电源电路设计 - ZigBee无线呼叫系统硬件电路 —电路图天天读（177）

　　RS232 模块与MSP430 通过一组UART 管脚和两个I/O 引脚P3.4 和P3.5 连接，UART 的TX 和RX 负责RS232 的输入输出，P3.4 和P3.5 引脚起控制作用。在设计时在两个I/O 引脚各加入了1 个LED 灯以方便观察。本设计中的模块和元件只需要一种电压的直流电源，MSP430FG4618 和MAX3232 都需要+3.3V 直流电源。ETC 公司的AMSlll7 系列稳压器芯片能够提供1.5V/1.8V/2.5V/2.85V/3.3V/5.0V 稳压直流电压输出，本设计选用AMSlll7-3.3 型号来得到+3.3V 电压。

　　图 3-4 电源电路设计

　　电源电路设计如图3-4 所示，开关的引脚1 接外部的电池组，利用0.1uF 的电容和470uF的电解电容并联来对电源信号进行退耦滤波处理，提高了系统的稳定性　在本设计中声光报警装置由蜂鸣器和发光二极管组成。而键盘部分设计为一个3×4 的矩阵键盘电路。

　　无线发射模块设计

　　CC2420 内部使用1.8V 工作电压，因而功耗很低，适合于电池供电的设备；外部数字I/O接口使用3.3V 电压，这样可以保持和3.3V 逻辑期间的兼容性。它在片上集成了一个直流稳压器，能够把3.3V 电压转换成1.8V 电压。

　　图 4-1 CC2420 外围电路图

　　图4-1 给出了CC2420 外围电路图。芯片本振信号既可由外部有源晶体提供，也可由内部电路提供。由内部电路提供时需外加晶体振荡器和两个负载电容，电容的大小取决于晶体的频率及输入容抗等参数。本文采用16MHz 晶振，电容值为22pF.如果使用外部时钟，直接从XOSC16_Q1 引脚引入，XOSC16_Q2 引脚保持悬空；如果使用内部晶体振荡器，晶体接在XOSC16_Q1 和XOSC16_Q2 引脚之间。射频输入/输出匹配电路主要用来匹配芯片的输入输出阻抗，使其输入输出阻抗为50Ω，同时为芯片内部的PA 及LNA 提供直流偏置。

　　CC2420 通过4 线SPI 总线（SI、SO、SCLK、CSn）设置芯片的工作模式，并实现读/写缓存数据，读/写状态寄存器等。通过控制FIFO 和FIFOP 管脚接口的状态可设置发射/接收缓存器。CC2420 射频信号的收发采用差分方式进行传输，其最佳差分负载是115+j180Ω阻抗匹配电路应该根据这个数值进行调整。CC2420 具有内部发送接收（T/R）开关电路，这就使得天线接口的匹配极为容易。RF 采用差动连接；单集天线需要使用不平衡变压器。通过外接直流通路，连接引脚TXRX_SWITCH到RF_P 和RF_N，实现PA 和LNA 的偏置。CC2420 是一个半双工的RF 芯片，在同一时刻只处于一种工作状态，或者出于发送状态，或者处于接收状态；CC2420 有15 个命令寄存器，每个寄存器都有一个固定的地址；CC2420的发送缓冲与接收缓冲是分开的：TXFIFO 为128 字节，RXFIFO 为128 字节。

　　TXFIFO 与RXFIFO 的读写可以通过两种方式进行：

　　寄存器方式：通过读写TXFIFO 寄存器（0x3E）操作128 字节的TXFIFO 通过读写RXFIFO寄存器（0x3F）操作128 字节的RXFIFO.RAM 方式：直接对具体RAM 地址的读写来操作指定地址的RAM 数据。TXFIFO 中同一时刻只能有一个等待发送的数据帧，RXFIFO 中同一时刻可以有多个接受到的数据帧，只要这些数据帧的总长度不超过128 字节。CC2420 使用SFD、FIFO、FIFOP 表示收发数据的状态。

　　ZigBee 组网设计

　　ZigBee 无线病房呼叫系统是为了弥补现有病房呼叫系统的不足、改善病房环境、减轻医生、护士的工作量、更好的为病人服务而专门设计开发的一套病房呼叫系统。房间内的呼叫节点采用星型网络连接，由其中一个节点作为ZigBee 路由器，负责与中心网络的连接和数据中继转发；所有的ZigBee 路由器组成一个星型与树型结合的混合网络，再与ZigBee中心节点连接，中心节点设置在管理中心，构建成一个完整的ZigBee 无线网络。当病人发出的服务请求会通过网络传到中心端，医生或护士可以通过中心端获得病人的信息，对请求作出及时处理。