無線傳感器的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)之硬件設(shè)計(jì)

　　CC2431的設(shè)計(jì)結(jié)合了8 KB 的RAM 及強(qiáng)大的外圍模塊，并有3 種不同的版本。它們根據(jù)不同的閃存空間32 KB、64 KB 和128 KB 來優(yōu)化復(fù)雜度與成本。CC2431 的尺寸只有7 mm×7 mm 的48 腳封裝，采用具有內(nèi)嵌閃存的0.18 μm CMOS 標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)。針對(duì)協(xié)議棧、網(wǎng)絡(luò)和應(yīng)用軟件執(zhí)行時(shí)對(duì)MCU 處理能力的要求，CC2431 包含一個(gè)增強(qiáng)型工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的8 位8051 微控制器內(nèi)核，運(yùn)行時(shí)鐘為32 MHz。CC2431 還包含一個(gè)DMA 控制器，可以減少8051 微控制器內(nèi)核對(duì)數(shù)據(jù)的傳送操作，因此提高了芯片整體的性能。在CC2431 8 KB 靜態(tài)RAM 中的4 KB 是超低功耗SRAM。32 KB、64 KB 或128 KB 的片內(nèi)Flash 塊提供在線可編程非易失性存儲(chǔ)器。CC2431 集成了4個(gè)振蕩器用于系統(tǒng)時(shí)鐘和定時(shí)操作，以及用于用戶自定義應(yīng)用的外設(shè)，具有4 個(gè)定時(shí)器。此外，還集成了實(shí)時(shí)時(shí)鐘、上電復(fù)位、8 通道8～14 位ADC 等其他外設(shè)，并帶有定位跟蹤引擎。

　　圖11為CC2431的典型接線圖，他的外圍電路很少，只需設(shè)計(jì)晶振電路和天線電路即可。

圖11

　　2.3.3 串口通信模塊

　　為了方便監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)中數(shù)據(jù)傳輸?shù)恼?，需要串口來連接計(jì)算幾，讀取節(jié)點(diǎn)內(nèi)部的數(shù)據(jù)。連接串口到CC2431，必須加max232進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換。設(shè)計(jì)中因?yàn)槭莝ink節(jié)點(diǎn)故只需一路輸入輸出，用P1-6連接T2IN，P1-7連接R2OUT。VDD需要接電源并用C1，C2接地。如圖12

圖12

　　2.3.4 仿真器接口設(shè)計(jì)

　　JTAG口設(shè)計(jì)必須符合電路引腳要求，否則無法連接。JTAG口設(shè)計(jì)方便燒寫和調(diào)試程序，接口電路如圖13所示，可根據(jù)后續(xù)需要改進(jìn)。

圖13

圖14

　　晶振電路設(shè)計(jì)：采用兩個(gè)石英諧振器和4個(gè)電容分別構(gòu)成1個(gè)32MHZ的晶振電路和一個(gè)32.768的晶振電路，如圖15所示，R221 R261為偏置電阻，其中R221為32MHZ晶振設(shè)置精密偏置電流。

圖15

　　3 小結(jié)

　　本文根據(jù)無線傳感器的設(shè)計(jì)要求，結(jié)合系統(tǒng)的實(shí)際，設(shè)計(jì)出了一款無線傳感器節(jié)點(diǎn)的硬件設(shè)計(jì)方案。選用CC2431處理器作為系統(tǒng)的微處理器，并且配以溫度、濕度以及煙霧傳感器，選用ZigBee協(xié)議作為wsn的傳輸協(xié)議，實(shí)現(xiàn)了一種低功耗的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)硬件平臺(tái)，為系統(tǒng)的應(yīng)用提供了必要的基礎(chǔ)。