西安航空学院本科毕业设计（论文）
P1_7 P2_0 P2_1 P2_2 P2_3 P2_4 RBIAS RESET_N RF_N RF_P XOSC_Q1 XOSC_Q2 37 36 35 34 33 32 30 20 26 25 22 23 数字I/O 数字I/O 数字I/O 数字I/O 数字I/O 数字I/O 模拟I/O 数字输入 RF I/O RF I/O 模拟I/O 模拟I/O 端口1.7 端口2.0 端口2.1 端口2.2 端口2.3/32.768kHz XOSC 端口2.4/32.768kHz XOSC 参考电流的外部紧密偏置 RESET，活动到低电平 RX期间负RF输入信号LNA RX期间正RF输入信号LNA 32MHz晶振引脚1或者是外部时钟信号输入 32MHz晶振引脚2 3.3 CC2530基本电路
基于IEEE 802.15.4的无线芯片是一套SOC无线解决方案，它内部包含一个运算控制单元和一个射频单元。可能正是因为CC2530芯片内部的高度集成性，所以在搭建一个应用系统时只需要少量的外围电路。CC2530具有三种供电方式，供电的电压范围非常宽，2.0V~3.6V的电压都可以作为其工作电压。而芯片内部采用1.8V的供电电压，外部数字输入输出端口使用的是4.3V电压，芯片内部还集成了一个直流稳压器，能够把3.3V的电压转换为1.8V的电压。这样外围电路就不用再专门设计一个电压转换电路。图3.6为CC2530基本电路图。
基本电路中电阻R1做为偏置电阻，为系统提供合适的工作电流。XTAL2和电容
C·17、C·18产生的32.768kHz时钟信号，还有XTAL1和电容C·15、C·16产生的32kHz的信号，为CC2430休眠时提供时序。系统工作时的时钟控制是通过使用SFR寄存器CLKCON来完成的。
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图3.6 CC2530基本电路
3.4 CC2530外围节点电路
为了实现无线现场数据的无线采集，除了CC2530基本电路外，还需要外围电路予以辅助。外围电路主要包括数据采集电路、串口通信电路、节点程序下载调试电路和节点其他基本功能电路。 3.4.1 数据采集电路
数据采集电路的核心就是前端的传感器电路，所以选择恰当的传感器在搭配恰当的A/D转换电路成为数据采集电路设计的核心。
市场上的传感器按输出信号，主要分为数字传感器与模拟传感器，而与微控制器的接口主要有模拟输入口、SPI、I2C、USART等多种传输接口。因为具有数字型接口的数字式传感器，具有信号稳定、传输距离对信号影响小、温漂小等优点小。为了满足现场参数无线检测装置对于功能和应用环境的要求，以及传感器体积大小、成本、测量精度、灵敏度、稳定性等因素，故选用了数字型的DHT11温湿度传感器。
DHT11数字温湿度传感器是一款含有已校准数字信号输出的温湿度复合传感器
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。传感器器件内部包含一个利用电阻对湿度进行检测的湿度传感器和一个利用
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NTC来对温度检测的测温元件，而且连接有一个高性能的单片机，而这些特性都让它具备了极高的实时性，以及极高的抗干扰性，还有一个就是他拥有极高的性价比，而作为温湿度传感器，每一个DHT11传感器在出厂以前都是在非常精准的密闭的温度湿度校验室进行校准的，然后再将校验的系数以程序的形式存放在单片机内部，而在工作时传感器就可以直接调用这些数据了。DHT11 温湿度传感器拥有非双线的串行接口,能够让温湿度传感器的组成更加的方便、容易。产品为4针单排引脚封装。图3.7分别为DHT11型传感器的实物图和接口电路。
VDDVDDMCUDATA1 pin2 pin4 pinDHT11
GND
图3.7 DHT11型传感器的实物图和接口电路
DHT11采用3~5.5V的工作电压，它开始工作的1m时间内它工作状态不稳定，在此时间段不发送任何信号，待状态稳定后进行数据采集。为了减小这种不稳定时间，可以在DHT11的电源引脚与GND之间连接一个大小为100nF的电容，起到滤除杂波的目的。
如表3-3所示为DHT11型传感器各引脚功能：
表3-3 DHT11型传感器各引脚功能
引脚号 引脚名称 1 2 3 4 VCC Dout NC GND 类型 电源 输出 空 地 引脚说明 正电源输入，3V-5.5V DC 单总线，数据输入/输出引脚 空脚，扩展未用 电源地 DHT11引脚中的2号引脚作为DATA数据端，主要功能如表3-3所示，利用单总线的数据格式，作为与单片机的数据同步引脚。DATA引脚每完成一次数据传输的时间大约在4ms。所传输的数据可以存在小数，具体的说明如下： （1） 每完成一次数据同步，需要40b的资源，按照高位先出的原则。 （2） 传输的温湿度数据格式为： 8b湿度整数数据+8b湿度小数数据+8b
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温度整数数据+8b温度小数数据。
（3） 当数据同步的结果正确时校验和数据等于上述第二条所得结果后8位。 （4） 当用户的微控制器发送一次开始采集的指令后，DHT11传感器会从休眠模式快速响应到工作状态。DHT11发送40b的数据采集指令后，会激发检测元件的收集收集数据。采集工作完成后如果再没有接收到采集指令，DHT11会自动进入休眠状态，以避免产生没有必要的功耗。 3.4.2 串口转USB电路
在往CC2530通信模块中下载源代码时采用串口转换电路。首先需要将编译无误的源代码通过PC机的USB借口烧录到芯片的8051内核中。由于CC2530是一个自带通信接口元件，当芯片的USB接收到代码后，立刻处理生成可以由CC2530识别的协议代码，而且会马上发送到芯片的程序调试接口上。当程序接口电路接收到编码后会将这些编码烧录到CC2530的Flash中。这个过程就实现了TTL转USB的功能，达到了预先目的。
图3.8 串口转USB电路
3.4.3 电源电路
在整个系统中外围电路需要提供5V工作电压，而ZigBee模块则要求3.3V电压信号，所以利用稳压器REG117-3.3将5V转换成3.3V。电路中的C1、C2、C3、C4起吸收低频脉冲，使电压信号更加稳定的作用。
图3.9 电源电路
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