第三章 CC2530开发板硬件资源详解.pdf-资料库

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CC2530 开发板硬件资源详解前言进行 ZigBee 无线传感器网络开发，首先，需要有相应的硬件支持（尤其是需要支持 ZigBee 协议栈的硬件）；此外还需要相应的软件支持（最好是相应的支持 ZigBee 协议的软件协议栈），当然，还需要下载器将程序下载到相应的硬件。本章主要讲解硬件电路方面的设计方法。为了让大家能够更方便地学习 Zigbee，佳杰科技打造了一套本土化的高性价比学习套件。我们的学习平台是 IAR8.1 + Z-stack 2007 PRO，采用 TI 公司的 CC2530F256 芯片。也是目前国内最流行的且资料最全的 Zigbee 学习和应用方案。配套有《ZigBee 入门与实战演练》该教程每章一个文件夹，文件夹内有教程提到的图片，程序代码，工具软件、原理图、 HEX 文件。配套面上的例程也是基于本学习平台开发的，所以可以直接下载使用，有 16 个基础实验，以及 26 个组网实验。网上所谓最全的教程资料其实更本不到我的内容的 1/5. 该教程包含如下内容：第一章、 Zigbee 简介第二章、 IAR 开发环境的搭建以及一个工程的建立实例一些工具软件的安装第三章、开发板硬件资源详细介绍第四章、 16 个基础实验掌握 CC2530 第五章、 Zigbee 无线网络入门每个实验都有协调器终端节点的编程有些有路由器的编写，从 0 开始编写指的是从新建立一个.C .H 一个简单的无线传输组网实验从 0 开始编写数据收发无线组网实验从 0 开始编写无线开关灯实验组网实现从 0 开始编写 OSAL 详细分析之 NV 操作实验从 0 开始编写无线串口，无线聊天程序从 0 开始编写与讲解无线数据采集网络从 0 开始编写实现空余时间睡眠功能 Zigbee 无线点对点组网实验 Zigbee 群发信息组网实验 Zigbee 组发信息组网实验 Zigbee 获得 IEEE 地址段地址 PAN 组网实验无线传感网络通用系统设计组网实验太阳能供电无线传感网络组网实验无线温度采集实验无线电灯实验基于基本的无线收发非组网信道质量检测实验非组网实验串口控制 LED 灯组网实验终端自动发送数据实验 TI 官方实验 GenericApp TI 官方实验 SampleLight SampleSwitch TI 官方实验 GenericApp

TI 官方实验 SampleApp TI 官方实验 SensorDemo TI 官方实验 SimpleApp TI 官方实验 SerialApp TI 官方实验 Transmit 项目实战教程目录 CC2530 开发板硬件资源详解 ......................................................................................................... 1 前言........................................................................................................................................... 1 3.1.1 核心板硬件资源 ....................................................................................................... 2 3.1.1 CC2530 简介 ..................................................................................................... 3 3.1.1 天线及巴伦配置电路设计 ............................................................................... 4 3.1.2 晶振电路设计 ................................................................................................... 4 3.1.3 核心板原理图 ................................................................................................... 5 3.4.2 ZigBee 模块天线选型 ........................................................................................ 12 3.1 核心板硬件资源 RF2530A 核心板主要包括 CC2530 单片机、天线接口、晶振以及 I/O 扩展接口，RF2530A 核心板如图 3-1 所示。

图 3-1 RF2530A 核心板 3.1.1 CC2530 简介 CC2530 单片机是一款完全兼容 8051 内核，同时支持 IEEE 802.15.4 协议的曲线射频单片机。它有 3 个不同的内存器访问总线：  特殊功能寄存器（SFR）；  数据（DATA）；  代码/外部数据（CORE/XDATA）。 CC2530 单片机使用单调期访问 SFR、DATA 和主 SRAM。当 CC2530 处于空闲模式时，任何中断可以把 CC2530 恢复到主动模式。某些中断还可以将 CC2530 从睡眠模式唤醒。位于系统核心存储器交叉开关使用 SFR 总线将 CPU、DMA 控制器与物理存储器和所有的外接设备连接起来。 CC2530 的 Flash 容量可以选择，有 32KB、64KB、128KB、256KB，这就是 CC2530 单片机在在线刻编程非易失性存储器，并且映射到代码和外部数据存储器空间。除了保持程序代码和常量以外，非易失性存储器允许应用程序保存必要的数据，以保证这些数据在设备重启后可用。使用此功能，可以保存具体网络参数，当系统再次上电后就可以直接加入网络中。

3.1.1 天线及巴伦配置电路设计在基于 ZigBee 协议的曲线传感器网络构建过程中，天线以及巴伦匹配电路的设计较为重要，这涉及射频通路指标是否优良，对通信距离、系统功耗都有较大影响。天线设计可以使用 PCB 天线，如倒 F 天线、螺旋天线等，也可以使用 SMA 接口的杆状天线，根据不同的应用来选择。天线及巴伦匹配电路设计如图 3-2 所示。 GND RF_N RF_P C1 C4 C2 L2 L1 C5 GND E1 C3 图 3-2 天线及巴伦配置电路设计 3.1.2 晶振电路设计 CC2530 需要 2 个晶振，32MHz 晶振和 32.768KHz 晶振，晶振电路接口如图 3-3 所示。 C? C? Q1 2 Y? 32MHz Q2 1 C? C? Q3 2 Y? 32.768KHz Q4 1 GND GND 图 3-3 晶振电路接口

3.1.3 核心板原理图 C1 1uF C2 100nF C3 100nF C4 100nF C5 100nF C6 220pF C7 100nF C8 2.2uF VCC L1 bead VDD 10 39 1 2 3 4 36 35 34 11 9 8 7 6 5 38 37 19 18 17 16 15 14 13 12 20 U1 DVDD AVDD_DREG AVDD5/AVDD_SOC AVDD3 21 24 DGND_USB USB_M USB_P DVDD_USB AVDD2 AVDD1 AVDD4 27 28 29 AVDD_GUARD 31 P2_0 P2_1 P2_2 P1_0 P1_1 P1_2 P1_3 P1_4 P1_5 P1_6 P1_7 P0_0 P0_1 P0_2 P0_3 P0_4 P0_5 P0_6 P0_7 RESET_N CC2530 RF_P 25 RF_N 26 P2_4 P2_3 XOSC32M_Q1 XOSC32M_Q2 DCOUPL 32 33 22 23 40 30 RBIAS GND 41 P2_0 P2_1 P2_2 P1_0 P1_1 P1_2 P1_3 P1_4 P1_5 P1_6 P1_7 P0_0 P0_1 P0_2 P0_3 P0_4 P0_5 P0_6 P0_7 RESET C9 18pF C10 18pF P2_4 P2_3 C12 1pF L3 2nH C15 2.2pF OUT OUT 1 2 3 P3 GND GND 4 RF GND SMA-KE 3 X1 1 32M X2 4 1 32.738K L4 2nH C11 1pF VCC D1 LED2 C18 27pF C17 27pF C19 15pF C20 15pF R2 1k R1 56k C16 1uF 图 3-4 RF2530N 核心板原理图 GND P2_3 P2_1 P1_7 P1_5 P1_3 P1_1 GND RESET P0_0 P0_2 P0_4 P0_6 1 3 5 7 9 11 13 1 3 5 7 9 11 P1 1 3 5 7 9 11 13 J_2X7 P2 1 3 5 7 9 11 J_2×6 2 4 6 8 10 12 14 2 4 6 8 10 12 2 4 6 8 10 12 14 2 4 6 8 10 12 P2_4 P2_2 P2_0 P1_6 P1_4 P1_2 P1_0 VDD VDD P0_1 P0_3 P0_5 P0_7 3.1.4 核心板尺寸图图 3-5 尺寸图

3.1.5 核心板资源 32.768K 晶振 20dBm 输出功放全部的 IO 口电源指示灯 CC2530F256 图 3-6 核心板资源 3.2 底板硬件资源 32MHz 晶振电路 RF2530N 无功放 RF2530A 带功放进行 ZigBee 无线传感器网络的开发，需要使用到相应的硬件，针对不同的传感器需要有不同的传感器信号调理电路，在此不赘述，但是，ZigBee 无线网络通信部分的硬件电路时不变的，下面对其进行讲解。 3.1.1 电源电路设计电源电路可以采用 5V 电源通过 DC-DC 变换器得到 3.3V 工作电压，此外也可以采用 2 节 5 号电池供电的方案，电源电路如图 3-4 所示。

5V C2 0.1uF GND U1 AS1117AR-3.3 Vout Vout Vin 3 2 4 G N D GND 1 图 3-4 电源电路 3.3V C11 0.1uF GND 3.1.2 LED 电路设计 LED 主要用于指示电路的工作状态，如:加入网络、网络信号良好、正在传输数据等信息， LED 电路如图 3-5 所示。 VDD33V 组网指示灯 D1 D2 D3 串口收发指示灯 D5 D6 D7 D1 D2 D3 D4 D5 D6 用户指示灯 D4 R21 1k P1_0 R17 1k P1_1 R18 1k P1_4 R19 1k P0_1 R1 1k R2 1k R20 1k P0_2 P0_3 电源指示灯 D7 图 3-5 LED 电路 3.1.3 AD 转换电路设计 AD 转换电路主要用于模拟传感器，通过调节滑动变阻器的阻值大小，来改变电位器电压，可以在网络实验部分测试遥控端电路板上的 AD 输出电压值，AD 转换电路如图 3-6 所示。

VCC AD R20 R1 GND 图 3-6 AD 转换电路 3.1.4 串口电路设计串口电路主要用于实现 CMOS/TTL 电平到 RS232 电平的转换，串口电路如图 3-7 所示。 VDD33V VDD33V D5 D6 Comment: C7 0.1uF P0_2 P0_3 R1 1k R2 1k P0_2 P0_3 R3 10k R610k 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 U2 TXD DTR_N RTS_N VDD_232 RXD RI_N GND NC DSR-N DCD_N CTS_N SHTD CLK DATA PL2303 OSC2 OSC1 PLL GND_PLL VDD_PLL LD_MODE TRI_STATE 28 27 26 25 24 23 22 GND 21 VDD 20 19 18 17 DM 16 15 DP RESET GND 3.3 VDD 3.3 图 3-7 串口电路 JT1 8M C2 0.1uF C2 0.1uF C9 0.1uF VDD33V R4 33 33 R7 D- D+ R5 10K C11 VDD33V 0.1uF

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