基于MSP43O和Zigbee的无线抄表终端电路 - 电路图天天读（20）：个人局域网电路设计图集锦

　　TOP6 基于MSP43O和Zigbee的无线抄表终端电路

　　电路原理：核心处理器采用TI公司的MSP430F149单片机。为实现低功耗的要求，电路中采用高速和低速两个晶振，由高速晶振产生频率较高的MCL-K，以满足 CPU高速数据运算的要求，在不需要CPU工作时关闭高速晶振，由低速晶振产生频率较低的ACLK，运行实时时钟。日历时钟芯片采用PHILIPS公司的 PCF8563。此芯片支持IIC总线接口，采用低功耗CMOS技术，具有较宽的工作电压范围1．0V～5．5V，在3．0V供电条件下，工作电流和休眠电流的典型值都为0．25μA，能记录世纪、年、月、日、周、时、分、秒，具有定时、报警和频率输出功能。存储器采用复旦微电子的FM24C04。此芯片是两线制串行EEPROM，兼容IIC总线接口，采用低功耗CMOS技术，具有较宽的工作电压范围2．2V～5．SV，在3．0V供电条件下，额定电流为 1mA，休眠电流典型值为5 μA，在掉电情况下，存储器中的数据能保存100年。

　　MSP430F149在硬件上具有2路TTL电平的串行接口，一路经SP3485芯片转换成RS485串行接口后与连接在其底层的数字电能表通信，另一路直接与CC2430进行通信。RS485总线被目前的绝大多数数字电能表所支持，其采用平衡发送和差分接收方式实现通信，具有极强的抗共模干扰能力，信号可传输上千米，并且支持多点数据通信。而符合Zigbee协议的CC2430芯片支持TTL电平的串行接口，所以无须进行接口转换，就可以与核心处理器进行通信。

　　TOP7 基于ZigBee技术的无线数传电路

　　无线数传模块的硬件设计：无线数传模块的硬件设计主要分为CPU部分、射频部分和接插件三个部分。图3所示是CPU部分的主要电路，它由CC2430及其辅助电路组成；射频部分主要由功率放大器（PA）和低噪声放大器（LNA）组成；作为通用产品，接插件的选择也至关重要，为了方便模块的替换，本文选择可插拔、间距为1．27 mm的插针作为接插件。

　　该接插件使得模块也可以像其他芯片一样直接焊接在目标PCB上，同时，也可以上自动贴片机。 图4所示是系统中的射频部分电路原理图。为了使传输距离更远，就必须加大发射功率和提高接受灵敏度，所以，在射频部分，本文的设计又增加了PA、LNA以及一些信号开关和开关控制信号的产生电路。LNA的增益可达13 dB左右，因而大大提高了传输距离和可靠性。

　　图5所示是系统射频功放电路图，其中PA的发射功率可达20 dBm，故可大大提高传输距离。

　　数传模块的具体指标：根据数传模块的灵敏度、噪声系数、选择性、传输延时、安全等级等各项性能要求，ZigBee模块的各项技术指标如下：射频频率：2．4GHz；通道数：具有 16个射频通道2．405～2．485；通讯视距：可靠传输距离在100米以上； 发射功率：低功耗型为-25～0 dbm；可调远距离型为18．5～26 dbm可调；接收灵敏度：低功耗型为-90 dbm；远距离型为-99 dbm；网络拓扑：星状、树状、网状；每跳延时：不大于15 ms； 数据安全：采用128-Bit AES加密算法。