引 言
本文引用地址：http://www.eepw.com.cn/article/20766.htmzigbee採用ieee802.15.4標準，利用全球共用的公共頻率2.4 ghz，應用於監視、控制網絡時，其具有非常顯著的低成本、低耗電、網絡節點多、傳輸距離遠等優勢，目前被視為替代有線監視和控制網絡領域最有前景的技術之一。
cc2430晶片以強大的集成開發環境作為支持，內部線路的交互式調試以遵從ide的iar工業標準為支持，得到嵌入式機構很高的認可。它結合chipcon公司全球先進的zigbee協議棧、工具包和參考設計，展示了領先的zigbee解決方案。其產品廣泛應用於汽車、工控系統和無線感應網絡等領域，同時也適用於zigbee之外2.4 ghz頻率的其他設備。
1 cc2430晶片的主要特點
cc2430晶片延用了以往cc2420晶片的架構，在單個晶片上整合了zigbee 射頻(rf)前端、內存和微控制器。它使用1個8位mcu（8051），具有128 kb可編程快閃記憶體和8 kb的ram，還包含模擬數字轉換器(adc)、幾個定時器（timer）、aes128協同處理器、看門狗定時器（watchdogtimer）、32 khz晶振的休眠模式定時器、上電復位電路(poweronreset)、掉電檢測電路(brownoutdetection)，以及21個可編程i/o引腳。
cc2430晶片採用0.18 μm cmos工藝生產，工作時的電流損耗為27 ma；在接收和發射模式下，電流損耗分別低於27 ma或25 ma。cc2430的休眠模式和轉換到主動模式的超短時間的特性，特別適合那些要求電池壽命非常長的應用。
cc2430晶片的主要特點如下：
◆ 高性能和低功耗的8051微控制器核。
◆ 集成符合ieee802.15.4標準的2.4 ghz的 rf無線電收發機。
◆ 優良的無線接收靈敏度和強大的抗幹擾性。
◆ 在休眠模式時僅0.9 μa的流耗，外部的中斷或rtc能喚醒系統;在待機模式時少於0.6 μa的流耗，外部的中斷能喚醒系統。
◆ 硬體支持csma/ca功能。
◆ 較寬的電壓範圍（2.0～3.6 v）。
◆ 數位化的rssi/lqi支持和強大的dma功能。
◆ 具有電池監測和溫度感測功能。
◆ 集成了14位模數轉換的adc。
◆ 集成aes安全協處理器。
◆ 帶有2個強大的支持幾組協議的usart，以及1個符合ieee 802.15.4規範的mac計時器，1個常規的16位計時器和2個8位計時器。
◆ 強大和靈活的開發工具。
2 cc2430晶片的引腳功能
cc2430晶片採用7 mm×7mm qlp封裝,共有48個引腳。全部引腳可分為i/o埠線引腳、電源線引腳和控制線引腳三類。
2.1 i/o埠線引腳功能
cc2430有21個可編程的i/o口引腳，p0、p1口是完全的8位口，p2口只有5個可使用的位。通過軟體設定一組sfr寄存器的位和字節，可使這些引腳作為通常的i/o口或作為連接adc、計時器或usart部件的外圍設備i/o口使用。
i/o口有下面的關鍵特性：
◆ 可設置為通常的i/o口，也可設置為外圍i/o口使用。
◆ 在輸入時有上拉和下拉能力。
◆ 全部21個數字i/o口引腳都具有響應外部的中斷能力。如果需要外部設備，可對i/o口引腳產生中斷，同時外部的中斷事件也能被用來喚醒休眠模式。
1～6腳（p1_2～ p1_7）： 具有4 ma輸出驅動能力。
8，9腳（p1_0，p1_1）： 具有20 ma的驅動能力。
11～18腳（p0_0 ～p0_7）： 具有4 ma輸出驅動能力。
43，44，45，46，48腳（p2_4，p2_3，p2_2，p2_1，p2_0）：具有4 ma輸出驅動能力。
2.2 電源線引腳功能
7腳（dvdd）： 為i/o提供2.0～3.6 v工作電壓。
20腳（avdd_soc）： 為模擬電路連接2.0～3.6 v的電壓。
23腳（avdd_rreg）： 為模擬電路連接2.0～3.6 v的電壓。
24腳（rreg_out）： 為25，27～31，35～40引腳埠提供1.8 v的穩定電壓。
25腳 (avdd_if1 )： 為接收器波段濾波器、模擬測試模塊和vga的第一部分電路提供1.8 v電壓。
27腳（avdd_chp）： 為環狀濾波器的第一部分電路和充電泵提供1.8 v電壓。
28腳（vco_guard）： vco屏蔽電路的報警連接埠。
29腳（avdd_vco）: 為vco和pll環濾波器最後部分電路提供1.8 v電壓。
30腳（avdd_pre）: 為預定標器、div2和lo緩衝器提供1.8 v的電壓。
31腳（avdd_rf1）: 為lna、前置偏置電路和pa提供1.8 v的電壓。
33腳（txrx_switch）: 為pa提供調整電壓。
35腳（avdd_sw）: 為lna/pa交換電路提供1.8 v電壓。
36腳（avdd_rf2）: 為接收和發射混頻器提供1.8 v電壓。
37腳（avdd_if2）: 為低通濾波器和vga的最後部分電路提供1.8 v電壓。
38腳（avdd_adc）: 為adc和dac的模擬電路部分提供1.8 v電壓。
39腳（dvdd_adc）: 為adc的數字電路部分提供1.8 v電壓。
40腳（avdd_dguard）: 為隔離數字噪聲電路連接電壓。
41腳（avdd_dreg）: 向電壓調節器核心提供2.0～3.6 v電壓。
42腳（dcoupl）: 提供1.8 v的去耦電壓，此電壓不為外電路所使用。
47腳（dvdd）: 為i/o埠提供2.0～3.6 v的電壓。
2.3 控制線引腳功能
10腳（reset_n）: 復位引腳，低電平有效。
19腳（xosc_q2）: 32 mhz的晶振引腳2。
21腳（xosc_q1）: 32 mhz的晶振引腳1，或外部時鐘輸入引腳。
22腳（rbias1）: 為參考電流提供精確的偏置電阻。
26腳（rbias2）: 提供精確電阻，43 kω，±1%。
32腳（rf_p）: 在rx期間向lna輸入正向射頻信號；在tx期間接收來自pa的輸入正向射頻信號。
34腳（rf_n）: 在rx期間向lna輸入負向射頻信號；在tx期間接收來自pa的輸入負向射頻信號。
43腳 (p2_4/xosc_q2): 32.768 khz xosc的2.3埠。
44腳 (p2_4/xosc_q1): 32.768 khz xosc的2.4埠。
3 電路典型應用
3.1 硬體應用電路
cc2430晶片需要很少的外圍部件配合就能實現信號的收發功能。圖1為cc2430晶片的一種典型硬體應用電路。 電路使用一個非平衡天線,連接非平衡變壓器可使天線性能更好。電路中的非平衡變壓器由電容c341和電感l341、l321、l331以及一個pcb微波傳輸線組成，整個結構滿足rf輸入/輸出匹配電阻(50 ω)的要求。內部t/r交換電路完成lna和pa之間的交換。r221和r261為偏置電阻，電阻r221主要用來為32 mhz的晶振提供一個合適的工作電流。用1個32 mhz的石英諧振器（xtal1）和2個電容（c191和c211）構成一個32 mhz的晶振電路。用1個32.768 khz的石英諧振器（xtal2）和2個電容（c441和c431）構成一個32.768 khz的晶振電路。電壓調節器為所有要求1.8 v電壓的引腳和內部電源供電，c241和c421電容是去耦合電容,用來電源濾波,以提高晶片工作的穩定性。
3.2 軟體編程
由於篇幅限制,下面僅給出在32 mhz系統時鐘下，用dma向快閃記憶體內部寫入程序的流程圖和部分原始碼。dma向flash寫程序流程如圖2所示。
mov dptr,#dmacfg ；為dma通道結構設定一
；個帶有地址的數據指針，
；開始寫入dma結構
mov a,#src_hi ；源數據的高位地址
movx @dptr ,a
inc dptr
mov a,#src_lo ；源數據的低位地址
movx @dptr,a
inc dptr
mov a,#0dfh ；高位地址的定義
mov x@dptr,a
inc dptr
mov a,#0afh ；低位地址的定義
movx @dptr,a
inc dptr
mov a,#blk_len ；數據的長度
movx @dptr,a
inc dptr
mov a,#012h ；8位，單模式，flash觸發器使用
movx @dptr,a
inc dptr
mov a,#042h ；屏蔽中斷，dma高通道優先
movx @dptr,a
mov dma0cfgl,#dmacfg_lo ；為當前的dma結
；構設置開始地址
mov dma0cfgh,#dmacfg_hi
mov dmaarm,#01h ；設置dma的0通道
mov faddrh,#00h ；設置快閃記憶體高位地址
mov faddrl,#01h ；設置快閃記憶體低位地址
mov fwt,#2ah ；設置快閃記憶體計時
mov fctl,#02h ；開始向快閃記憶體寫程序
結語
目前，國內外嵌入式射頻晶片中，cc2430晶片是性能最好、功能更強的一個。它結合了市場領先的zstacktm zigbeetm協議軟體和其他chipcon公司的軟體工具，為開發出無接口、緊湊、高性能和可靠的無線網絡產品提供了便利。相信在未來幾年，它的應用將會涉及到社會的更多領域。