系统接口单片机基于MSP430和CC2500的USB无线数据采集系统

基于MSP430和CC2500的USB无线数据采集系统

时间:2011年11月29日
摘要:设计基于MSP430单片机和CC2500无线收发器的USB无线数据采集系统,通过USB调试端口在IDE或CCE开发环境下编写、下载和调试应用程序,其目标板可作为一个独立的具有或没有外部传感 经济部开放陆资来台投资 面板参股正式解套台DRAM厂从与美日厂双打沦为捡球员FUJI IP2死机频繁屏幕上无任何显示实验室电源多媒体安森美与TCL在深圳设立联合电源实验室太阳能电池天津衬底柔性非晶硅薄膜太阳能电池项目落户津门城市智慧实验室我国首家智慧城市实验室挂牌成立印度项目太阳能印度2011年后向国外光伏电池开放市场电池科技资产瑞晶科技高价借壳底气足 ST博元转战光伏销售量英特尔销量显卡芯片市场:英特AMD增长 Nvidia很糟

摘要:设计基于MSP430单片机和CC2500无线收发器的USB无线数据采集系统,通过USB调试端口在IDE或CCE开发环境下编写、下载和调试应用程序,其目标板可作为一个独立的具有或没有外部传感器的系统。介绍基于MSP430和CC2500无线开发工具的系统结构,控制模块的硬件结构,无线收发部分和数据采集传输电路的设计,以及软件开发、Simplici TI协议的引用。
关键词:MSP430;CC2500;USB接口;Simplici TI协议

基于MSP430单片机和CC2500的无线数据采集系统是一个功能齐全的无线开发工具,该系统主要由MSP430F系列微控制器和CC2500(2.4 GHz)无线收发器组成。系统可在PC机上利用IAR嵌入式工作平台集成开发环境(IDE)或CCE开发环境编写、下载和调试应用程序。用户可以通过设置硬件断点全速运行应用程序,也可单步运行,无需额外消耗硬件资源。系统核心控制器采用MSP430F24X系列单片机,该单片机为16位单片机,集成度高,处理速度快.超低功耗,能极大的节省资源。通过Simplici TI协议,MSP430控制器通过USB接口实现与PC机的通信,调试稳定、简易方便。该数据采集系统消耗硬件资源较少,功耗超低,是一种无线数据采集的节能微型设计方案。

1 系统结构
基于MSP430单片机和CC2500无线收发器的USB无线数据采集系统,主要由主控单元、CC2500无线收发器和USB接口电路构成,图1为系统方框图。该系统可以通过CC2500无线收发器接收外部无线射频信号,MSP430F2274控制数据的接收、处理、传输,将数据打包后通过USB接口传送至PC机,利用PC机上的开发平台处理和分析数据,并显示于系统界面。同时,也可以通过PC机将控制命令通过USB接口传送给MSP430控制器,实现对外围设备的控制。

2 系统电路设计
2.1 MSP430微控制器电路设计
系统硬件设计采用MSP430F2274微控制器作为主控制器。MSP430单片机是TI公司生产的一种超低功耗的混合信号控制器。该微控制器可用电池供电,而且使用时间长,该器件在少于6 μS的时间内可从低功耗模式迅速唤醒。MSP430单片机内还集成有A/D转换器、硬件乘法器、定时器、比较器等模块。它具有16 MI/s的指令传输速率,200 kS/s的10位SAR型模数转换器,2个内置的运算放大器,具有看门狗定时器,2个16位定时器A3和B3,USCI模块支持UART/LIN、SPI总线、I2C总线以IrDA等5个低功耗模式,低于700 nA待机模式,工作电源电压为1.8~3.6 V,工作温度范围为-40~85℃。MSP430F2274应用电路如图2所示。

2.2 CC2500无线收发电路设计
CC2500无线收发电路如图3所示。采用低成本单芯片的2.4 GHz无线收发器CC2500。电路设定为2 400~2 483.5 MHz的ISM和SRD频率波段。该收发器内部集成了一个数据传输率达500 kb/s的高度可配置的调制解调器。可编程控制的输出功率可达+1 dBm,支持2-FSK和MSK。 CC2500用作一个低IF接收器。接收的RF信号通过低噪声放大器(LNA)放大,再对中间频率(IF)求积分向下转换。在IF下,I/Q信号通过A/D转换器被数字化。自动增益控制(AGC),细微频率滤波和解调位/数据包同步均数字化工作。CC2500的发送器部分基于RF频率的直接合成。频率合成器包含一个完整的芯片LCVCO和一个对接收模式下的向下转换混频器产生I和Q本振信号的90°相移装置。


2.3 USB传输调试接口电路设计
该系统开发工具通过MSP430的USB调试端口与PC机相连,通过开发平台在PC机上对其进行开发。LISB调试接口为该系统设计提供3.6 V的标准电压,其通过SBW接口相连接,可作为一个标准的Flash仿真工具,射频USB调试接口采用返回通道的MSP430 UART端口,这样在调试阶段可以独立应用,允许用户在无流量控制的条件下,以9 600 b/s固定速率将串行数据传输到终端窗口。USB调试接口电路如图4所示。

4 结束语
基于USB接口的无线数据采集系统以MSP430为控制核心,集成了CC2500无线收发器,通过USB调试端口与PC机相连进行开发,调试稳定、简易方便,消耗硬件资源少。该系统可作为一个独立的开发工具,也可以添加到其他设计中,适用性强。TI公司提供的IAR嵌入式工作平台KickStart和CCE软件开发环境,资源丰富,易于开发。该数据采集系统可广泛应用于微型无线收发、无线传感网络及便携式传感监控领域。

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