基于CC2500的2.4G无线收发系统设计.doc

利用无线芯片设计一个无线收发系统,要求设计达到以下技术要求:
①低工作电压,低功耗。
②~。
③各主要技术指标可实现编程控制,要求操作简单。
④高信息传输速率(≥250kbps),支持多种调制方式。
⑤高接收灵敏度(10kbps下-100dBm;250kbps下-90dBm;1%数据包误码率,450KHz数字信道滤波带宽),可编程输出功率控制。
⑥可实现点对多点通信地址控制。

设计采用模块化设计,整个系统主要由无线收发模块、控制模块和电源模块构成。

根据设计要求,,从Nordic、Maxic、TI、Silicon Labs等各大公司生产的无线收发芯片中仔细查找筛选,筛选的原则是:①满足设计性能要求②价格合理,容易购买③设计难度小,操作方便。通过比较,2500体积小,几乎集成了所有的无线射频功能,灵敏度高,可编程设定主要工作参数,高效的SPI接口,~,功耗低,具有多种调制方式,能满足不同应用要求,纠错能力强、误码率低。所需外围器件很少,降低了设计难度;数字特征明显,软件设计难度降低,用户操作也更加简单;收发一体,可实现双向通信。所以,2500作为无线核心具有很大的设计优势和价格优势,设计周期短,使用简便,最终产品也能够更快的占领市场。

2500,2500芯片内部集成了几乎所有的射频功能,2500的不同操作模式,写入缓冲数据,通过4线SPI(SI,SO,SCLK 和 CSn)总线配置接口读回状态信息就能达到要求。因此,廉价的MCU就能对其进行控制,市场上最常见的8位51系列单片机就能满足要求,综合性能、价格、应用普遍性等多方面的因素,本设计采用能满足设计要求、性能适中、价格最便宜、使用广泛的STC89C52单片机作为无线模块微控制核心。

~,而且要求稳定度高,干扰小。STC89C52芯片供电电压是5V,稳定性要求比无线芯片稍低。根据要求初步拟定了两个方案:
方案一:采用干电池供电。2500提供3V直流电源,。但是干电池得不到芯片所要求的典型电压值,放点以后的电压值和内阻的变化也很大,实际上是很难满足设计的供电要求的。
方案二:采用稳压芯片。为增加无线系统的移动性,稳压部分的前级既可以采用对市电变压后的开关电源,也可以采用蓄电装置供电,因为无线模块的便携性要求,这里最好采用5V或5V以上的蓄电池作前级供电。-,5V稳压芯片采用L7805。
考虑到首先要满足性能要求,最终供电模块采用方案二。
根据设计要求,得出系统的总的设计方案框图如图(1)所示。
发射部分
接收部分
无线发射模块
无线接收模块
控制模块
控制模块
天线
天线
电源模块
电源模块

图(1)方案框图
由方框图可见,无线收发系统分为发射部分和接收部分,2500是收发一体的芯片,所以系统可以简化表示为如图(2)所示形式:
无线收发模块
控制模块
电源模块
图(2)简化了的设计方案
综上所述,考虑到性能、价格、操作性、便携性等各种因素,本方案都能达到要求,因此本方案是可实现的。


CC2500是Chipon公司(现被TI收购)推出的单片无线收发一体化芯片, 微米CMOS晶体技术的 Chipcon SmartRF 04 系列。 ~(公业、科学、医学)频段,数据传输率12~500kbps,满足多点通信和跳频通信需要,~。芯片内部高度集成了频率合成器,可编程调制解调器,射频功放,低噪声小信号放大器,基带滤波放大器,硬件CRC(循环冗余校验),点对多点通信地址控制,模拟温度传感器等几乎所有射频收发器模块。主要工作参数大都可以通过芯片状态字由用户根据需要进行配置,没有复杂的通信协议,2500支持2-FSK 、 MSK 、OOK 和灵活的 ASK 调制方式,对同类产品完全兼容。因此,只要极少数的外围元件,使用廉价的微控制器就可得到高性能的数字RF系统。

2500采用4×4mm QLP20封装形式,体积小,集成度高,图(2)是CC2500的视觉外形和封装。图(3)是封装参数。

图(2