构，在单个芯片上整合了ZigBee射频(RF)前端、内存和微控制器。它使用1个8位MCU（8051），具有KB可编程闪存和8KB的RAM，还包括模数转换器（ADC）、几个定时器、AES128协同处理器、看门狗定时器、32 kHz晶振的休眠模式定时器、上电复位电路、掉电检测电路以及21个可编程IO引脚。引脚如图如图2-6所示，原理图如图2-6所示。
图2-6 CC2430引脚示意图 Fig. 2-6 Pinout top view of CC2430
CC2430包括3个8位输入输出端口，分别为P0、P1、P2。其中，P0
和P1分别有8个引脚，P2有5个引脚，共21个数字IO口引脚。
这些引脚都可以作为通用IO端口，同时通过独立编程还可以作为特殊功能的输
入输出，通过软件设臵还可以改变引脚的输入输出硬件状态配臵。
21个IO引脚都可以作为外部中断源输入口，因此如果需要，外部设备可以产生中断。外部中断功能也可以唤醒休眠模式。
为了提高数据存取的效率，CC2430专门在内存与外设之间开辟了一条专用数据通道。这条数据通道在DMA控制器硬件的控制下，直接进行数据交换而不通过8051内核，不用IO指令。
图2-7 CC2430应用框图
Fig. 2-7 Application block diagram of CC2430
DMA控制器可以把外设（如ADC、射频收发器）的数据移到内存而不需要CC2430内核的干涉。这样，传输数据速度上限取决于存储器的速度。采用DMA方式发送时，由DMA控制器向8051内核发送DMA请求，内核响应DMA请求，这时数据输入输出完全由DMA控制器指挥。
CC2430包括4个定时器：1个一般的16位定时器和2个8位定时器，支持典型的定时计数功能；一个16位MAC定时器，用于为IEEE802.15.4的CSMA-CA算法以及IEEE802.15.4的MAC层提供定时。
CC2430的数据加密由一个支持先进的高级加密技术标准AES的协处理器来实现.该协处理器允许加密解密将使用最小CPU使用率。
AES安全协处理器工作在128位。组128位的数据下载到协处理器中加密，须在下一组数据送至协处理器前完成加密.每组数据送至协处理器加密前，须给协处理器一个开始指令。
由于AES协处理器加密的数据都是以128位为一组的，因此当一组数据不足128位的时，必须在后面添加0后才能把数据送至协处理器加密。
CC2430的ADC支持14位的模数转换，这跟一般的单片机8位ADC不同。这个ADC包括一个参考电压发生器、8个独立可配臵通道、电压发生器和通过DMA模式把转化结果写入内存的控制器。
当使用ADC时，P0口必须配臵成ADC输入作为8位ADC输入；把P0相应的引脚当作ADC输入使用，寄存器ADCCFC相应位臵设臵为1。否则寄存器ADCCFG的各为处始值是0，则不当作ADC输入使用。ADC完成顺序模数转换以及把结果送至内存而不需要CPU的干涉。 CC2430无线收发
CC2430的无线接收器是一个低中频接收器。接收到的射频信号通过低噪声放大器放大而正交降频转换到中频。在中频2MHz中，当ADC模数转换时，输入增益调相信号被过滤和放大。
CC2430的数据缓冲区通过“先进先出”的方式来接收128位数据。使用“先进先出”方式读取数据需要通过特殊功能寄存器接口。内存与先进先出缓冲区数据移动使用DMA方式来实现。
CRC校验使用硬件实现。接受信号强度指标（RSSI）和相关值添加到帧中。在接受模式中可以用中断来使用清除通道评估（CCA）。
CC2430的发送器是基于上变频器的。接受数据存放在一个接受先进先出的数据缓冲区内。发送数据帧的前导符和开始符由硬件生成。通过数模转化把数字信号转换成模拟信号发送出去。
CC2430无线部分主要参数如下： 频带范围为2.400~2.4835GHz。
采用IEEE802.15.4规范要求的直接序列扩频方式。 数据速率达250kbps，碎片速率达2Mchips。 采用O-QPSK调制方式。 高接收灵敏度（-94dBm）。
抗邻频道干扰能力强（39dB）。
内部集成有VCO、LNA、PA以及电源稳压器。 采用低电压供电（2.1~3.6V）。 输出功率编程可控。
典型的外围电路配臵如图2-8所示
IEEE802.15.4MAC硬件可支持自动帧可是生成、同步插入与检测、10比特的CRC校验、电源检测以及完全自动MAC层保护（CTR、CBC-MAC和CCM）。
图2-8 CC2430应用电路 Fig. 2-8 CC2430 Application Circuit
IEE802.15.4调制模式
IEEE802.15.4的数字高频调制使用2.4G直接序列扩频(DSSS)技术。扩展调制功能如图2-9所示[6]。
图2-9 扩展调制功能示意图
Fig. 2-9 Expand and modulate the function
从图2-9可以看出，在调制前需要将数据信号进行转换处理。每1个字节信息分为2个符号，每个符号包括4比特。根据符号数据，从16个几乎正交的伪随机序列中，选取其中一个序列作为传送序列。根据所发送的连续的数据信息将所选出的PN序列串连接起来，并使用Q-QFSK的调制方法将这些集合在一起的序列调制到载波上。
在比特-符号转换时，将每个字节中的低4位转换成为一个符号，高4位转换成另一个符号。每一个字节都要逐个进行处理，即从它的前同步码字段开始到最后一个字节。在每个字节的处理过程中，优先处理低4位，
随后处理高4位。 2.4.2.2 数据采集
（1）土壤湿度采集：数据采集包括传感器和模数转换两大部分，使用耐腐蚀土壤湿度专用传感器和MAX1301高速率ADC搭建完成，可以将数据以数字信号的方式通过SPI总线模式送入中心控制单元。
土壤湿度传感器（型号:TDR）简介： ① dr的工作原理
水分是决定土壤的介电常数的主要因素。tdr土壤水分传感器测量土壤的介电常数，直接稳定地测量各种土壤的真实水分含量。传感器的信号输出可以用来直接控制灌溉。 tdr可测量土壤水分的体积百分比，与土壤的本身的机理无关。
②特点 高稳定性；
安装维护操作简便；
有效测量长度超过45cm，增加了精确度； 测量不受土壤类型影响；
支撑的材料为环氧树脂，强度和寿命得到保证。 ③ 远程操作
tdr土壤水分传感器与数采，远距离传输设备可以构成遥测系统。例如：土壤干燥时，警告信号可以自动响起来提醒人们应该灌溉的时间到了。自动控制系统能开关水泵和阀门等。配合一些附加的传感器，可能可以计算出土壤水分蒸发量和农作物所需的水分参数。3个灌溉表技术(蒸发量，作物水胁迫指数cwsi和土壤水分)的综合应用可以提供农作物适宜生长的最大的保证。