基于CC2430片内温度传感器温度检测系统的设计
在现代工农业生产中,常常需要对温度进行检测。传统的方法往往费时、费力,效率低下,不便应用在对特殊环境的温度检测中。本文设计了一种基于无线射频技术的单芯片温度检测系统,它以RF(射频)芯片CC2430为核心,利用芯片自带的温度传感器,能够高效地完成对温度的无线检测。
1CC2430芯片概述
CC2430芯片是挪威Chipcon公司生产的首款符合ZigBee技术的2.4GHz射频系统单芯片,适用于各种ZigBee或类似ZigBee的无线网络节点,包括协调器、路由器和终端设备。CC2430是一颗真正的系统芯片((SoC)CMOS解决方案。这种解决方案能够提高性能并满足以ZigBee为基础的2.4GHz ISM波段应用对低成本,低功耗的要求。它结合一个高性能2.4GHzDSSS(直接序列扩频)射频收发器核心和一颗工业级小巧高效的8051控制器,是一款真正符合IEEE802.15.4的标准片上ZigBee产品,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。CC2430采用Chipcon公司最新的SmartRF 03技术和0.18UmCMOS工艺制造,采用7mmX7mm QLP48封装,除了包括RF收发器,还继承了加强型8051MCU,32/64/128kB的Flash内存、8kB的RAM, ADC,DMA、看门狗等。CC2430I作在2.4GHz频段,采用低电压(2.0}3.6V)供电且功率很低(接收数据时为27mA,发送数据时为25mA)、灵敏度高(-97dBm)、最大输出为24dBm、最大传送速率为250kb/so CC2430集成了4个振荡器用于系统时钟和定时操作:1个32MHz晶体振荡器,1个16MHz RC振荡器,1个可选的32.768kHz晶体振荡器和1个可选的32.768kHz RC振荡器。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。
CC2430工作时的功耗很低,因为它结合了集成模块的低功耗特点,并根据不同的功率要求定义}4种不同的负载功率模式,且不同模式之间的转换切换速度很快。在数字部分,时钟分块控制技术用来减少动态的功率消耗,如果模块处于非激活状态,可以用关闭电源的方法来获得超低的静态功耗(漏电所致)。
2硬件设计
CC2430芯片只需少量外围部件配合就能实现信号的收发功能。外围电路使用一个非平衡天线,连接非平衡变压器可使天线性能更好。电路中的非平衡变压器由电容C1和电感Ll, L2, L3以及一个PCB(印制板)微波传输线组成,整个结构满足RF输入/输出匹配电阻(5 0 S})的要求。内部TlR交换电路完成LNA和PA之间的交换。R1和R2为偏置电阻,Rl主要用来为32MHz的晶振提供一个合适的工作电流。用1个32 MHz的石英谐振器(XTAL1)和2个电容(C2和C3)构成一个32 MHz的晶振电路。用1个32.768 kHz的石英谐振器(XTA12)和2个电容(C4和C5)构成一个32.768kHz的晶振电路。电压调节器为所有要求1.8 V电压的引脚和内部电源供电,电容C6和C7是去藕电容,用来为电源滤波,以提高芯片工作的稳定性。图1为CC2430温度检测系统硬件结构图。
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