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1、西 安 邮 电 学 院 毕 业 设 计（论 文）题 目：基于tc35i模块与CC2430模块的通信接口设计院 （系）： 通信与信息工程学院 专 业： 通信工程 班 级： 通工0705班 学生姓名： 导师姓名： 职称： 工程师 起止时间： 2011年3月15日至2011年6月18日西 安 邮 电 学 院毕业设计(论文)任务书 学生姓名指导教师职称工程师院(系)通信与信息工程学院专业通信工程题目基于tc35i模块与CC2430模块的通信接口设计 任务与要求本题目应完成的工作，题目预期目标和成果形式：本题目主要熟悉数据从用户手机端通过GSM网络到达tc35i模块，然后经过Zigbee协调器解析，最终
2、到达CC2430模块，然后将CC2430模块采集到的数据经协调器传递给tc35i模块，然后发送回用户。这整个过程的完成要建立在对Zigbee协调器与CC2430模块间通信技术的充分理解以及对tc35i的通信原理和数据处理方式的透彻分析的基础之上，然后通过程序控制其完成相应的功能，最后将程序下载到硬件上去调试及测试。1、了解课题所研究的内容，tc35i、CC2430及其使用的IAR环境的概况。2、准备相关理论材料，主要是常用AT指令的功能，以及无线通信原理、无线单片机等相关资料。3、使用开发套件对CC2430模块进行实验研究，掌握ZIGBEE技术的核心软件。4、将tc35i模块与Zigbee协调
3、器结合起来进行调试，实现应用软件开发的特定功能。5、对应用软件进行优化设计，下载到硬件电路之后进行调试以及测试。6、提交毕业论文，完成答辩。开始日期完成日期院长(签字)年月日西 安 邮 电 学 院毕 业 设 计 (论文) 工 作 计 划 学生姓名 指导教师 职称 工程师 院(系) 通信与信息工程学院 专业 通信工程 题目 基于tc35i模块与CC2430模块的通信接口设计 工作进程起 止 时 间工 作 内 容1月3日至1月15日 搜集相关资料，了解tc35i和CC2430的相关技术。 1月16日至1月31日 学习tc35i信息的传输方式2月1日至2月20日 学习CC2430的数据接收和传送模式
4、2月21日至3月31日 掌握数据在tc35i和CC2430中的传输及转换过程4月1日至4月20日 对tc35i和CC2430之间的接口进行完成基本功能的设计尝试4月21日至5月10日 对接口进行进一步的功能完善和性能检测5月11日至5月31日 撰写论文，完成论文初稿6月1日至6月5日 完善并修改毕业论文6月6日至6月10日 准备答辩。主要参考书目(资料)Zigbee2006无线网络与无线定位实战北京航空航天大学出版社Zigbee无线网络技术入门与实战北京航空航天大学出版社ZigBee技术及应用北京航空航天大学出版社单片机应用设计培训教程实践篇北京航空航天大学出版社主要仪器设备及材料C51RF-
5、3-PK无线ZigBee协议栈高级开发工具箱V3.01：1)CC2430 无线单片机C51RF-3 实时在线仿真器(USB 接口) 一个；2)CC2430 2.4GHZ 高频无线目标模块3 个；3)CC2430/CC2431 扩展无线网络表演板(带图形LCD)2 个；4)配套电缆/电源/电池盒。PC机一台论文(设计)过程中教师的指导安排每周星期四上午到教研室汇报工作进度，听取老师的意见对计划的说明该计划主要是对ZigBee技术和tc35i通信方式的认识，对CC2430模块相应控制代码的编写，下载到硬件电路板之后的整体调试。西安邮电学院毕业设计(论文)开题报告通信与信息工程学院 院（系） 通信工
6、程 专业 07 级 05 班课题名称：基于tc35i模块与CC2430模块的通信接口设计 学生姓名： 学号： 指导教师： 报告日期： 2011年3月24日 1 本课题所涉及的问题及应用现状综述本课题所涉及的问题：本课题主要是解决tc35i模块和CC2430模块间的数据传输原理，包括端口配置、数据组织形式和数据转换等。应用现状及前景综述：tc35i模块是西门子公司推出的一种无线通信模块，它是集射频电路、基带于一体，向用户提供标准的AT命令接口，主要应用于GSM网络，具备GSM无线通信的全部功能，支持TEXT和PDU模式的短消息编码方式，方便用户的开发设计及应用。CC2430单片机是一种在单个芯片
7、上整合了射频、内存和微处理器的高性能单片机，能以无线的方式与其他的交换节点进行数据的传输，并能通过串口相连与其他设备交换数据，具备无线和有线两种数据传输能力。目前，在全球范围内，由小型单片机组成的无线传感网络和通信网的组合使智能化的远程控制成为可能，最具典型的模型就是GSM网络和单片机的组合，使人们在远离监控环境的条件下能以一条简单的短信就能实时了解监控区的环境。在实际应用中，通信网络和无线传感网络间的通信成为研究的热点，也是制约这种系统普遍推广因素。一个合理的基于tc35i模块与CC2430模块的通信接口设计将大大推广此类技术在工业、农业、医疗、交通运输等需要远程控制的领域的应用和发展。2本
8、课题需要重点研究的关键问题、解决的思路及实现预期目标的可行性分析关键问题：1. tc35i的数据接收、传输方式和数据结构2. CC2430模块的数据接收和传输模式以及其对数据的处理机制解决思路： 首先，通过分析课题的研究要求和内容，翻阅相关资料，尽快的对两种通信技术有个大致的了解，熟悉个模块的基本功能。其次，在对模块的功能有了大致的了解的基础上，进一步对数据在进入模块到从模块输出期间，其格式的变换，从而找到各个模块对数据的转换机制，以便得出各个模块对从接口进入的数据的格式的要求，进而更合理的设计满足它们需求的数据接口。最后通过老师的指导和自己在实际操作过程中的问题，参阅相关书籍和资料，对各个方
9、案进行科学、合理的论证，得出最后的解决方案，达到预期的研究结果。实现预期目标的可行性：通过开放实验、科技竞赛已具备对tc35i模块和CC2430模块的进行开发的基础，同时实验室能够提供这些芯片资料、以及实际模块来完成硬件方面的开发。我相信，在老师的指导和自己的努力下，通过合理安排时间、科学的计划和进行设计作业，最后能达到预期的成果。3完成本课题的工作方案1月3日至1月15日 搜集相关资料，了解tc35i和CC2430的相关技术。 1月16日至1月31日 学习tc35i信息的传输方式2月1日至2月20日 学习CC2430的数据接收和传送模式2月21日至3月31日 掌握数据在tc35i和CC243
10、0中的传输及转换过程4月1日至4月20日 对tc35i和CC2430之间的接口进行完成基本功能的设计尝试4月21日至5月10日 对接口进行进一步的功能完善和性能检测5月11日至5月31日 撰写论文，完成论文初稿6月1日至6月5日 完善并修改毕业论文6月6日至6月10日 准备答辩。4指导教师审阅意见指导教师(签字)： 2011 年 3月 24日说明：本报告必须由承担毕业论文(设计)课题任务的学生在毕业论文(设计) 正式开始的第1周周五之前独立撰写完成，并交指导教师审阅。西安邮电学院毕业设计 (论文)成绩评定表学生姓名性别男学号专 业班 级通工0705班课题名称基于tc35i模块与CC2430模块
11、的通信接口设计课题类型硬件设计类难度难毕业设计（论文）时间2011 年3 月15 日6 月18 日指导教师郑娟毅(职称 工程师)课题任务完成情况论文 (千字)； 设计、计算说明书 (千字)； 图纸 (张)；其它(含附件)：指导教师意见分项得分：开题调研论证 分； 课题质量（论文内容） 分； 创新 分；论文撰写（规范） 分； 学习态度 分； 外文翻译 分指导教师审阅成绩：指导教师(签字)： 2010年 月 日评阅教师意见分项得分：选题 分； 开题调研论证 分； 课题质量（论文内容） 分； 创新 分；论文撰写（规范） 分； 外文翻译 分评阅成绩： 评阅教师(签字)： 2010 年 月 日验收小组意
12、见 分项得分：准备情况 分； 毕业设计（论文）质量 分； （操作）回答问题 分验收成绩：验收教师(组长)(签字)： 2010 年 月 日答辩小组意见分项得分：准备情况 分； 陈述情况 分； 回答问题 分； 仪表 分答辩成绩： 答辩小组组长(签字)： 2010 年 月 日成绩计算方法(填写本系实用比例)指导教师成绩 20 () 评阅成绩 30 () 验收成绩 30 () 答辩成绩 20 ()学生实得成绩(百分制)指导教师成绩 评阅成绩 验收成绩 答辩成绩 总评 答辩委员会意见毕业论文(设计)总评成绩(等级)： 院(系)答辩委员会主任(签字)： 院(系) (签章) 2010 年 月 日备注西安邮电
13、学院毕业论文(设计)成绩评定表(续表)25目录目录I摘 要IIIABSTRACTIV引言11.TC35I与ZIGBEE 简单介绍21.1tc35i21.1.1概述21.1.2 tc35i模块通信原理21.2 Zigbee技术31.2.1 Zigbee技术简介31.2.2 Zibee技术的应用31.2.3 Zigbee技术的特点52.接口设计52.1接口设计整体方案52.2硬件设计62.3软件设计73.系统硬件设计73.1 CC2430模块3.1.1 CC2430芯片简介73.1.2 CC2430 内部结构73.1.3 CC2430硬件应用电路93.2 tc35i模块硬件应用电路103.3 串口
14、通信113.3.1 定义113.3.2原理113.3.3接口123.4.4作用133.3.5常用的串口调试工具介绍134系统软件设计144.1IAR开发系统简介144.2 系统整体方案154.3 tc35i模块与Zigbee协调器间通信的开发方案164.3.1 常用AT指令介绍164.3.2 调试方法164.4 Zigbee协调器与CC2430模块间的通信设计174.4.1 IEEE 802.15.4/ZigBee协议174.4.2 Zigbee协调器与CC2430模块的通信方式18致谢19参考文献20附录21摘 要在科技飞速发展的今天，人们对智能化的要求越来越高。自Zigbee技术问世以来，
15、基于ZigBee技术的各种应用已深入到人们的生活中的方方面面。在工业、交通、家居、农业等领域，装有支持ZigBee通信协议的智能化芯片CC2430加入到各个终端，使各个终端工作在固定的网络中，可以方便管理者的统一管理与调度。然而怎么才能将此智能网络与现有的通信网结合起来，达到远程、智能的控制与管理的目的呢？基于此，我提出了一个基于tc35i模块与CC2430模块的通信接口设计的解决方案。该方案由于融合了无线和有线两种数据传输方式，保证了数据在两个模块间的传输可靠性的同时也将进一步扩展它在工业、农业、医疗和交通运输等领域的应用。关键字：Zigbee、tc35i模块、CC2430模块朗读显示对应的
16、拉丁字符的拼音 AbstractAs the technology develops,people have higher expectation for intelligent.Since the technique of Zigbee came out,the applications that based on it have spreaded to all aspects of our daily lives. In industrial, transportation, household,agriculture and other fields,the terminal with
17、the intelligent chip CC2430 that support the Zigbee communication protocol facilitates management.But how to combine the intelligent network with the telecommunication network to remote, intelligent control and management?Based on this situation,a solution for the design of a communication interface
18、 between tc35i and CC2430 is proposed.For this design has combined the wired and wireless data transmission style,the reliability of the data between the two modules is assured,and it will also extend the usage among industrial,agriculture,medical treatment and transportation and other fields.Keywor
19、ds: Zigbee,tc35i module,CC2430 module基于tc35i模块与CC2430模块的通信接口设计引言随着计算机技术和网络技术的飞速发展，家用电器对远程监控技术的要求也在不断提高。近年来移动通信网络的日益扩大，使手机短消息业务得到了飞速发展，各种基于短消息收发的增值业务也日益产生。基于短消息数据交换的技术，由于省略了庞大的网络建设投资和维护费用，对于一些分布广泛、信息点密度系数、信息点经常移动的系统具有很大的优势。利用现有的GSM（Global System for Mobile Communication）网络资源，发挥网络覆盖率高、传输特性好等优势，为现有数据采集
20、系统提供一种更便捷的无线数据传输方式，这必将成为今后智能电子的发展趋势。tc35i模块是西门子公司推出的一种无线通信模块，它是集射频电路、基带于一体，向用户提供标准的AT命令接口，主要应用于GSM网络，具备GSM无线通信的全部功能，支持TEXT和PDU模式的短消息编码方式，方便用户的开发设计及应用。ZigBee（IEEE802.15.4）技术是最近发展起来的一种短距离无线通信技术，功耗低，被业界认为是最有可能应用在工控场合的无线方式。它同样使用2.4GHz波段，采用跳频技术和扩频技术。另外，它可与254个节点联网。节点可以包括仪器和家庭自动化应用设备。它本身的特点使得其在工业监控、传感器网络、
21、家庭监控、安全系统等领域有很大的发展空间。为了最大限度的利用现有的GSM网络和发挥Zigbee这种短距离无线通信技术在智能控制领域的作用，一个合理的基于tc35i模块与CC2430模块的通信接口设计将大大推广此类技术在工业、农业、医疗、交通运输等需要远程控制的领域的应用和发展。1.tc35i与Zigbee 简单介绍1.1tc35i1.1.1概述tc35i短信模块是西门子公司推出的一种无线通信模块，支持双频900/1800MHZ。在GSM网络日臻完善的今天，tc35i短信模块秉承了西门子一贯的优秀品质，它易于集成，集射频电路、基带于一体。在远程监控和无线公话以及无线POS终端等领域，tc35i短
22、信模块都能发挥作用。用户主要通过标准的AT指令对其进行控制，支持TEXT和PDU两种模式的短信编码方式，可以方便用户根据实际需要对其进行开发设计。1.1.2 tc35i模块通信原理tc35i模块提供的命令接口符合 GSM07.05 和 GSM07.07 规范。GSM07.07 中定义的 AT Command 接口，提供了一种移动平台与数据终端设备之间的通用接口。用户通过向tc35i模块发送AT指令来对其进行控制。tc35i模块与GSM网络的通信通过无线方式进行，与CC2430模块的数据传输主要通过串口进行，CC2430 通过串口向tc35i模块传送AT指令对其进行控制。AT即Attention
23、，AT指令集是从终端设备(Terminal Equipment，TE)或数据终端设备(Data Terminal Equipment，DTE)向终端适配器(Terminal Adaptor， TA)或数据电路终端设备(Data Circuit Terminal Equipment，DCE)发送的。通过TA，TE发送AT指令来控制移动台(Mobile Station，MS)的功能，与GSM 网络业务进行交互。用户可以通过AT指令进行呼叫、短信、电话本、数据业务、传真等方面的控制。90年代初，AT指令仅被用于Modem操作。没有控制移动电话文本消息的先例，只开发了一种叫SMS Block Mode
24、的协议，通过终端设备(TE)或电脑来完全控制SMS。几年后，主要的移动电话生产厂商诺基亚、爱立信、摩托罗拉和HP共同为GSM 研制了一整套AT指令，其中就包括对SMS的控制。AT指令在此基础上演化并被加入GSM 0705标准以及现在的GSM0707标准，完全标准化和比较健全的标准。如：对SMS的控制共有3种实现途径：最初的Block Mode；基于AT指令的Text Mode；基于AT指令的PDU Mode。到现在PDU Mode已经取代Block Mode，后者逐渐淡出。GSM 模块与计算机之间的通信协议是一些AT指令集，AT指令是以AT作首， 字符结束的字符串，AT指令的响应数据包在 中。
25、每个指令执行成功与否都有相应的返回。其他的一些非预期的信息(如有人拨号进来、线路无信号等)，模块将有对应的一些信息提示，接收端可做相应的处理。1.2 Zigbee技术1.2.1 Zigbee技术简介简言之，ZigBee就是一种便宜的、低功耗的近距离无线组网通信技术。 “ZigBee”一词源自蜜蜂群在发现花粉位置时，通过跳ZigZag形舞蹈来告知同伴，传递所发现新食物源的位置、距离和方向等信息。可以说，是一种小的动物通过简洁的方式实现“无线”的沟通，人们借此来称呼一种专注于低功耗、低成本、低复杂度、低速率的近程无线网络通信技术。ZigBee早期也被称作“HomeRF Lite”、“RF-Easy
26、Link”或“FireFly”无线通信技术，目前统一称为“ZigBee”技术。 近年来在无线个域网WPAN技术领域，各种标准的技术在竞相发展，而这些不同技术的产品之间既有竞争又有互补。ZigBee正是在这种无线技术蓬勃发展的环境中应运而生的。不同于其他一些通信技术，它不去追求高速率、远距离；而是针对特定的在智能家居、智能建筑、工业自动化以及医疗领域的某些特定控制应用需求，锁定只有几十kbps的速率、几米几十米的距离实现无线组网能力，在这样的关键指标条件下，在确定出其他技术要求微功耗、低复杂度，进而低价格，从此诞生了一种新的无线通信技术ZigBee。在其他无线通信技术不断追求高速率、远距离的今天
27、，ZigBee却向低速率、近距离的方向迈进，其目的就是为了大幅度降低无线终端的成本及功耗。因为只有这样，才能达到起“无所不在”的目的。 形象化的描述ZigBee：它是一种简单的东西，其核心是多信道无线通信装置和微控制器，他们都被集成在一两块半导体芯片上，封装在如同指甲盖大小的塑料制品里面。使用ZigBee技术实现的产品，一般采用廉价的八位微处理器，将无线射频收发模块集成在一块芯片上，外围接上一个阻容和晶振等器件，在连接一些A/D、D/A、I/O接口及控制电路（甚至这些电路也被集成到芯片中，如TI的CC2430），即组成了诸如各种智能控制节点、无线传感器网络的核心控制模块。当然，只有这些硬件是远
28、远不够的，还需要在其上加载合适的无线通信软件（协议栈）和控制程序，才能组成完整的控制模块。为此，现在也把这类带有ZigBee协议栈及无线收发模块的单片机成为“无线单片机”，就是这个道理。1.2.2 Zibee技术的应用1.2.2.1智能家居随着ZigBee技术的出现，智能家居可能在未来的两年内加速走入人们的生活。ZigBee模块可以安装在电视、灯泡、遥控器、儿童玩具、游戏机、门禁系统、空调系统其他家电产品中，实现家居的照明、温湿度、安全和电气智能控制。例如：在灯泡中安装ZigBee模块，当人们要开灯时，不需要走到墙壁开关处，直接通过遥控便可以实现；当你打开电视机时，灯光会自动减弱；当电话铃响你
29、拿起话机准备通话时，电视机会自动静音。通过ZigBee终端设备还可以收集家居的各种信息，传送到中央控制设备；或是通过遥控控制家里的电器、门窗，查看安保系统信息等。例如，回家前预先开启家里的空调；下雨时遥控关闭门窗；家里有非法入侵者时，及时得到安保系统的通知；及时方便地采集水、电、燃气的用量。总之，只要一个ZigBee遥控器，就可以控制所有的家电设备。1.2.2.2工业控制通过ZigBee网络自动收集厂区各种设备信息，并将信息送达中央控制系统进行数据处理与分析，以掌握工厂的整体信息。例如，人们可以通过ZigBee网络实现厂房内不同区域温湿度的监控、照明系统感测；及时得到机器运转状况信息进行生产线
30、流程控制等；结合RFID标签，可以及时统计库零件配件存量等，这些都可以由ZigBee网络提供相关信息，达到工业控制和环境检测的目的。当然，目前工厂内已有大量的有线控制系统，单“以ZigBee为基础的系统可以对控制系统和自动化的成本削减50%，单单取消管道、线缆和人工的使用这一项就能削弱高达80%的成本”，这些是不容忽视的。1.2.2.3交通运输沿着街道、高速公路和其他地方布置大量ZigBee节点设备，人们就不会再担心迷路。安装在汽车里的导航显示器会告诉你当前所处的位置，正向何处去。全球定位系统（GPS）也能提供类似的服务，但是这种新的分布式系统能够提供更精确、更具体的信息。即使在GPS覆盖不能
31、到的楼内或隧道内，仍能继续使用ZigBee系统。从ZigBee无线网络能够得到比GPS更多的信息，如限速，街道是单行线还是双行线，前面每条街的交通情况或事故信息等。使用这种系统，还可以跟踪公共交通情况，及时地赶上下一班车，而不至于在寒风中或在烈日下在车站登上十分钟。1.2.2.4 医院应用在医院，ZigBee网络可以帮助医生及时，准确地收集急诊病人的信息和检查结果，快速准确地做出诊断。携带ZigBee终端的患者不论走到哪里，都可以被24小时监控体温、脉搏等；而配有ZigBee终端的担架，可以直接遥控电梯门的开关。时间是生命，ZigBee网络可以帮助医生和患者争取每一秒的生命。1.2.3 Zig
32、bee技术的特点1.低速率：ZigBee工作在20250kbps的较低速率，分别提供250 kbps(2.4GHz)、40kbp s(915 M Hz) 和20 kbps(868 M Hz) 的原始数据吞吐率，满足低速率传输数据的应用需求。2.低功耗：在低耗电待机模式下，2节 5号干电池可支持1个节点工作624个月，甚至更长。这是 ZigBee 的突出优势。相比较，蓝牙能工作数周、WiFi 可工作数小时。3.短时延：ZigBee的响应速度较快，一般从睡眠转入工作状态只需15ms，节点连接进入网络只需30ms，进一步节省了电能。相比较，蓝牙需要310s、WiFi需要3s。4.低成本：通过大幅简化
33、协议(不到蓝牙的1/10)，降低了对通信控制器的要求,按预测分析，以8051的8位微控制器测算，全功能的主节点需要32KB代码，子功能节点少至4KB代码，而且ZigBee免协议专利费。5.近距离：传输范围一般介于 10100 m 之间，在增加 RF 发射功率后，亦可增加到 13 km。这指的是相邻节点间的距离。如果通过路由和节点间通信的接力，传输距离将可以更远。6.大容量网络：ZigBee可采用星状、片状和网状网络结构，由一个主节点管理若干子节点，最多一个主节点可管理254个子节点；同时主节点还可由上一层网络节点管理，最多可组成65000个节点的大网。7.免执照频段：采用直接序列扩频在工业科学
34、医疗(ISM) 频段，2. 4 GHz(全球) 、915 M Hz(美国) 和 868 M Hz(欧洲) 。8.高安全：ZigBee 提供了三级安全模式，包括无安全设定、使用接入控制清单(ACL) 防止非法获取数据以及采用高级加密标准(AES-128) 的对称密码，以灵活确定其安全属性。2.接口设计2.1接口设计整体方案用户有需求时，按已经约定好的格式向接口模块发送短信，接口模块在收到用户的短信之后，将短信的内容进行解析，然后发送到CC2430模块，CC2430模块在收到接口模块转送的命令后，控制相应的传感器完成相应的工作，然后将收集到的信息反馈给接口模块，通过接口模块发送给用户。至此，一次通
35、信过程完成，接口模快进入等待用户下一个命令的状态。如图2-1所示，tc35i模块与Zigbee协调器通过RS-232串口线相连，组成与CC2430模块通信的接口模块。接口模块与CC2430模块以及用户间的通信都是通过无线方式完成。当用户发送消息时，tc35i模块先将消息进行接收后告知Zigbee协调器，协调器再通过AT指令控制tc35i模块将短消息读出，当短信内容送到ZigBee协调器后，ZigBee协调器根据短信的内容执行相应的操作。具体为，根据短信内容与某个CC2430模块进行通信，该CC2430模块根据所接收的信息内容执行相应的操作命令，控制开关的开启和关闭、使用传感器对周围环境信息进行
36、采集等。接口模块CC2430模块Zigbee协调器tc35i模块CC2430模块RS-232CC2430模块图2-1 接口缩略图2.2硬件设计包括tc35i模块和Zigbee协调器以及CC2430无线开发套件（开发板、核心板和仿真器）以及链接所需的线材。核心板插于开发板之上，开发板为核心板提供外围功能电路，在本设计中只是用到了开发板的串口，仿真器是进行在线仿真的。图2-2 所需实物图2.3软件设计tc35i模块部分的软件设计以串口为基础，通过编写C语言程序对其进行控制。Zigbee协调器和CC2430模块部分，通过使用无线龙公司提供的点对多无线通信协议栈2004，完成协调器对CC2430模块的
37、控制以及他们之间的通信。这部分的核心设计集中在对tc35i模块的短信分析与处理部分，通过串口中断完成。具体设计将在后续章节中阐述。3.系统硬件设计3.1 CC2430模块3.1.1 CC2430芯片简介CC2430是Chipcon公司推出的用来实现嵌入式ZigBee应用的片上系统22。它支持2.4GHz IEEE802.15.4/ZigBee协议。在单个芯片上整合了ZigBee 射频(RF)前端、内存和微控制器。它使用1个8位MCU（8051），最大可具有128kbyte可编程闪存和8kbyte的SRAM，还包含14位模拟数字转换器（ADC）、几个定时器（Timer）、AES-128协同处理器
38、、看门狗定时器（Watchdog timer）、32 kHz晶振的休眠模式定时器、上电复位电路（PowerOn Reset）、掉电检测电路（Brown out detection），以及21个可编程I/O引脚。CC2430的休眠模式和转换到主动模式的超短时间的特性，特别适合那些要求电池寿命非常长的应用。CC2430的尺寸只有77mm，采用具有内嵌闪存的0.18m CMOS标准技术。这可实现数字基带处理器，RF、模拟电路及系统存储器整合在同一个硅晶片上。工作时的电流损耗为27 mA；在接收和发射模式下，电流损耗分别低于27 mA或25 mA。3.1.2 CC2430 内部结构CC2430最重要的
39、是MCU和射频部分，MCU是其核心，该核心使用标准的8051命令集，每个机器周期的一个时钟周期等于标准8051机器周期的12个时钟周期，因此CC2430的执行速度比标准的8051快。除了速度比一般的8051机快之外，CC2430的8051核心还扩展了18个中断源和双数据指针。CC2430有两个串行通信接口USART0和USART1，两个串口既可以工作于UART(异步通信)模式，也可工作于SPI（同步通信）模式，模式的选择由串口控制/状态寄存器的U0CSR.MODE决定。AES-128加密和解密模块：AES 算法基于排列和置换加密算法，是一个迭代的、对称密钥分组的加密算法，用128为（16字节）
40、分组加密和解密数据。CPU通过SFR（特殊功能寄存器）与AES处理器通信，使用128位密钥，使用专用的AES处理器处理加密和解密过程。该过程主要分为设置加密模式、加载密钥、加在初始化向量、为加密/解密下载或上传数据。RF接收机：CC2430接收机采用零中频技术，接收到的RF信号被低噪声放大，直接下变频为正交的中频信号。在2MHz中频处，正交信号被滤波和进一步放大，通过A/D转换为数字信号。自动增益控制、信道滤波、调制和字节同步都在数字部分完成。CC2430把接收到的数据缓存在一个128B的接收FIFO当中。用户通过一个SFR接口读取FIFO。RF发射机：CC2430发射机基于直接上变频。数据缓
41、存在一个128B的传输FIFO当中。帧的前导码和帧间隔控制符由硬件产生，每个符合（一个符合4bit）通过IEEE 802.15.4标准所规定的扩频序列被扩频为32个码片，并传送到D/A转换器转换为模拟信号。通过一个低通滤波器后，信号被送到上变频混频器混频为I/O两路信号，然后信号被功放放大，最后通过天线发射。IO端口： CC2430有21个可编程的IO端口，P0、Pl口是完全的8位口，P2口只有5个可使用的位。每个端口可设置为通常的IO口，也可设置为外围IO口使用；除了P1_0，P1_1具有20 mA的驱动能力。其余19个I/O都具有4 mA输出驱动能力。一般的I/O端口作为输入口时，可用于产
42、生中断，中断通过外部信号的上升和下降沿来触发。通过软件设定一组SFR寄存器的位和字节，可使这些引脚作为通常的IO口或作为连接ADC、计时器或USART部件的外围设备IO口使用。如果需要外部设备，可对IO口引脚产生中断，同时外部的中断事件也能被用来唤醒休眠模式。 存储器仲裁：CC2430存储器分为四个不同存储空间，分别为：（1）代码（CODE）：用于程序存储,16位只读空间。（2）数据（DATA）：直接或间接被单个CPU指令访问，8位可存取空间。（3）外部数据（XDATA）：4-5个CPU指令周期访问，16位可存取空间。（4）特殊功能寄存器（SFR）： 用于控制8051CPU核心和外部设备被单个
43、的CPU指令访问，7位可存取空间。SRAM：8KB的SRAM映射到DATA存储器空间和XDATA存储器空间的一部分。Flash：32/64/128kB Flash映射到CODE存储器空间和XDATA存储器空间，Flash控制器完成Flash的写操作。图3-1为CC2430的结构图。SFR Bus SFR Bus32MHz晶体高速RC_OSC32.768MHz晶体32KHz RC_OSC调试接口多路时钟校准 DMA8051 CPU 内核AES-128安全处理器USART 0USART 1计数器 1(16位)计数器 2 (IEE 802.15.4 MAC计数器)计数器3(8位)计数器4(8位)看门狗定时器复位掉电复位睡眠定时器睡眠模式控制器8KBSRAM32/64/128kBFlashIRQ控制Flash控制无线寄存器解调器调制器自动增益控制先进先出和帧控制输入输出控制器存储器仲裁VDD（2.03.6V） DCOUPL片上稳压
