基于CC2530的无线遥控信号发生器硬件设计

许志恒

摘要：本系統以TI公司的cc2530芯片为核心，介绍了一种基于cc2530处理器的无线遥控信号发生器硬件设计方法，从硬件结构上阐述了系统基本原理和技术特点，借助于zstack协议栈实现无线遥控信号源的波形发送点。

关键词：cc2530；无线遥控；信号发生器；zstack

中图分类号：TP872 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2019）01-0152-01

0 引言

随着物联网时代的到来，万物智慧互联的理念已经深入人心，越来越多的智能设备出现在各行各业中，工业逐渐智能化，人力越来越有被智能机器所取代的趋势，本文所要阐述的是在物联网技术背景下利用TI公司的物理层芯片cc2530实现一款智能无线遥控信号发生器。

1 无线遥控信号发生器的硬件节点设计

信号发生器又称为信号源，是被广泛应用在教学科研机构或者研发部门使用的一种工业仪器，传统的信号源一般做的很大，外观笨重而且无法进行无线控制，而本文所介绍的这款设计是基于zigbee技术的一款智能无线遥控信号源，它可以发送不同形式的单频正弦信号、三角波信号、方波信号，通过终端节点来实现发送信号的选择和切换。

无线遥控信号发生器硬件系统分为两个部分，第一部分信号发生器主电路，第二部分则是与之配对的无线遥控终端部分，下图为第一部分基于cc2530的信号发生器电路框图如图1所示。

该电路主要由cc2530芯片、flash存储模块、低通滤波模块、三极管放大模块及电源供电和射频天线单元组成。各类信号波形以量化后的8位二进制数存储在flash芯片当中，低通滤波模块主要对cc2530串口输出的台阶式信号进行圆滑滤波，滤除高阶分量，最后通过三极管进行小信号放大输出。

2 遥控端电路模块设计

遥控端设备主要处理器也是CC2530芯片，CC2530模块是美国德州仪器（TI）公司开发的一款基于物联网zigbee应用的低功耗嵌入式处理器，兼容zigbee协议规范802.15.4，内核为8051内核，集成，2.4GHz射频收发单元[1]等外设，本系统通过cc2530芯片建立一个遥控终端，其硬件原理图如图2所示。

遥控部分电路主要由cc2530处理器单元、按键控制模块、led灯状态显示、射频天线单元及电源供电构成，本设计中的电源供电主要采用专用的5v纽扣电池来提供能源，通过一个线性低压差电源ASM1117来实现5v转3.3v的电压转化提供给cc2530使用，按键控制主要用来实现遥控指令的传递，通过按键的按下是的2530通过射频天线发送指令到主控板，主控制板收到遥控指令后则启动信号的选择和发送工作，整个无线通信协议采用基于zigbee技术的基于TI公司zstack协议[2]。

3 系统工作原理概述

3.1 系统工作过程简介

在本系统中所需要发送的信号波形是事先由计算机按照一定的采样率采样后，按照不大于系统工作电压的幅值来进行存储的，所以所有的数据都是8bit的一个二进制字节，存储在flash芯片中，当遥控单元发出一个指令后，信号发生器接收端接收到信号后就开始进行信号数据的选择，比如指令要求发送的是正弦信号，那么软件则自动搜索flash中的正弦信号区域，按照约定好的采样率通过串口进行数据发送。

3.2 低通滤波及功率放大电路设计

值得注意的是，在cc2530串口发出对应的波形数据信号时，这时候如果用示波器去测量波形，会发现该波形是具有一系列台阶式的波形，并不是我们正真所需要的光滑圆润的正弦信号，因此我们采用了滤波电路来解决这个问题，通过一个运放和一些电阻电容来实现低通滤波功能。通过运放的滤波后，台阶式的波形变成了较为圆滑的波形，高阶分量被滤除，后面再通过一个共射级三极管放大电路将波形进行适量的放大，最后就能够在示波器上观察到一个幅度和波形质量较好的模拟信号波形了。

4 结语

基于cc2530的无线遥控信号发生器是一款可以通过无线遥控输出波形的电子设计，整个设备能够根据遥控信号进行波形的选择和切换，电路简单可靠，借助zigbee技术能够实现多终端的指令信息交互功能，可以在课堂教学中实现多人共享信号发生器的效果，下一步的工作是进行zigbee协议软件代码的设计和优化，充分借助zigbee的技术优势开发出具有物联网背景下的可多人共享的智能仪器。

参考文献

[1] 鲍俊莉.基于单片机的波形发生器设计[J].科学技术创新，2018（08）：35-37.

[2] 李新.基于CC2530的Zigbee网络节点设计[J].可编程控制器与工厂自动化，2011（03）：43-44.

Abstract：This system takes TI's CC2530 chip as the core， introduces a hardware design method of wireless remote control signal generator based on CC2530 processor， expounds the basic principle and technical characteristics of the system from the hardware structure， and realizes the waveform sending point of wireless remote control signal source with the help of zstack protocol stack.

Key words：cc2530；wireless remote control；signal generator；zstack