MSP430和CC2500的USB無(wú)線(xiàn)數據采集系統

1 系統結構
基于MSP430單片機和CC2500無(wú)線(xiàn)收發(fā)器的USB無(wú)線(xiàn)數據采集系統，主要由主控單元、CC2500無(wú)線(xiàn)收發(fā)器和USB接口電路構成，圖1為系統方框圖。該系統可以通過(guò)CC2500無(wú)線(xiàn)收發(fā)器接收外部無(wú)線(xiàn)射頻信號，MSP430F2274控制數據的接收、處理、傳輸，將數據打包后通過(guò)USB接口傳送至PC機，利用PC機上的開(kāi)發(fā)平臺處理和分析數據，并顯示于系統界面。同時(shí)，也可以通過(guò)PC機將控制命令通過(guò)USB接口傳送給MSP430控制器，實(shí)現對外圍設備的控制。

2 系統電路設計
2．1 MSP430微控制器電路設計
系統硬件設計采用MSP430F2274微控制器作為主控制器。MSP430單片機是TI公司生產(chǎn)的一種超低功耗的混合信號控制器。該微控制器可用電池供電，而且使用時(shí)間長(cháng)，該器件在少于6 μS的時(shí)間內可從低功耗模式迅速喚醒。MSP430單片機內還集成有A／D轉換器、硬件乘法器、定時(shí)器、比較器等模塊。它具有16 MI／s的指令傳輸速率，200 kS／s的10位SAR型模數轉換器，2個(gè)內置的運算放大器，具有看門(mén)狗定時(shí)器，2個(gè)16位定時(shí)器A3和B3，USCI模塊支持UART／LIN、SPI總線(xiàn)、I2C總線(xiàn)以IrDA等5個(gè)低功耗模式，低于700 nA待機模式，工作電源電壓為1．8～3．6 V，工作溫度范圍為-40～85℃。MSP430F2274應用電路如圖2所示。

2．2 CC2500無(wú)線(xiàn)收發(fā)電路設計
CC2500無(wú)線(xiàn)收發(fā)電路如圖3所示。采用低成本單芯片的2．4 GHz無(wú)線(xiàn)收發(fā)器CC2500。電路設定為2 400～2 483．5 MHz的ISM和SRD頻率波段。該收發(fā)器內部集成了一個(gè)數據傳輸率達500 kb／s的高度可配置的調制解調器?？删幊炭刂频妮敵龉β士蛇_+1 dBm，支持2-FSK和MSK。 CC2500用作一個(gè)低IF接收器。接收的RF信號通過(guò)低噪聲放大器(LNA)放大，再對中間頻率(IF)求積分向下轉換。在IF下，I／Q信號通過(guò)A／D轉換器被數字化。自動(dòng)增益控制(AGC)，細微頻率濾波和解調位／數據包同步均數字化工作。CC2500的發(fā)送器部分基于RF頻率的直接合成。頻率合成器包含一個(gè)完整的芯片LCVCO和一個(gè)對接收模式下的向下轉換混頻器產(chǎn)生I和Q本振信號的90°相移裝置。

2．3 USB傳輸調試接口電路設計
該系統開(kāi)發(fā)工具通過(guò)MSP430的USB調試端口與PC機相連，通過(guò)開(kāi)發(fā)平臺在PC機上對其進(jìn)行開(kāi)發(fā)。LISB調試接口為該系統設計提供3．6 V的標準電壓，其通過(guò)SBW接口相連接，可作為一個(gè)標準的Flash仿真工具，射頻USB調試接口采用返回通道的MSP430 UART端口，這樣在調試階段可以獨立應用，允許用戶(hù)在無(wú)流量控制的條件下，以9 600 b／s固定速率將串行數據傳輸到終端窗口。USB調試接口電路如圖4所示。

4 結束語(yǔ)
基于USB接口的無(wú)線(xiàn)數據采集系統以MSP430為控制核心，集成了CC2500無(wú)線(xiàn)收發(fā)器，通過(guò)USB調試端口與PC機相連進(jìn)行開(kāi)發(fā)，調試穩定、簡(jiǎn)易方便，消耗硬件資源少。該系統可作為一個(gè)獨立的開(kāi)發(fā)工具，也可以添加到其他設計中，適用性強。TI公司提供的IAR嵌入式工作平臺KickStart和CCE軟件開(kāi)發(fā)環(huán)境，資源豐富，易于開(kāi)發(fā)。該數據采集系統可廣泛應用于微型無(wú)線(xiàn)收發(fā)、無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)絡(luò )及便攜式傳感監控領(lǐng)域。