無線抄表終端電路設計，Zigbee是背后的高招

本文介紹了一種以MSP430F149單片機為核心的，基于Zigbee網絡的無線抄表終端。具體闡述了該終端的主要特點、硬件電路設計和軟件設計。試驗結果表明，該設計具有運行穩定，可靠性高的特點，可廣泛應用于各類水、電、氣表終端無線集中抄表中，具有良好的應用前景。

電路原理：核心處理器采用TI公司的MSP430F149單片機。為實現低功耗的要求，電路中采用高速和低速兩個晶振，由高速晶振產生頻率較高的MCL－K，以滿足 CPU高速數據運算的要求，在不需要CPU工作時關閉高速晶振，由低速晶振產生頻率較低的ACLK，運行實時時鐘。日歷時鐘芯片采用PHILIPS公司的 PCF8563。此芯片支持IIC總線接口，采用低功耗CMOS技術，具有較寬的工作電壓范圍1．0V～5．5V，在3．0V供電條件下，工作電流和休眠電流的典型值都為0．25μA，能記錄世紀、年、月、日、周、時、分、秒，具有定時、報警和頻率輸出功能。存儲器采用復旦微電子的FM24C04。此芯片是兩線制串行EEPROM，兼容IIC總線接口，采用低功耗CMOS技術，具有較寬的工作電壓范圍2．2V～5．SV，在3．0V供電條件下，額定電流為 1mA，休眠電流典型值為5 μA，在掉電情況下，存儲器中的數據能保存100年。

MSP430F149在硬件上具有2路TTL電平的串行接口，一路經SP3485芯片轉換成RS485串行接口后與連接在其底層的數字電能表通信，另一路直接與CC2430進行通信。RS485總線被目前的絕大多數數字電能表所支持，其采用平衡發送和差分接收方式實現通信，具有極強的抗共模干擾能力，信號可傳輸上千米，并且支持多點數據通信。而符合Zigbee協議的CC2430芯片支持TTL電平的串行接口，所以無須進行接口轉換，就可以與核心處理器進行通信。

本終端在設計的過程中所有器件的選型都考慮了低功耗要求，即使使用電池供電，每次更換電池也至少可以使用兩年。并且選用的元器件都支持3．3V電壓，全部電路只需要單一電源就可以穩定運行。 圖1是本終端的硬件原理圖，省略掉了電源穩壓電路、濾波電路和一些外圍元件。圖中的LED1、LED2、LED3分別用于指示接收數據、發送數據和無線網絡狀態。