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(lái)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(lái)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(wú)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(wèn)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(wèn)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(guò)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(wú)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(wú)線設(shè)備CC2530具備一個(gè)IEEE802.15.4兼容無(wú)線收發(fā)器，其中的RF內(nèi)核控制無(wú)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(wú)線設(shè)備還包括數(shù)據(jù)包過(guò)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(lái)獲得穩(wěn)定運(yùn)行效果。電源去耦和過(guò)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(guò)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(kāi)，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(wú)線龍無(wú)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(wú)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(yǔ)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