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1、CC2530开发板硬件资源详解进行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-stack2007PRO,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
2、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
3、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GenericAppTI官方实验SampleLightSampleSwitchTI官方实验GenericAppTI官方实验Samp
4、leAppTI官方实验SensorDemoTI官方实验SimpleAppTI官方实验SerialAppTI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13.1.1 核心板硬件资源23.1.1 CC2530简介33.1.1 天线及巴伦配置电路设计43.1.2 晶振电路设计43.1.3 核心板原理图53.4.2模块天线选型123.1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。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
5、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。GNDRF_NRF_PClGNDElw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?Q112丄Y?C?32MHzC?GNDQ3丄Y?匚32.768KHzQ4GND图3-3晶振电路接口3.1.3核心板原理图piGNDI-P-4P2333-4P-P21546P-0P177568PI
6、6P15978I0PI49I0PI1I3III-I4PI0J_2X7I-3456789I0GNDI-VDDRESET34VDDa-78CO3a49IOCO5P06III-PO7J_2x6图3-4RF2530N核心板原理图3.1.4核心板尺寸图c9EEEE4726*127(mm)OOjGOOOOOO岸噩In黔_*oco/BBBBS0oobeTQRF2530N图3-5尺寸图3.1.5核心板资源/全部的10口32.768K晶振20dBm输出功放电源指示灯32MHz晶振电路CC2530F256RF2530N无功放RF2530A带功放图3-6核心板资源3.2底板硬件资源进行ZigBee无线传感器网络的开
7、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。5VAU1S1117AR-3.33.3V图3-4电源电路3.1.2LED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。3.1.3AD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，
8、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。VCCR1图3-6AD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-XP0_2D6VDD33VD5R1lk占R2lkP03P0_2P0_3R310kR6l0kl-40-5-60-80-90aU22303TXDOSC2DIRNOSC1RTSNMLVDD23GNDLRXDVDDMLRINLDMODEGNDTRISTATENCGNDDSR-NVDDDCDNRESETCTSNCND3.3SHTDVDD3.3CLKEMDATADP280c
9、5C4C2占JTl_早8MTO.luFR433C2O.luFC2O.luFCll*VDD83VO.luF10K图3-7串口电路3.1.5底板资源射频板接口USB转串口电USB转串口接口LED指示灯12MHz晶振仿真器下载接口稳压芯片3.3V铜柱固定全部IO口外接DC电源开关DC电池供电接口复位按键用户按键其他介绍：图3-8硬件资源尺寸仟何传输缆都有损粘山誹日匚甘勰比41PCB軸导电聿倾饨糊FZjXIE11F质量保证9;!号1WIArJ並B26mmXMgaaw漿総滬顋軽盪邕9MflB任何传输线都有损耗，PCBflfi皮&电率，介质介电常数也就是反射。解决办法是最大可能的匹配连接、减小距离，采用直
10、线传输。2、4GHz的频率板子厚度共同决定了布线的宽度犬约是2、7nm,而大多数采用20mi1布线的模块信号儿乎衰减75%左右的功率3.3本章小结本章主要讲解了ZigBee无线传感器网络的硬件构成，给出了具体的硬件电路，在具体项目开发过程中，读者需要结合自己系统所需的硬件资源进行设计。3.4扩展阅读之天线基本理论作为无线通信系统中的一个关键部件，天线主要是用来辐射或接收电磁波，因此可以将天线看成是无线电磁波的出口与入口，是一种导行波与自由空间波之间的转换器件。对于发射机，高频电流经过馈线送到发射天线，发射天线将高频电流变换成电磁波，向规定的方向发射出去；而对于接收机，则是将来自一定方向的电磁波
11、转换为高频电流，通过馈线送入接收机的输入回路。3.4.1天线的一些基本参数为了表征天线的电特性，需要使用方向图、输入阻抗、驻波系数、增益、带宽和极化等特性参量对天线进行表述。下面对各个特性参量进行了简单解释，以便读者对于天线理论有一个基本的认识。1) 辐射方向图天线辐射的功率在有些方向上大，有些方向上小，而这种表示辐射功率大小在空间的分布图，就称为天线的辐射方向图。在工程上一般采用两个相互正交的主平面上的方向图来表示天线的方向性，通常称为E面和H面(E面指的是通过天线最大辐射方向并平行于电场矢量的平面，H面是通过天线最大辐射方向并垂直于E面的平面)。不同形式的天线，其方向图也不相同；对于同样的
12、一幅天线，其E面和H面方向图也不相同。如对于半波天线，其E面方向图为八字形，而H面方向图为圆形。2) 输入阻抗天线的输入阻抗指的是天线输入端电压与输入端电流的比值，输入阻抗的大小表征了天线与发射机或接收机的匹配状况。3) 驻波系数主要用来表征天线与馈线匹配状况，通过它的大小可以计算从天线反射回发射机或接收机的功率多少。4) 增益在相同的输入功率下，天线在某方向某点产生的场强平方与点源天线在同方向同一点产生场强平方的比值，表征了天线集中辐射的程度。5) 带宽电性能下降到容许值的频率范围称为天线的带宽，因此有驻波带宽、方向图带宽、圆极化轴比带宽等，一般情况下带宽指驻波带宽。6) 极化用来描述天线辐射电磁波矢量空间指向的参数。接收和发射天线的极化不匹配将会影响接收效果。ZigBe模块天线选型对于ZigBee模块，要求天线的辐射方向图为全向，因此，一般使用偶极子、单极子和倒F天线等。在设计过程中可以将天线单独设计，也可以将天线和整个模块整体设计，这取决于具体的应用，因此需要按照具体的情况来选择天线，一般主要从性能、尺寸和成本三方面来考虑。两种可以用于ZigBee模块的天线是倒F天线和折叠偶极子天线。
