詞語(yǔ)解釋
cc2420是一款無(wú)線通信芯片,由美國(guó)TI公司推出,是一款低功耗、低成本的IEEE 802.15.4標(biāo)準(zhǔn)無(wú)線通信芯片,主要用于無(wú)線網(wǎng)絡(luò)、家庭自動(dòng)化、工業(yè)控制、無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)等領(lǐng)域。 cc2420芯片的特點(diǎn)是低功耗、低成本、高性能、高可靠性。它采用2.4GHz頻段,支持IEEE 802.15.4標(biāo)準(zhǔn),支持多種網(wǎng)絡(luò)類型,如無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)(WSN)、無(wú)線控制網(wǎng)絡(luò)(WCN)、無(wú)線家庭自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)(WHA)、無(wú)線局域網(wǎng)(WLAN)等。它支持最大250Kbps的數(shù)據(jù)傳輸速率,最大可以支持距離2Km的無(wú)線通信,有著非常優(yōu)秀的傳輸性能。 cc2420芯片主要應(yīng)用于無(wú)線網(wǎng)絡(luò)、家庭自動(dòng)化、工業(yè)控制、無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)等領(lǐng)域。在無(wú)線網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域,cc2420可以用于無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的建設(shè),可以實(shí)現(xiàn)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的連接,為用戶提供更便捷的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。在家庭自動(dòng)化領(lǐng)域,cc2420可以用于家庭智能設(shè)備的連接,實(shí)現(xiàn)家庭智能化,為用戶提供更便捷的家庭自動(dòng)化服務(wù)。在工業(yè)控制領(lǐng)域,cc2420可以用于工業(yè)控制設(shè)備的連接,實(shí)現(xiàn)工業(yè)控制,為用戶提供更便捷的工業(yè)控制服務(wù)。在無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域,cc2420可以用于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的建設(shè),可以實(shí)現(xiàn)傳感器的連接,為用戶提供更便捷的無(wú)線傳感器服務(wù)。 總之,cc2420是一款低功耗、低成本的IEEE 802.15.4標(biāo)準(zhǔn)無(wú)線通信芯片,主要用于無(wú)線網(wǎng)絡(luò)、家庭自動(dòng)化、工業(yè)控制、無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)等領(lǐng)域,支持最大250Kbps的數(shù)據(jù)傳輸速率,最大可以支持距離2Km的無(wú)線通信,有著非常優(yōu)秀的傳輸性能。 CC2420是Chipcon公司推出的一款符合IEEE 802.15.4規(guī)范的2.4GHz射頻芯片,用來(lái)開(kāi)發(fā)工業(yè)無(wú)線傳感及家庭組網(wǎng)等PAN網(wǎng)絡(luò)的ZigBee設(shè)備和產(chǎn)品。 CC2420是Chipcon As公司推出的首款符合2.4GHz IEEE802.15.4標(biāo)準(zhǔn)的射頻收發(fā)器。該器件包括眾多額外功能,是第一款適用于ZigBee產(chǎn)品的RF器件。它基于Chipcon公司的SmartRF 03技術(shù),以0.18um CMOS工藝制成 只需極少外部元器件,性能穩(wěn)定且功耗極低。CC2420的選擇性和敏感性指數(shù)超過(guò)了IEEE802.15.4標(biāo)準(zhǔn)的要求,可確保短距離通信的有效性和可靠性。利用此芯片開(kāi)發(fā)的無(wú)線通信設(shè)備支持?jǐn)?shù)據(jù)傳輸率高達(dá)250kbps可以實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)的快速組網(wǎng)。 芯片主要性能特點(diǎn) CC2420的主要性能參數(shù)如下: ●工作頻帶范圍:2.400~2.4835GHz; ●采用IEEE802.15.4規(guī)范要求的直接序列擴(kuò)頻方式; ●數(shù)據(jù)速率達(dá)250kbps碼片速率達(dá)2MChip/s; ●采用o-QPSK調(diào)制方式; ●超低電流消耗(RX:19.7mA,TX:17.4mA)高接收靈敏度(-99dBm); ●抗鄰頻道干擾能力強(qiáng)(39dB); ●內(nèi)部集成有VCO、LNA、PA以及電源整流器 采用低電壓供電(2.1~3.6V); ●輸出功率編程可控; ●IEEE802.15.4 MAC層硬件可支持自動(dòng)幀格式生成、同步插入與檢測(cè)、16bit CRC校驗(yàn)、電源檢測(cè)、完全自動(dòng)MAC層安全保護(hù)(CTR,CBC-MAC,CCM); ●與控制微處理器的接口配置容易(4總線SPI接口); ●開(kāi)發(fā)工具齊全 提供有開(kāi)發(fā)套件和演示套件; ●采用QLP-48封裝,外形尺寸只有7×7mm。 芯片內(nèi)部結(jié)構(gòu) CC2420芯片的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖1所示。天線接收的射頻信號(hào)經(jīng)過(guò)低噪聲放大器和I/Q下變頻處理后,中頻信號(hào)只有2MHz,此混合I/Q信號(hào)經(jīng)過(guò)濾波、放大、AD變換、自動(dòng)增益控制、數(shù)字解調(diào)和解擴(kuò) 最終恢復(fù)出傳輸?shù)恼_數(shù)據(jù)。 發(fā)射機(jī)部分基于直接上變頻。要發(fā)送的數(shù)據(jù)先被送入128字節(jié)的發(fā)送緩存器中,頭幀和起始幀是通過(guò)硬件自動(dòng)產(chǎn)生的。根據(jù)IEEE802.15.4標(biāo)準(zhǔn),所要發(fā)送的數(shù)據(jù)流的每4個(gè)比特被32碼片的擴(kuò)頻序列擴(kuò)頻后送到DA變換器。然后,經(jīng)過(guò)低通濾波和上變頻的混頻后的射頻信號(hào)最終被調(diào)制到2.4GHz,并經(jīng)放大后送到天線發(fā)射出去。 典型應(yīng)用電路 CC2420只需要極少的外圍元器件,其典型應(yīng)用電路如圖2所示。它的外圍電路包括晶振時(shí)鐘電路、射頻輸入/輸出匹配電路和微控制器接口電路三個(gè)部分。 芯片本振信號(hào)既可由外部有源晶體提供, 也可由內(nèi)部電路提供。由內(nèi)部電路提供時(shí)需外加晶體振蕩器和兩個(gè)負(fù)載電容,電容的大小取決于晶體的頻率及輸入容抗等參數(shù)。例如當(dāng)采用16MHz晶振時(shí) 其電容值約為22pF。 射頻輸入/輸出匹配電路主要用來(lái)匹配芯片的輸入輸出阻抗,使其輸入輸出阻抗為50Ω,同時(shí)為芯片內(nèi)部的PA及LNA提供直流偏置。 CC2420可以通過(guò)4線SPI總線(SI、SO、SCLK、CSn)設(shè)置芯片的工作模式 并實(shí)現(xiàn)讀/寫(xiě)緩存數(shù)據(jù) 讀/寫(xiě)狀態(tài)寄存器等。通過(guò)控制FIFO和FIFOP管腳接口的狀態(tài)可設(shè)置發(fā)射/接收緩存器。注意:在SPI總線接口上進(jìn)行的地址和數(shù)據(jù)傳輸大多是MSB優(yōu)先的。CC2420片內(nèi)有33個(gè)16比特狀態(tài)設(shè)置寄存器,在每個(gè)寄存器的讀/寫(xiě)周期中,SI總線上共有24比特?cái)?shù)據(jù),分別為:1比特RAM/寄存器選擇位(0:寄存器,1:RAM),1比特讀/寫(xiě)控制位(0:寫(xiě),1:讀),6比特地址選擇位、16比特?cái)?shù)據(jù)位。在數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程中CSn必須始終保持低電平。 另外,通過(guò)CCA管腳狀態(tài)的設(shè)置可以控制清除通道估計(jì) 通過(guò)SFD管腳狀態(tài)的設(shè)置可以控制時(shí)鐘/定時(shí)信息的輸入。這些接口必須與微處理器的相應(yīng)管腳相連來(lái)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)射頻功能的控制與管理。 C2420是首款符合ZigBee技術(shù)的高集成度工業(yè)用射頻收發(fā)器件,其MAC層和PHY層協(xié)議符合802.15.4規(guī)范,工作于免授權(quán)的2.4GHz頻段。利用此芯片開(kāi)發(fā)的短距離射頻傳輸系統(tǒng)成本低、功耗小,適于電池長(zhǎng)期供電。具有硬件加密、安全可靠、組網(wǎng)靈活、抗毀性強(qiáng)等特點(diǎn),為家庭自動(dòng)控制、工業(yè)監(jiān)控、傳感網(wǎng)絡(luò)、消費(fèi)電子、智能玩具等提供了理想的解決方案。
CC2420是Chipcon公司推出的一款符合IEEE 802.15.4規(guī)范的2.4GHz射頻芯片,用來(lái)開(kāi)發(fā)工業(yè)無(wú)線傳感及家庭組網(wǎng)等PAN網(wǎng)絡(luò)的ZigBee設(shè)備和產(chǎn)品。 CC2420是Chipcon As公司推出的首款符合2.4GHz IEEE802.15.4標(biāo)準(zhǔn)的射頻收發(fā)器。該器件包括眾多額外功能,是第一款適用于ZigBee產(chǎn)品的RF器件。它基于Chipcon公司的SmartRF 03技術(shù),以0.18um CMOS工藝制成 只需極少外部元器件,性能穩(wěn)定且功耗極低。CC2420的選擇性和敏感性指數(shù)超過(guò)了IEEE802.15.4標(biāo)準(zhǔn)的要求,可確保短距離通信的有效性和可靠性。利用此芯片開(kāi)發(fā)的無(wú)線通信設(shè)備支持?jǐn)?shù)據(jù)傳輸率高達(dá)250kbps可以實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)的快速組網(wǎng)。 芯片主要性能特點(diǎn) CC2420的主要性能參數(shù)如下: ●工作頻帶范圍:2.400~2.4835GHz; ●采用IEEE802.15.4規(guī)范要求的直接序列擴(kuò)頻方式; ●數(shù)據(jù)速率達(dá)250kbps碼片速率達(dá)2MChip/s; ●采用o-QPSK調(diào)制方式; ●超低電流消耗(RX:19.7mA,TX:17.4mA)高接收靈敏度(-99dBm); ●抗鄰頻道干擾能力強(qiáng)(39dB); ●內(nèi)部集成有VCO、LNA、PA以及電源整流器 采用低電壓供電(2.1~3.6V); ●輸出功率編程可控; ●IEEE802.15.4 MAC層硬件可支持自動(dòng)幀格式生成、同步插入與檢測(cè)、16bit CRC校驗(yàn)、電源檢測(cè)、完全自動(dòng)MAC層安全保護(hù)(CTR,CBC-MAC,CCM); ●與控制微處理器的接口配置容易(4總線SPI接口); ●開(kāi)發(fā)工具齊全 提供有開(kāi)發(fā)套件和演示套件; ●采用QLP-48封裝,外形尺寸只有7×7mm。 芯片內(nèi)部結(jié)構(gòu) CC2420芯片的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖1所示。天線接收的射頻信號(hào)經(jīng)過(guò)低噪聲放大器和I/Q下變頻處理后,中頻信號(hào)只有2MHz,此混合I/Q信號(hào)經(jīng)過(guò)濾波、放大、AD變換、自動(dòng)增益控制、數(shù)字解調(diào)和解擴(kuò) 最終恢復(fù)出傳輸?shù)恼_數(shù)據(jù)。 發(fā)射機(jī)部分基于直接上變頻。要發(fā)送的數(shù)據(jù)先被送入128字節(jié)的發(fā)送緩存器中,頭幀和起始幀是通過(guò)硬件自動(dòng)產(chǎn)生的。根據(jù)IEEE802.15.4標(biāo)準(zhǔn),所要發(fā)送的數(shù)據(jù)流的每4個(gè)比特被32碼片的擴(kuò)頻序列擴(kuò)頻后送到DA變換器。然后,經(jīng)過(guò)低通濾波和上變頻的混頻后的射頻信號(hào)最終被調(diào)制到2.4GHz,并經(jīng)放大后送到天線發(fā)射出去。 典型應(yīng)用電路 CC2420只需要極少的外圍元器件,其典型應(yīng)用電路如圖2所示。它的外圍電路包括晶振時(shí)鐘電路、射頻輸入/輸出匹配電路和微控制器接口電路三個(gè)部分。 芯片本振信號(hào)既可由外部有源晶體提供, 也可由內(nèi)部電路提供。由內(nèi)部電路提供時(shí)需外加晶體振蕩器和兩個(gè)負(fù)載電容,電容的大小取決于晶體的頻率及輸入容抗等參數(shù)。例如當(dāng)采用16MHz晶振時(shí) 其電容值約為22pF。 射頻輸入/輸出匹配電路主要用來(lái)匹配芯片的輸入輸出阻抗,使其輸入輸出阻抗為50Ω,同時(shí)為芯片內(nèi)部的PA及LNA提供直流偏置。 CC2420可以通過(guò)4線SPI總線(SI、SO、SCLK、CSn)設(shè)置芯片的工作模式 并實(shí)現(xiàn)讀/寫(xiě)緩存數(shù)據(jù) 讀/寫(xiě)狀態(tài)寄存器等。通過(guò)控制FIFO和FIFOP管腳接口的狀態(tài)可設(shè)置發(fā)射/接收緩存器。注意:在SPI總線接口上進(jìn)行的地址和數(shù)據(jù)傳輸大多是MSB優(yōu)先的。CC2420片內(nèi)有33個(gè)16比特狀態(tài)設(shè)置寄存器,在每個(gè)寄存器的讀/寫(xiě)周期中,SI總線上共有24比特?cái)?shù)據(jù),分別為:1比特RAM/寄存器選擇位(0:寄存器,1:RAM),1比特讀/寫(xiě)控制位(0:寫(xiě),1:讀),6比特地址選擇位、16比特?cái)?shù)據(jù)位。在數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程中CSn必須始終保持低電平。 另外,通過(guò)CCA管腳狀態(tài)的設(shè)置可以控制清除通道估計(jì) 通過(guò)SFD管腳狀態(tài)的設(shè)置可以控制時(shí)鐘/定時(shí)信息的輸入。這些接口必須與微處理器的相應(yīng)管腳相連來(lái)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)射頻功能的控制與管理。 C2420是首款符合ZigBee技術(shù)的高集成度工業(yè)用射頻收發(fā)器件,其MAC層和PHY層協(xié)議符合802.15.4規(guī)范,工作于免授權(quán)的2.4GHz頻段。利用此芯片開(kāi)發(fā)的短距離射頻傳輸系統(tǒng)成本低、功耗小,適于電池長(zhǎng)期供電。具有硬件加密、安全可靠、組網(wǎng)靈活、抗毀性強(qiáng)等特點(diǎn),為家庭自動(dòng)控制、工業(yè)監(jiān)控、傳感網(wǎng)絡(luò)、消費(fèi)電子、智能玩具等提供了理想的解決方案。
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