基于zigbee无线数据收发的设计和实现.docx
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基于zigbee无线数据收发的设计和实现
基于zigbee无线数据收发的设计和实现
1.总的设计方案
图1.上位机与平板电脑之间无线数据传送模块的总体设计
注释:
(1)射频模块采用cc2530该模块是现成的,可以直接利用;
(2)工作流程:
下位机发送指令通过RS232传给连接下位机的射频模块,该模块经过处理后将信息传给连接在平板电脑上的射频模块,该模块通过USB接口将信息传给平板电脑;而平板电脑传送给下位机的信息传递方式与上述的类似。
2.硬件原理框图
一个PCB微波传输线组成,整个结构满足RF输入/输出匹配电阻(50Ω)的要求。
内部T/R交换电路完成LNA和PA之间的交换。
R221和R261为偏置电阻,电阻R221主要用来为32MHz的晶振提供一个合适的工作电流。
用1个32MHz的石英谐振器(XTAL1)和2个电容(C191和C211)构成一个32MHz的晶振电路。
用1个32.768kHz的石英谐振器(XTAL2)和2个电容(C441和C431)构成一个32.768kHz的晶振电路。
电压调节器为所有要求1.8V电压的引脚和内部电源供电,C241和C421电容是去耦合电容,用来电源滤波,以提高芯片工作的稳定性。
(2)JTAG接口电路
JTAG引脚定义:
TCK——测试时钟输入;
TDI——测试数据输入,数据通过TDI输入JTAG口;
TDO——测试数据输出,数据通过TDO从JTAG口输出;
TMS——测试模式选择,TMS用来设置JTAG口处于某种特定的测试模式。
可选引脚TRST——测试复位,输入引脚,低电平有效。
含有JTAG口的芯片种类较多,如CPU、DSP、CPLD等。
(3)串口通信模块接口电路设计
设计了串口转换电路,可以实现RS-232串口数据转换.因此,可以实现无线模块与下位机之间的串口数据通信.设计了RS-232电平转换电路,这里采用了电平转换芯片MAX232来实现串口连接。
(4)总体硬件设计电路图
整个CC2430模块与计算机的串行通信过程如下:
下位机将RS-232串口数据通过R1IN和R2IN传输到MAX232,由MAX232将RS-232数据转换成TTL数据,再通过R1OUT和R2OUT传送到CC2430;同时,CC2430通过P0.3和P0.4将数据传送给MAX232,由MAX232将TTL数据转换成RS-232数据,再通过T1OUT和T2OUT将数据传送给下位机。
同时,选用了AH805升压稳压器,这样就可以将干电池提供的3V电压变压至5V,满足MAX232电路的供电.而3V电压为CC2430模块和JTAG模块提供稳定电压.此外,这里还设计了一个复位电路,通过复位开关可以进行手动复位,复位电路与CC2430的引脚10连接,且低电平有效。
3.软件设计
本次软件设计主要分为两部分:
(1)一部分是在CC2430上通过异步串行接口向下位机发送数据;
(2)另一部分是通过串口接收数据,对数据进行处理后,再将处理后的数据发送给下位机.。
而串口接收处理并发送数据的程序,主要涉及到对中断服务程序的调用,对接收数据的处理后再发送。
这里的串口发送子程序首先是判断数据是否发送完毕,没有发完才继续发送数据,发送数据时先把数据送入串口0的数据收发缓冲器(U0DBUF),CC2430模块的串口通信是只要你不停放数据到U0DBUF就行,当然事先要设置好你所需要的串口,具体的数据发送是由硬件完成,编程的时候不需要考虑这些.因为CC2430的内核是一个51核,所以每次的传输都是一个字节一个字节的,也就是说每次只能一个字母一个字母的发送数据.在这里,发送函数做了个等待中断标志的处理,也就是送一个字节到缓冲器,需要等待中断的产生,当中断产生了,说明U0DBUF里的数据已经被发送出去了,这时才可以继续发送数据,同时在继续发送前还得把中断标志清零.需要指出的是,如果是需要一组数据一组数据的接收或者传送的话,就必须不停的调用函数,直到把整个数组中的数据都传送完之后再停止.在这个发送主程序里,先是调用发送函数发送了一个字符串,之后清除已发送数据,再发送一个字符串,之后进行延时处理,再循环发送数据.
本次软件设计的另一部分是实现通过串口接收数据并发送数据.这部分程序设计使用的是中断方式来对数据进行接收的,之后对接收到的数据进行处理,这里以“#”为字符串末字节结束符,若接收的字符串长度超过30字节,或接收到结束符时,认为接收到一条命令,停止接收数据,之后,再将这一字符串反向发送给下位机。
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- 关 键 词:
- 基于 zigbee 无线数据 收发 设计 实现