǒng)的干擾，應(yīng)將電路的模擬部分和數(shù)字部分的電路嚴(yán)格分開，對(duì)核心電路重點(diǎn)防護(hù)，將系統(tǒng)地線環(huán)繞，并布線盡可能粗，電源增加濾波電路，采用DC-DC隔離，信號(hào)采用光電隔離，設(shè)計(jì)隔離電源，分析容易產(chǎn)生干擾的部分（時(shí)鐘電路、通訊電路等）和容易被干擾的部分（模擬采樣電路等）。CC2530RF板電路圖傳感器節(jié)點(diǎn)和網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)協(xié)調(diào)器終端ARM板方案借鑒網(wǎng)絡(luò)表演板尺寸：

111.58㎜×82.28㎜×26.50㎜電源電壓：

5V（DC）液晶：

128×64，點(diǎn)陣圖形液晶按鍵：

6個(gè)用戶按鍵，1個(gè)復(fù)位按鍵傳感器： 光敏、電位器接口：

RS232接口，10針JTAG插，無線龍無線模塊標(biāo)準(zhǔn)插座，USB轉(zhuǎn)串口等仿真器尺寸：86.70㎜×52.44㎜×21.98㎜接口：USBB型插座，10孔插頭連接電腦和CC2430芯片，功能：用于下載程序和在線調(diào)試,可以端點(diǎn)、單步、全速運(yùn)行程序。傳感節(jié)點(diǎn)尺寸：33.02×㎜26.80㎜×18.00㎜工作電壓：2.0V-3.6V工作頻率：2400M-2483.5M芯片閃存：128K芯片RAM：8K接收靈敏度：-101dB最大發(fā)射功率：0dBm傳輸速率：≦250K休眠功耗：約2uA發(fā)射接收功耗：約30mA電池底板尺寸：62.40㎜×30.54㎜×19.10㎜電池電壓：1.5V×2接口：無線龍模塊接口，10針插座，JTAG接口。學(xué)年總結(jié)這學(xué)年本人在課余時(shí)間根據(jù)自身研究方向的要求，有針對(duì)性的認(rèn)真研讀了相關(guān)書籍并自學(xué)與研究方向相關(guān)知識(shí)，為自己的科研工作打下扎實(shí)的基礎(chǔ)。此外不斷提高對(duì)專業(yè)軟件的掌握及英語水平，提高自己綜合素質(zhì)。在導(dǎo)師的悉心指導(dǎo)下，按照已