引 言
ZigBee采用IEEE802.15.4标准,利用全球共用的公共频率2.4 GHz,应用于监视、控制网络时,其具有非常显著的低成本、低耗电、网络节点多、传输距离远等优势,目前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。
CC2430芯片以强大的集成开发环境作为支持,内部线路的交互式调试以遵从IDE的IAR工业标准为支持,得到嵌入式机构很高的认可。它结合Chipcon公司全球先进的zigBee协议栈、工具包和参考设计,展示了领先的ZigBee解决方案。其产品广泛应用于汽车、工控系统和无线感应网络等领域,同时也适用于zigBee之外2.4 GHz频率的其他设备。
1 CC2430芯片的主要特点
CC2430芯片延用了以往CC2420芯片的架构,在单个芯片上整合了ZigBee射频(RF)前端、内存和微控制器。它使用1个8位MCU(8051),具有128KB可编程闪存和8 KB的RAM,还包含模拟数字转换器(ADC)、几个定时器(Timer)、AES一128协同处理器、看门狗定时器(Watchdog-timer)、32 kHz晶振的休眠模式定时器、上电复位电路(Power-0n-Reset)、掉电检测电路(Brown—out—detection),以及21个可编程I/O引脚。
CC2430芯片采用O.18μm CMOS工艺生产,工作时的电流损耗为27 mA;在接收和发射模式下,电流损耗分别低于27 mA或25 mA。CC2430的休眠模式和转换到主动模式的超短时间的特性,特别适合那些要求电池寿命
非常长的应用。
CC2430芯片的主要特点如下:
◆高性能和低功耗的8051微控制器核。
◆集成符合IEEE802.15.4标准的2.4 GHz的RF无线电收发机。
◆优良的无线接收灵敏度和强大的抗干扰性。
◆在休眠模式时仅0.9μA的流耗,外部的中断或RTC能唤醒系统;在待机模式时少于0.6 μA的流耗,外部的中断能唤醒系统。
◆硬件支持CSMA/CA功能。
◆较宽的电压范围(2.O~3.6 V)。
◆数字化的RSSI/LQI支持和强大的DMA功能。
◆具有电池监测和温度感测功能。
◆集成了14位模数转换的ADC。
◆集成AES安全协处理器。
◆带有2个强大的支持几组协议的USART,以及l个符合IEEE 802.15.4规范的MAC计时器,1个常规的16位计时器和2个8位计时器。
◆强大和灵活的开发工具。
2 CC2430芯片的引脚功能
CC2430芯片采用
2.1 I/O端口线引脚功能
CC2430有21个可编程的I/O口引脚,P0、Pl口是完全的8位口,P2口只有5个可使用的位。通过软件设定一组SFR寄存器的位和字节,可使这些引脚作为通常的I/O口或作为连接ADC、计时器或USART部件的外围设备I/O口使用。
I/O口有下面的关键特性:
◆可设置为通常的I/O口,也可设置为外围I/0口使用。
◆在输入时有上拉和下拉能力。
◆全部21个数字I/O口引脚都具有响应外部的中断能力。如果需要外部设备,可对I/O口引脚产生中断,同时外部的中断事件也能被用来唤醒休眠模式。
1~6脚(P1_2~P1_7):具有4 mA输出驱动能力。
8,9脚(P1_0,P1_1);具有20 mA的驱动能力。
11~18脚(PO_0~PO_7):具有4 mA输出驱动能力。
43,44,45,46,48脚(P2_4,P2_3,P2_2,P2_1,P2_0);具有4 mA输出驱动能力。
2.2 电源线引脚功能
2.3 控制线引脚功能
3 电路典型应用
3.1 硬件应用电路
CC2430芯片需要很少的外围部件配合就能实现信号的收发功能。图1为CC2430芯片的一种典型硬件应用电路。

电路使用一个非平衡天线,连接非平衡变压器可使天线性能更好。电路中的非平衡变压器由电容C341和电感L341、L321、L331以及一个PCB微波传输线组成,整个结构满足RF输入/输出匹配电阻(50 Ω)的要求。内部T/R交换电路完成LNA和PA之间的交换。R221和R261为偏置电阻,电阻R221主要用来为32 MHz的晶振提供一个合适的工作电流。用1个32 MHz的石英谐振器(XTAL1)和2个电容(C191和C211)构成一个32 MHz的晶振电路。用i个32.768 kHz的石英谐振器(XTAL2)和2个电容(CA41和CA31)构成一个32.768 kHz的晶振电路。电压调节器为所有要求1.8 V电压的引脚和内部电源供电,C241和C421电容是去耦合电容,用来电源滤波,以提高芯片工作的稳定性。
3.2软件编程
由于篇幅限制,下面仅给出在32 MHz系统时钟下,用DMA向闪存内部写入程序的流程图和部分源代码。DMA向Flash写程序流程如图2所示。

结 语MOV DPTR,#DMACFG;为DMA通道结构设定一个带有地址的数据指针,开始写入DMA结构
MOV A,#SRC_HI;源数据的高位地址
MOVX @DPTR,A
INC DPTR
MOV A.#SRC_LO;源数据的低位地址
MOVX @DPTR,A
INC DPTR
MOV A,#0DFh;高位地址的定义
MOVX @DPTR.A
INC DPTR
MOV A.#0AFh;低位地址的定义
MOVX @DPTR,A
INC DPTR
MOV A,#BLK_LEN;数据的长度
MOVX @DPTR,A
INC DPTR
MOV A,#012h;8位,单模式,Flash触发器使用
M0VX @DPTR,A
INC DPTR
MOV A,#042h;屏蔽中断,DMA高通道优先
MOVX @DPTR,A
MOV DMAOCFGL,#DMACFG_LO;为当前的DMA结构设置开始地址
MOV DMAOCFGH,#DMACFG_HI
MOV DMAARM,#01h;设置DMA的0通道
MOV FADDRH.#00h;设置闪存高位地址
MOV FADDRL,#01h;设置闪存低位地址
MOV FWT,#2Ah;设置闪存计时
MOV FCTL,#02h;开始向闪存写程序
目前,国内外嵌入式射频芯片中,CC2430芯片是性能最好、功能更强的一个。它结合了市场领先的Z-StackTMZigBeeTM协议软件和其他Chipcon公司的软件工具,为开发出无接口、紧凑、高性能和可靠的无线网络产品提供了便利。相信在未来几年,它的应用将会涉及到社会的更多领域。
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