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簡介
CC2530 是用于2.4-GHz IEEE 802.15.4、ZigBee 和RF4CE 應(yīng)用的一個真正的片上系統(tǒng)（SoC）解決方案。它能夠以非常低的總的材料成本建立強大的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點。CC2530 結(jié)合了領(lǐng)先的RF 收發(fā)器的優(yōu)良性能，業(yè)界標準的增強型8051 CPU，系統(tǒng)內(nèi)可編程閃存，8-KB RAM 和許多其它強大的功能。CC2530 有四種不同的閃存版本：CC2530F32/64/128/256，分別具有32/64/128/256KB 的閃存。CC2530 具有不同的運行模式，使得它尤其適應(yīng)超低功耗要求的系統(tǒng)。運行模式之間的轉(zhuǎn)換時間短進一步確保了低能源消耗。
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CC2530相關(guān)設(shè)計方案下載：
2.基于CC2530的ZigBee數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計
3.基于CC2530+及ZigBee+協(xié)議棧設(shè)計無線網(wǎng)絡(luò)傳感器節(jié)點
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功能框圖
下圖是CC2530 的方框圖，圖中模塊大致可以分為三類：CPU 和內(nèi)存相關(guān)的模塊；外設(shè)、時鐘和電源管理相關(guān)的模塊，以及無線電相關(guān)的模塊。
引腳圖
引腳功能說明
AVDD1 28 電源（模擬） 2-V–3.6-V 模擬電源連接
AVDD2 27 電源（模擬） 2-V–3.6-V 模擬電源連接
AVDD3 24 電源（模擬） 2-V–3.6-V 模擬電源連接
AVDD4 29 電源（模擬） 2-V–3.6-V 模擬電源連接
AVDD5 21 電源（模擬） 2-V–3.6-V 模擬電源連接
AVDD6 31 電源（模擬） 2-V–3.6-V 模擬電源連接
DCOUPL 40 電源（數(shù)字） 1.8V 數(shù)字電源去耦。不使用外部電路供應(yīng)。
DVDD1 39 電源（數(shù)字） 2-V–3.6-V 數(shù)字電源連接
DVDD2 10 電源（數(shù)字） 2-V–3.6-V 數(shù)字電源連接
GND - 接地 接地襯墊必須連接到一個堅固的接地面。
GND 1，2，3，4 未使用的引腳 連接到GND
P0_0 19 數(shù)字I/O 端口0.0
P0_1 18 數(shù)字I/O 端口0.1
P0_2 17 數(shù)字I/O 端口0.2
P0_3 16 數(shù)字I/O 端口0.3
P0_4 15 數(shù)字I/O 端口0.4
P0_5 14 數(shù)字I/O 端口0.5
P0_6 13 數(shù)字I/O 端口0.6
P0_7 12 數(shù)字I/O 端口0.7
P1_0 11 數(shù)字I/O 端口1.0-20-mA 驅(qū)動能力
P1_1 9 數(shù)字I/O 端口1.1-20-mA 驅(qū)動能力
P1_2 8 數(shù)字I/O 端口1.2
P1_3 7 數(shù)字I/O 端口1.3
P1_4 6 數(shù)字I/O 端口1.4
P1_5 5 數(shù)字I/O 端口1.5
P1_6 38 數(shù)字I/O 端口1.6
P1_7 37 數(shù)字I/O 端口1.7
P2_0 36 數(shù)字I/O 端口2.0
P2_1 35 數(shù)字I/O 端口2.1
P2_2 34 數(shù)字I/O 端口2.2
P2_3 33 數(shù)字I/O 模擬端口2.3/32.768 kHz XOSC
P2_4 32 數(shù)字I/O 模擬端口2.4/32.768 kHz XOSC
RESET_N 20 數(shù)字輸入 復(fù)位，活動到低電平
RF_N 26 RF I/O RX 期間負RF 輸入信號到LNA
RF_P 25 RF I/O RX 期間正RF 輸入信號到LNA
XOSC_Q1 22 模擬I/O 32-MHz 晶振引腳1或外部時鐘輸入
XOSC_Q2 23 模擬I/O 32-MHz 晶振引腳2
特性
·RF/布局
–適應(yīng)2.4-GHz IEEE 802.15.4 的RF 收發(fā)器
–極高的接收靈敏度和抗干擾性能
–可編程的輸出功率高達4.5 dBm
–只需極少的外接元件
–只需一個晶振，即可滿足網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)需要
–6-mm ×6-mm 的QFN40 封裝
–適合系統(tǒng)配置符合世界范圍的無線電頻率法規(guī)：ETSI EN 300 328 和EN 300440（歐洲），F(xiàn)CC CFR47 第15 部分（美國）和ARIB STD-T-66（日本）
·低功耗
–主動模式RX（CPU 空閑）：24 mA
–主動模式TX 在1dBm（CPU 空閑）：29mA
–供電模式1（4 μs 喚醒）：0.2 mA
–供電模式2（睡眠定時器運行）：1 μA
–供電模式3（外部中斷）：0.4 μA
–寬電源電壓范圍（2 V–3.6 V）
·微控制器
–優(yōu)良的性能和具有代碼預(yù)取功能的低功耗8051 微控制器內(nèi)核
–32-、64-或128-KB 的系統(tǒng)內(nèi)可編程閃存
–8-KB RAM，具備在各種供電方式下的數(shù)據(jù)保持能力
–支持硬件調(diào)試
·外設(shè)
–強大的5 通道DMA
–IEEE 802.5.4 MAC 定時器，通用定時器（一個16 位定時器，一個8 位定時器）
–IR 發(fā)生電路
–具有捕獲功能的32-kHz 睡眠定時器
–硬件支持CSMA/CA
–支持精確的數(shù)字化RSSI/LQI
–電池監(jiān)視器和溫度傳感器
–具有8 路輸入和可配置分辨率的12 位ADC
–AES 安全協(xié)處理器
–2 個支持多種串行通信協(xié)議的強大USART
–21 個通用I/O 引腳（19×4 mA，2×20 mA）
–看門狗定時器
模塊說明
CPU 和內(nèi)存
CC253x芯片系列中使用的8051 CPU內(nèi)核是一個單周期的8051兼容內(nèi)核。它有三種不同的內(nèi)存訪問總線（SFR，DATA 和CODE/XDATA），單周期訪問SFR，DATA 和主SRAM。它還包括一個調(diào)試接口和一個18 輸入擴展中斷單元。
中斷控制器總共提供了18 個中斷源，分為六個中斷組，每個與四個中斷優(yōu)先級之一相關(guān)。當設(shè)備從活動模式回到空閑模式，任一中斷服務(wù)請求就被激發(fā)。一些中斷還可以從睡眠模式（供電模式1-3）喚醒設(shè)備。
內(nèi)存仲裁器位于系統(tǒng)中心，因為它通過SFR 總線把CPU 和DMA 控制器和物理存儲器以及所有外設(shè)連接起來。內(nèi)存仲裁器有四個內(nèi)存訪問點，每次訪問可以映射到三個物理存儲器之一：一個8-KB SRAM、閃存存儲器和XREG/SFR 寄存器。它負責(zé)執(zhí)行仲裁，并確定同時訪問同一個物理存儲器之間的順序。
8-KB SRAM映射到DATA存儲空間和部分XDATA存儲空間。8-KB SRAM是一個超低功耗的SRAM，即使數(shù)字部分掉電（供電模式2 和3）也能保留其內(nèi)容。這是對于低功耗應(yīng)用來說很重要的一個功能。
32/64/128/256 KB閃存塊為設(shè)備提供了內(nèi)電路可編程的非易失性程序存儲器，映射到XDATA 存儲空間。除了保存程序代碼和常量以外，非易失性存儲器允許應(yīng)用程序保存必須保留的數(shù)據(jù)，這樣設(shè)備重啟之后可以使用這些數(shù)據(jù)。使用這個功能，例如可以利用已經(jīng)保存的網(wǎng)絡(luò)具體數(shù)據(jù)，就不需要經(jīng)過完全啟動、網(wǎng)絡(luò)尋找和加入過程。
時鐘和電源管理
數(shù)字內(nèi)核和外設(shè)由一個1.8-V 低差穩(wěn)壓器供電。它提供了電源管理功能，可以實現(xiàn)使用不同供電模式的長電池壽命的低功耗運行。有五種不同的復(fù)位源來復(fù)位設(shè)備。
外設(shè)
CC2530 包括許多不同的外設(shè)，允許應(yīng)用程序設(shè)計者開發(fā)先進的應(yīng)用。
調(diào)試接口執(zhí)行一個專有的兩線串行接口，用于內(nèi)電路調(diào)試。通過這個調(diào)試接口，可以執(zhí)行整個閃存存儲器的擦除、控制使能哪個振蕩器、停止和開始執(zhí)行用戶程序、執(zhí)行8051 內(nèi)核提供的指令、設(shè)置代碼斷點，以及內(nèi)核中全部指令的單步調(diào)試。使用這些技術(shù)，可以很好地執(zhí)行內(nèi)電路的調(diào)試和外部閃存的編程。
設(shè)備含有閃存存儲器以存儲程序代碼。閃存存儲器可通過用戶軟件和調(diào)試接口編程。閃存控制器處理寫入和擦除嵌入式閃存存儲器。閃存控制器允許頁面擦除和4 字節(jié)編程。
I/O控制器負責(zé)所有通用I/O引腳。CPU可以配置外設(shè)模塊是否控制某個引腳或它們是否受軟件控制，如果是的話，每個引腳配置為一個輸入還是輸出，是否連接襯墊里的一個上拉或下拉電阻。CPU 中斷可以分別在每個引腳上使能。每個連接到I/O 引腳的外設(shè)可以在兩個不同的I/O 引腳位置之間選擇，以確保在不同應(yīng)用程序中的靈活性。
系統(tǒng)可以使用一個多功能的五通道DMA控制器，使用XDATA存儲空間訪問存儲器，因此能夠訪問所有物理存儲器。每個通道（觸發(fā)器、優(yōu)先級、傳輸模式、尋址模式、源和目標指針和傳輸計數(shù)）用DMA 描述符在存儲器任何地方配置。許多硬件外設(shè)（AES 內(nèi)核、閃存控制器、USART、定時器、ADC 接口）通過使用DMA 控制器在SFR 或XREG 地址和閃存/SRAM 之間進行數(shù)據(jù)傳輸，獲得高效率操作。定時器1 是一個16 位定時器，具有定時器/PWM 功能。它有一個可編程的分頻器，一個16 位周期值，和五個各自可編程的計數(shù)器/捕獲通道，每個都有一個16 位比較值。每個計數(shù)器/捕獲通道可以用作一個PWM輸出或捕獲輸入信號邊沿的時序。它還可以配置在IR產(chǎn)生模式，計算定時器3 周期，輸出是ANDed，定時器3 的輸出是用最小的CPU 互動產(chǎn)生調(diào)制的消費型IR 信號。
MAC定時器（定時器2）是專門為支持IEEE 802.15.4 MAC或軟件中其他時槽的協(xié)議設(shè)計。定時器有一個可配置的定時器周期和一個8 位溢出計數(shù)器，可以用于保持跟蹤已經(jīng)經(jīng)過的周期數(shù)。一個16 位捕獲寄存器也用于記錄收到/發(fā)送一個幀開始界定符的精確時間，或傳輸結(jié)束的精確時間，還有一個16 位輸出比較寄存器可以在具體時間產(chǎn)生不同的選通命令（開始RX，開始TX，等等）到無線模塊。定時器3 和定時器4 是8 位定時器，具有定時器/計數(shù)器/PWM 功能。它們有一個可編程的分頻器，一個8 位的周期值，一個可編程的計數(shù)器通道，具有一個8 位的比較值。每個計數(shù)器通道可以用作一個PWM 輸出。
睡眠定時器是一個超低功耗的定時器，計算32-kHz 晶振或32-kHz RC 振蕩器的周期。睡眠定時器在除了供電模式3 的所有工作模式下不斷運行。這一定時器的典型應(yīng)用是作為實時計數(shù)器，或作為一個喚醒定時器跳出供電模式1 或2。
ADC支持7到12位的分辨率，分別在30 kHz或4 kHz的帶寬。DC和音頻轉(zhuǎn)換可以使用高達八個輸入通道（端口0）。輸入可以選擇作為單端或差分。參考電壓可以是內(nèi)部電壓、AVDD 或是一個單端或差分外部信號。ADC 還有一個溫度傳感輸入通道。ADC 可以自動執(zhí)行定期抽樣或轉(zhuǎn)換通道序列的程序。
隨機數(shù)發(fā)生器使用一個16 位LFSR 來產(chǎn)生偽隨機數(shù)，這可以被CPU 讀取或由選通命令處理器直接使用。例如隨機數(shù)可以用作產(chǎn)生隨機密鑰，用于安全。
AES加密/解密內(nèi)核允許用戶使用帶有128位密鑰的AES算法加密和解密數(shù)據(jù)。這一內(nèi)核能夠支持IEEE 802.15.4 MAC 安全、ZigBee 網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層要求的AES 操作。
一個內(nèi)置的看門狗允許CC2530 在固件掛起的情況下復(fù)位自身。當看門狗定時器由軟件使能，它必須定期清除；否則，當它超時就復(fù)位它就復(fù)位設(shè)備。或者它可以配置用作一個通用32-kHz 定時器。
USART 0和USART 1每個被配置為一個SPI主/從或一個UART。它們?yōu)镽X和TX提供了雙緩沖，以及硬件流控制，因此非常適合于高吞吐量的全雙工應(yīng)用。每個都有自己的高精度波特率發(fā)生器，因此可以使普通定時器空閑出來用作其他用途。
無線設(shè)備
CC2530 具有一個IEEE 802.15.4 兼容無線收發(fā)器。RF 內(nèi)核控制模擬無線模塊。另外，它提供了MCU 和無線設(shè)備之間的一個接口，這使得可以發(fā)出命令，讀取狀態(tài)，自動操作和確定無線設(shè)備事件的順序。無線設(shè)備還包括一個數(shù)據(jù)包過濾和地址識別模塊。
應(yīng)用
·2.4-GHz IEEE 802.15.4 系統(tǒng)
·RF4CE 遠程控制系統(tǒng)（需要大于64-KB閃存）
·ZigBee 系統(tǒng)（256-KB 閃存）
·家庭/樓宇自動化
·照明系統(tǒng)
·工業(yè)控制和監(jiān)控
·低功耗無線傳感網(wǎng)絡(luò)
·消費型電子
·醫(yī)療保健
典型案例
可編程邏輯控制器
可編程邏輯控制器 （PLC） 的處理和控制實施包含從測試實驗室和制造工廠到軍事與醫(yī)療電子產(chǎn)品以及基本數(shù)據(jù)采集的所有范圍。它們利用各種傳感器和反饋機制通過收集、存儲和分析數(shù)據(jù)來監(jiān)視和控制本地環(huán)境和系統(tǒng)/機器交互。從傳感器獲得的數(shù)據(jù)包含精密測量和對模擬電壓/電流中超低值或細微更改的處理。
病患監(jiān)控
隨著時間的推移，出現(xiàn)了多種用于測量血壓、葡萄糖水平、脈搏、呼氣末二氧化碳及其它各種生物值的便攜式單參數(shù)監(jiān)護儀/儀表。如今，病人監(jiān)護儀是能夠適應(yīng)各種臨床應(yīng)用、支持各種有線和無線接口的靈活的便攜式設(shè)備。無論監(jiān)護儀是單參數(shù)設(shè)備還是多參數(shù)設(shè)備，目標功能、功耗和多功能系統(tǒng)通常是關(guān)鍵要求。如今，監(jiān)護儀可以跟隨病人出入手術(shù)室、重癥監(jiān)護室、病房，甚至他們的住宅。這對當今世界醫(yī)療事業(yè)極為重要。
當今的病人監(jiān)護儀最重要的特性是可移動性、簡便易用和可輕松進行病人數(shù)據(jù)傳輸。可移動性包含便攜性和與其它醫(yī)療設(shè)備（如麻醉機或除顫器）相連的能力。簡便易用可通過觸摸屏和多級菜單驅(qū)動的配置文件來實現(xiàn)，這些配置文件可以根據(jù)環(huán)境和病人的重要統(tǒng)計數(shù)據(jù)進行配置。需要在從無線到 RS232 的所有設(shè)備上實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸。所有地區(qū)的醫(yī)院可能都會支持某個特定的基礎(chǔ)設(shè)施；而救護車、住宅和其它環(huán)境則需要支持不同的協(xié)議。最大程度地降低醫(yī)療成本這一不斷增加的需要正在促使醫(yī)療供應(yīng)商在醫(yī)院外進行病人治療和監(jiān)控。為新興經(jīng)濟體中人口高度集中的農(nóng)村和偏遠地區(qū)提供醫(yī)療正在推動對遠程病人監(jiān)控和遠程醫(yī)療的需要。
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