LPC1227的遠距離ZigBee無線網關設計
2 硬件設計
2.1 網關電源電路
LPC1227、CC2530和CC2591芯片需要3.3 V電壓供電??紤]到GSM模塊EM310的輸入電壓范圍為3.4~4.7 V,本次設計采用4.1 V電壓對EM310模塊供電。因此網關電源電路設計為3.3 V和4.1 V輸出的應用系統,如圖2所示。本文引用地址:http://www.104case.com/article/155537.htm
首先由JP1電源接口輸入220 V的交流電,經過AC—DC電源模塊輸出9 V直流電源。網關系統中GSM模塊功耗最大,雖然EM310最大瞬時電流可達到1.6 A,但是EM310處于GPRS工作模式時只需要400 mA電流。綜合考慮AC—DC模塊的體積、成本以及系統工作的穩定性,最終選擇了功率為10 W的AC—DC電源模塊,可保證系統的穩定工作。為了穩定地向EM310提供4.1 V的電壓,LDO芯片(低壓差電源芯片)選擇Sipex公司的SP X29302芯片,該芯片可穩定輸出高達3A的電流,結合43kΩ和100kΩ的電阻,可將輸出電壓調節到4.1V。
為保證3.3 V的輸出電壓采用了3.3 V的SPX1117LDO芯片,它的輸出電流可達800mA,輸出電壓的精度在±1%。
兩種LDO的輸出端都采用一個10μF的鉭電容來改善瞬態響應和穩定性。
2.2 遠距離ZigBee模塊電路
遠距離ZigBee模塊電路主要由晶振電路、CC2530芯片、CC2591芯片、芯片間RF差分信號線的匹配鏈路、RF信號到天線的匹配電路、CC25 91控制信號線,以及電源的退耦濾波部分組成。本文只給出ZigBee模塊系統結構圖,如圖3所示。
對于CC2591的3個使能控制引腳,CC2530與CC2591的引腳連接分配如下:P1_1對應PA EN,P1_4對應EN,P0_7對應HGM。
在實際設計ZigBee模塊的PCB電路板時,需注意以下2點:
①CC2530的GND引腳在芯片底部,畫PCB封裝時可在GND焊盤上添加GND過孔,以實現芯片的GND引腳與PCB板上的GND相連。
②TI公司提供的CC2591設計資料中建議采用4層板設計,考慮成本因素,本次設計仍采用2層PCB設計。經測試發現ZigBee節點間的通信距離在采用5 dm全向天線時,無障礙通信距離可達1 km以上,滿足設計需要。
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