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基于CC2430的无线传感器网络节点及其外围扩展电路的硬件设计和实现方案

基于CC2430的无线传感器网络节点及其外围扩展电路的硬件设计和实现方案

点击数:7112 次   录入时间:03-04 11:59:12   整理:http://www.55dianzi.com   综合通信技术

   
    需要注意的是,在实际使用中,大家经常采用笔记本电脑对节点进行在线调试和程序下载等操作,而笔记本电脑一般不具备串口,需要外接USB-RS232转换电路。笔者发现,在转换电路的选取上,市面上存在基于PL2602、SP3223E等器件的转换电路可以选择。PL2602虽然价格便宜,但并不适应CC2430的高比特率传输,而SP3223E虽然价格较贵,但对CC2430的支持较好,这也是在实际使用中需要注意的。

4 硬件工艺特点
   
由于以CC2430为核心的无线传感器网络节点工作在2.4 GHz的高频环境中,因此对其EMI要求较高。无线传感器网络节点的PCB也有相应的具体设计要求。
    由于射频模块工作频率高,在具体的PCB设计中,根据TI公司的相关文档,可使用双层PCB。如果希望减小PCB尺寸,也可采取4层PCB设计。其具体要求如下:
    (1)若采用双层PCB设计,则顶层用于元件的放置与信号连接,通过大面积敷铜,以降低干扰。
    (2)电源滤波要求较高,退耦电容器应尽可能靠近供电引脚,并且通过单独的过孔连接到印刷电路板的接地面。
    (3)芯片的接地引脚,距离使用单独过孔的封装引脚越近越好,以减小干扰。
    (4)外接元件越小越好,必须使用表面贴装器件,具体设计可使用0603或0402封装的贴片元器件。
    (5)如果在PCB上要使用高速外接数字设备,那么必须避开RF电路。
    (6)系统应采用大规模接地方式,以消除干扰。可将PCB底层设计为接地层。

    5 结语
   
本文介绍了无线传感器网络的组成单元,基于CC2430的无线传感器网络节点及其外围扩展电路的硬件设计和实现方案,并介绍了各个硬件模块的设计方案和工作原理。其中,详细介绍了控制器与射频模块电路和外围扩展电路,包括外部电源电路、液晶显示与键盘电路、通信电路,并介绍了本设计在PCB设计时应注意的相关工艺要点。该设计在实际使用过程中性能稳定,工作良好,对同类型的,基于2.4 GHz频段的高频电路设计具有一定的指导意义。



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