毕业论文移动版

模块软件设计，为模块配备了一套ZigBee串口通讯协议，这套协议将复杂的ZigBee应用转换为简单的，具有ZigBee网络功能的AT命令集，例如加入网络，配置网络，数据收发等功能，都可以通过单片机向串口发送简单的操作命令来完成，用户只要会单片机串口编程，无需要深入研究ZigBee协议栈，就可以轻松使用ZigBee技术；为了实现更简单的应用方案。模块可采用符合IEEE 802.15.4/ZigBee技术协议外接基本模块驱动程序实现。

2.3  关键技术

2.3.1总线互连技术

ZigBee无线模块采用贴片式嵌入方案，引出功能引脚直接嵌入应用设备中。应用设备提供必要的总线接口，两模块可以根据所提供的总线接口进行互连操作，最后实现两嵌入模块之间相互通信[4]。

2.3.2 ZigBee技术

ZigBee无线模块设计依托ZigBee技术而建立的。ZigBee技术作为无线通信技术的一个分支，近年来成为了短距离通信领域里的一大亮点。它是一种介于红外无线技术和蓝牙之间的技术提案，具有低功耗、短时延、低速率、近距离、低成本、大容量、高安全性、免执照频段及较强的组网能力等特点。主要用于近距离无线连接，广泛应用于智能建筑、军事领域、工业自动化、医疗设备、智能家居及各种监察系统等领域。

3模块硬件设计

3.1 硬件设计目标

基于MC13213的无线通信模块，首先建立MC13213的实时最小系统模式，然后扩展出模块其他引脚的功能模块实现与其他模块实现互连。模块硬件电路的设计说明，主要包括四个部分：时钟电路设计说明、无线射频电路设计说明、模块接口引脚电路使用说明及模块硬件封装结构。

3.2 芯片选型

MC13213芯片是Freescale公司推出的支持ZigBee的第二代芯片。它将Freescale公司将其典型的8位S08GB60 MCU与其支持ZigBee了低功耗的2.4GHz RF收发器相结合形成的Soc系统。

MC13213芯片拥有HCS08 内核，60KB FLASH 及 4K RAM；集成8位键盘中断 KBI和8通道10位模数转换ADC；两个独立的串行通信接口SCI ；内部集成IIC接口，片内看门狗定时器COP，一个外部4通道（内部5通道）16位定时/脉宽调节器（TPM）和一个1通道（3个内部通道）16位定时/脉宽调节器（TPM）每一个都带有内部捕捉，外部捕捉，PWM的功能；2.0v~3.4v的操作电压，最高总线频率高达20MHz；支持多种时钟选择；支持多种低功耗模式，具备BDM调试模块。文献综述

MC13213的RF收发器工作在2.4GHz ISM频段16个可选择的通道；和802.15.4标准兼容，采用的O-QPSK扩频技术，250kb/s的数据传输速率；RF收发器包括低噪音放大器(LNA) 和功率放大器(PA) 内部微调单接口和双接口操作；集成的发送/接收开关；提供电源稳压器以及完全的扩展频谱的编码和译码；优良的无线接收灵敏度（ -92bm ）和强大的抗干扰性能；RF输出功率 -27dbm-+3bm，可通过软件编程设置；硬件支持：CSMA/CA 功能；具有包模式和流模式传输方式。如图3.2所示：

  图3.2 MC13213芯片图

3.3 RF电路设计说明

3.3.1 电路板设计

对于所有的射频电路设计，尤其是对于2.4GHZ的高频设计，电路板的布线是很重要的一部分。即便是一个很短的布线产生的一个很小的寄生阻抗(通常是诱导的)，都会在其余的电路中被补偿，从而对产品的性能造成影响。

电路板布局的射频特性还受到电路板布局的物理大小(布局设计长度和宽度)和布线连接的PCB金属层(由绝缘体的厚度所决定)所影响。组件位置上的一点小的改变就能够导致整个电路的不协调。对于PCB板叠层的厚度来说PCB板的层数是非常重要的，并且不应该被忽略。 (责任编辑：qin)