射频芯片CC2430

发布时间: 2007年05月31日   作者: 马永强 李静强 冯立营    信息来源: 单片机及嵌入式系统应用
字体: 【字体: 】 


  ZigBee采用IEEE802154标准,利用全球共用的公共频率24 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IDEIAR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24 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ZigBee射频(RF)前端、内存和微控制器。它使用18MCU(8051),具有128KB可编程闪存和8 KBRAM,还包含模拟数字转换器(ADC)、几个定时器(Timer)AES128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IO引脚。
   CC2430芯片采用O18μm 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 mA25 mACC2430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IEEE802154标准的24 GHzRF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09μA的流耗,外部的中断或RTC能唤醒系统;在待机模式时少于06 μA的流耗,外部的中断能唤醒系统。
硬件支持CSMACA功能。
较宽的电压范围(2O36 V)
数字化的RSSILQI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 802154规范的MAC计时器,1个常规的16位计时器和28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7 mm×7mm QLP封装,共有48个引脚。全部引脚可分为IO端口线引脚、电源线引脚和控制线引脚三类。
2.1 I
O端口线引脚功能
     CC2430
21个可编程的IO口引脚,P0Pl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IO口或作为连接ADC、计时器或USART部件的外围设备IO口使用。
  IO口有下面的关键特性:
可设置为通常的IO口,也可设置为外围I0口使用。
在输入时有上拉和下拉能力。
全部21个数字IO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IO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(P1_2P1_7):具有4 mA输出驱动能力。
   8
9(P1_0P1_1);具有20 mA的驱动能力。
   11
18(PO_0PO_7):具有4 mA输出驱动能力。
   43
44454648(P2_4P2_3P2_2P2_1P2_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1CC2430芯片的一种典型硬件应用电路。

点此在新窗口浏览图片

  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L341L321L331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TR交换电路完成LNAPA之间的交换。R221R261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132 MHz的石英谐振器(XTAL1)2个电容(C191C211)构成一个32 MHz的晶振电路。用i32768 kHz的石英谐振器(XTAL2)2个电容(CA41CA31)构成一个32768 kHz的晶振电路。电压调节器为所有要求18 V电压的引脚和内部电源供电,C241C421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。DMAFlash写程序流程如图2所示。

点此在新窗口浏览图片

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
 @DPTRA
INC DPTR
MOV
 A#SRC_LO;源数据的低位地址
MOVX
 @DPTRA
INC
 DPTR
MOV
 A#0DFh;高位地址的定义
MOVX
 @DPTRA
INC
 DPTR
MOV
 A#0AFh;低位地址的定义
MOVX
 @DPTRA
INC
 DPTR
MOV
 A#BLK_LEN;数据的长度
MOVX
 @DPTRA
INC
 DPTR
MOV
 A#012h8位,单模式,Flash触发器使用
M0VX
 @DPTRA
INC
 DPTR
MOV
 A#042h;屏蔽中断,DMA高通道优先
MOVX
 @DPTRA
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DMA0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。
作者:马永强 李静强 冯立营  

如有侵权,请通知我们,将立即删除。