基于ZigBee技术无线传输网络的设计与实现.pdf

2009年仪表技术与传感器2009
第2期InstrumentTechniqueandSensorNo12

基于ZigBee技术无线传输网络的设计与实现

张兵,林建辉,伍川辉
(西南交通大学牵引动力国家重点实验室,四川成都610031)

摘要:介绍了一种利用ZigBee无线网络技术芯片MC13193并配合C8051F33单片机实现无线传输的方法,阐述了
MC13193和C8051F33的软、硬件设计。解决了HCS08系列8位MCU与MC13193芯片的接口问题,为其他MCU与无线
通讯芯片接口提供了借鉴。该方法具有广泛的实用性,是低价、低传输率、短距离、低功率的无线通讯的首选。
关键词:无线传输,ZigBee;MC13193;C8051F330
中图分类号:TP216文献标识码:B文章编号:1002-1841(2009)02-0049-04
DesignandImplementationofWirelessTransmissionNetBasedonZigBee

ZHANGBingLINJian2huiWUChuan2hui
(NationalPowerTractionLaboratory,SouthwestJiaotongUniversity,Chengdu610031,China)

Abstract:ThispaperintroducedawayofwirelesstransmissionbasedonZigBeewirelessnetworkchip2MC13193and
C8051F330MCU,expatiatedthesoftwareandhardwareoftheMC13193andC851F330indetail.Itsolvedtheportproblemofthe
MC13193andMCUwhichwasnottheHCS08MCUofthefreescale,whichwasanexampleportofotherMCUandMC13193.Be2
causethewayhastheextensivepracticability,soitistheprimalchoiceofthewirelesstransmissionwhichhasthecharacteristicof
lowprice,lowvelocityandlowpower.
Keywords:wirelesstransmission;ZigBee;MC13193;C8051F330

0引言高效的CMOS设计,几乎不需要外部组件;可编程的时钟,供基
ZigBee技术是近距离、低复杂度、低功耗、低数据速率、低带MCU使用;标准的4线SPI(以4MHz或更高频率运行);扩
成本的无线网络技术,它是一种介于无线标记技术和蓝牙之间展的范围性能(使用外部低噪音放大器功率放大器);可编程的
的技术方案,主要用于近距离无线连接。它基于IEEE802.15.4输出功率,通常为OdB;超低功率模式;7条GPIO线路;芯片采
标准[1],工作频率为868MHz、915MHz或214GHz,用于个人区用宽电源供电(210V～314V),接收状态耗电37mA,发射状态
域网和对等网状网络。该技术的突出特点是应用简单、电池寿耗电30mA,功耗很低;QFN-32封装,尺寸为5mm×5mm,是
命长、组网能力强、可靠性高以及成本低,与蓝牙技术相比[2],同类芯片中尺寸最小的。
ZigBee技术的传输速率要低一些(ZigBee的峰值速率为250C8051F330是完全集成的混合信号系统级MCU芯片[5],
kbit/s,蓝牙的峰值速率为750kbit/s),但ZigBee的待机功耗比具有真正的10位多通道ADC和10位电流输出DAC。其高速
蓝牙要低1到2个数量级(ZigBee为3～40μA,蓝牙为2008051微控制器内核采用流水线指令结构;70%的指令的执行时
μA)。因此ZigBee技术在低成本、低速率、低功耗的无线传输间为1个或2个系统时钟周期速度可达25MIPS(时钟频率为
方面有很大的发展前景。25MHz时)。具有高达768字节内部数据RAM(256+512)和
1MC13193芯片和C8051F330特点介绍8KBFLASH存储器,其FLASH存储器还具有在系统重新编程
MC13193[4]是符合IEEE802.15.4标准的带数据调制解调能力,并可用于非易失性数据存储,如系统的各参数等。其数
器的射频收发芯片。它选择的工作频率是21405～21480GHz,字外设有17个端口I/O,均耐5V电压,大灌电流,还有硬件增
每5MHz分割一个信道,可供使用的信道达16个,数据传输速强型UART、SMBus和SPI串口以及4个通用16位计数器/定时
率