基于CC2430的城市車輛限行系統研究
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2 硬件設計
系統硬件結構中主要包括射頻收發芯片CC2430、以太網控制器RTL8019AS、存儲芯片、網絡隔離變壓器。CC2430芯片在發送端自動完成對數據信號的打包、編碼、調制，轉換為RP、信號后通過后端輸入／輸出匹配電路送入天線，完成信號發送。接收端將從天線接收到的有用信號通過CC2430解調、拆包，并進行CRC校驗，最終存儲數據。CC2430芯片內部的8051單片機，控制以太網控制器RTL8019AS進行數據的發送，用到的主要芯片有RTL8019AS，CSl93C46(64×16 b的E2PROM)，74HC573(8位鎖存)，62256(32KBRAM)。為分配好地址空間，采用CSI93C46進行讀(或寫)操作來設置RTL8019AS端口的I／O基地址和以太網物理地址。8051作為中央處理器，可控制射頻芯片休眠或者將其喚醒，進行數據的收發。8051的兩個外部中斷輸入端分別接開關K1和K2。開關K1的功能在于使用外部中斷退出單片機的掉電模式，開關K2的功能在于實現單片機內部的數據發送控制。8051單片機作為中央處理器不僅需要控制無線信號收發，同時還要對以太網控制器進行控制，在軟件設計中需要判別車牌信息是否為本市車輛，對數據進行存儲，按照時鐘定時發送或者接收交控中心發出的控制信號進行數據發送操作；射頻收發芯片主要作為該系統的發送、接收設備，它用來實現車輛信息的給定，主要作用在于它可以實現電子標簽和采集單元的數據交互；RTIL8019AS芯片，主要作用是實現單片機和遠程PC通過以太網實現相互通信，將8051的串行口改為能介入以太網的RJ 45接口，數據傳輸遵循標準TCP／IP協議。
2．1 電子標簽＆閱讀器
CC2430是真正的系統芯片(SoC)CMOS解決方案，能夠提高性能并滿足以ZigBee為基礎的2．4 GHzISM波段應用對低成本、低功耗的要求。它結合了高性能的2．4 GHz DSSS(直接序列擴頻)射頻收發器核心和1顆工業級小巧高效的8051控制器。CC2430在單個片上集成了ZigBee射頻(RF)前端、內存和微控制器，使用1個8位MCU(8051)，具有32 KB／64 KB／128 KB的編程閃存和8 KB的RAM，還包含模／數轉換器(ADC)、定時器(Timer)、AES-128安全協處理器、看門狗定時器(Watchdog Timer)、32 kHz晶振的休眠模式定時器、上電復位電路、掉電檢測電路以及21個可編程I／O引腳。CC2430的8051內核的目標代碼兼容標準8051微處理器，可以使用標準8051的匯編器和編譯器進行軟件開發。其21個可編程I／O引腳均可以通過軟件設定1組SFR寄存器的位和字節，使這些引腳作為通常的I／O口或者作為接ADC、定時器或USART部件的外圍設備I／O口使用。
CC2430電路連接圖如圖3所示。電路選用CC2430芯片作為電子標簽以及采集單元內閱讀器的核心部件。選用1個32．768 kHz的石英諧振器和2個電容組成32．768 kHz的晶振電路；選用1個32 MHz的石英諧振器和2個電容組成32 MHz的晶振電路(具體晶振電路圖省略)。電壓調節器可為所有要求1．8V電壓的內部電源供電，電容是用來作為電源濾波的去耦合電容，以提高芯片工作的穩定性。電路中J2是I／O引腳JTAG仿真器接口。J1是CC2430芯片擴展輸出口，在擴展輸出口上主要預留了SPI口和整個P0 I／O口。設計了2個發光二極管指示燈，作為電路調試指示燈。使用1個非平衡天線，為了使天線性能更好，在天線與CC2430之間連接了1個非平衡變壓器。非平衡變壓器由電容和三個電感以及1個PCB微波傳輸線組成，整個結構滿足RF輸入／輸出匹配電阻(50 Ω)的要求。本文引用地址：http://www.104case.com/article/172771.htm
在電子標簽中，由微控制芯片8051對CC2430進行控制，并通過SPI口將所要發送的數據送入CC2430，CC2430自動完成對數據信號的打包、編碼、調制，轉換為RF信號后通過后端輸入／輸出匹配電路送入天線，完成信號發送。采集單元閱讀器中數據接收將從天線接收到的有用信號通過CC2430解調、拆包，并進行CRC校驗，然后送入微控制器芯片進行處理，通過RS 232轉換芯片進行輸出。經過上述過程，進行數據的收發，RF收發器設計原理圖如圖4所示，虛線部分為閱讀器部分，通過RS 232串口送至以太網控制器。
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