2硬件设计硬件部分采用模块化的设计方式,将电路分为CC2530核心板与各功能不同的扩展板,实现同一核心板与不同扩展板的配合使用。这样的好处在于针对不同的应用场景只需选取不同的扩展板,而不必对核心板进行修改。CC2530核心板包含CC2530芯片和RF收发电路,并引出芯片的主要I/O口与扩展板结合。根据功能的不同,扩展版分为ZigBee协调器和ZigBee-红外遥控两种。2.1ZigBee-红外遥控电路ZigBee-红外遥控由CC2530核心板和ZigBee-红外遥控扩展板两部分组成。其扩展版主要包括嵌入式微处理器、红外收/发模块和电源模块等。其结构框图如图2所示。
为实现低成本、高实时性的遥控,遥控的嵌入式微处理器选用由NXP半导体公司生产的基于Cortex-M0内核的LPC1114。该微处理器的CPU频率可到50MHz,同时包含高达32KB片内Flash存储器和8KB数据存储器,4个通用计时器以及多达42个通用I/O引脚[5]。同时为进一步提高遥控的实时性,减小软件负载,遥控不采用任何嵌入式操作系统。2.2ZigBee协调器电路ZigBee协调器由CC2530核心板和协调器扩展板两部分组成。其扩展版主要包括电源和开关模块、UART串口模块以及编程下载模块。其框图如图3所示。
由于ZigBee协调器是一个ZigBee无线网络的创建者和协调者,同时还是网络内部与外部通信的枢纽[4],因此协调器必须一直处于活跃状态。本次设计选用220VAC/DC稳压电源转换模块为协调器提供持续稳定的电源电压,并设有电源开关。2.3协调器电源电路由于CC2530由3.3V电压供电,因此协调器电源电路需设计为3.3V电压输出,如图4所示。
遥控的载波由16位计数器通过匹配反转输出的方式产生。该方法极大地提高了载波的稳定性[9],同时减少额外器件,降低成本。图7为通过逻辑分析仪获取的某一红外信号与本遥控所学信号间的对比图。由于红外接收头会将接收到的红外信号反向,因此,原信号与学习信号刚好高低电平相反。通过图7的波形对比可看出该遥控已成功实现学习功能。