基于ZigBee技术的射频芯片CC2430

基于ZigBee技术的射频芯片CC2430

作者: 马永强发布日期:2006-03-31 21:07 查看数:0 出自:单片机与嵌入式系统应用

CC2430芯片介绍:(CC2430也是Chipcon公司SmartRF03 家族中的一个关键部分，基于Chipcon占主导地位的CC2420 ZigBee无线收发器其出货量已经超越1百万片。测量尺寸大约是1克拉钻石大小(7×7 mm)，CC2430表现出了相当清晰的设计结合了一颗强大的鲁棒射频，可编程的微控制器，闪存和IEEE802.15.4 ，ZigBee两个软体，所有都集成到一个易用并有效的一颗芯片上。CC2430 SoC家族包括3个不同产品CC2430-F32, CC2430-F64 and CC2430-F128。它们的区别在于内置闪存的容量不同，以及针对不同IEEE 802.14.5/Zigbee应用的成本优化）ZigBee技术介绍:(The ZigBee membership includes Philips, Honeywell and Invensys Metering Systems, and others and is responsible for defining and maintaining higher layers above the MAC. The alliance is also developing application profiles, certification programs, logos and a marketing strategy. Philips Semiconductors and other chip vendors plan to launch their first ZigBee products as early as 2003. ZigBee was formerly known as PURLnet, RF-Lite, Firefly, and HomeRF Lite.)

摘要：CC2430芯片是Chipcon公司生产的首款符合ZigBee技术的2.4 GHz射频系统单芯片。适用于各种ZigBee或类似ZigBee的无线网络节点，包括调谐器、路由器和终端设备。文中介绍CC2430芯片的主要特点和引脚功能，以及典型应用电路。

关键词：CC2430芯片射频芯片ZigBee

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128 KB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）、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 On 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0.18 μm 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0.9 μA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（2.0～3.6 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1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7 mm×7mm QLP封装,共有48个引脚。全部引脚可分为I/O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有21个可编程的I/O口引脚，P0、P1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/O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（P0_0 ～P0_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

7脚（DVDD）：为I/O提供2.0～3.6 V工作电压。

20脚（AVDD_SOC）：为模拟电路连接2.0～3.6 V的电压。

23脚（AVDD_RREG）：为模拟电路连接2.0～3.6 V的电压。

24脚（RREG_OUT）：为25，27～31，35～40引脚端口提供1.8 V的稳定电压。

25脚(A VDD_IF1 )：为接收器波段滤波器、模拟测试模块和VGA的第一部分电路提供1.8 V电压。

27脚（AVDD_CHP）：为环状滤波器的第一部分电路和充电泵提供1.8 V电压。

28脚（VCO_GUARD）：VCO屏蔽电路的报警连接端口。

29脚（AVDD_VCO）: 为VCO和PLL环滤波器最后部分电路提供1.8 V电压。

30脚（AVDD_PRE）: 为预定标器、Div 2和LO缓冲器提供1.8 V的电压。

31脚（AVDD_RF1）: 为LNA、前置偏置电路和PA提供1.8 V的电压。

33脚（TXRX_SWITCH）: 为PA提供调整电压。

35脚（AVDD_SW）: 为LNA/PA交换电路提供1.8 V电压。

36脚（AVDD_RF2）: 为接收和发射混频器提供1.8 V电压。

37脚（AVDD_IF2）: 为低通滤波器和VGA的最后部分电路提供1.8 V电压。

38脚（AVDD_ADC）: 为ADC和DAC的模拟电路部分提供1.8 V电压。

39脚（DVDD_ADC）: 为ADC的数字电路部分提供1.8 V电压。

40脚（AVDD_DGUARD）: 为隔离数字噪声电路连接电压。

41脚（AVDD_DREG）: 向电压调节器核心提供2.0～3.6 V电压。

42脚（DCOUPL）: 提供1.8 V的去耦电压，此电压不为外电路所使用。

47脚（DVDD）: 为I/O端口提供2.0～3.6 V的电压。

2.3 控制线引脚功能

10脚（RESET_N）: 复位引脚，低电平有效。

19脚（XOSC_Q2）: 32 MHz的晶振引脚2。

21脚（XOSC_Q1）: 32 MHz的晶振引脚1，或外部时钟输入引脚。

22脚（RBIAS1）: 为参考电流提供精确的偏置电阻。

26脚（RBIAS2）: 提供精确电阻，43 kΩ，±1%。