基于CC2500的2.4GHz无线收发系统设计
1.系统方案设计与论证
1.1设计要求
利用无线芯片设计一个无线收发系统，要求设计达到以下技术要求： ①低工作电压，低功耗。
②工作于免费的2.4~2.485GHz免许可证ISM频段。 ③各主要技术指标可实现编程控制，要求操作简单。 ④高信息传输速率（≥250kbps），支持多种调制方式。
⑤高接收灵敏度（10kbps下-100dBm;250kbps下-90dBm；1%数据包误码率，450KHz数字信道滤波带宽），可编程输出功率控制。 ⑥可实现点对多点通信地址控制。
1.2设计方案与论证
设计采用模块化设计，整个系统主要由无线收发模块、控制模块和电源模块构成。
1.2.1无线模块
根据设计要求，查找工作在2.4GHz频段相应无线收发芯片的datasheeet，从Nordic、Maxic、TI、Silicon Labs等各大公司生产的无线收发芯片中仔细查找筛选，筛选的原则是：①满足设计性能要求②价格合理，容易购买③设计难度小，操作方便。通过比较，最终选定TI公司的CC2500作为无线模块核心。CC2500体积小，几乎集成了所有的无线射频功能，灵敏度高，可编程设定主要工作参数，高效的SPI接口，工作在1.8V~3.6V电压范围，功耗低，具有多种调制方式，能满足不同应用要求，纠错能力强、误码率低。所需外围器件很少，降低了设计难度；数字特征明显，软件设计难度降低，用户操作也更加简单；收发一体，可实现双向通信。所以，选择CC2500作为无线核心具有很大的设计优势和价格优势，设计周期短，使用简便，最终产品也能够更快的占领市场。
1.2.2控制模块
无线模块选用了CC2500，由于CC2500芯片内部集成了几乎所有的射频功能，控制器只要能控制 CC2500的不同操作模式，写入缓冲数据，通过4线SPI（SI,SO,SCLK 和 CSn）总 线配置接 口读回状态信息就能达到要求。因此，廉价的MCU就能对其进行控制，市场上最常见的8位51系列单片机就能满足要求，综合性能、价格、应用普遍性等多方面的因素，本
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设计采用能满足设计要求、性能适中、价格最便宜、使用广泛的STC89C52单片机作为无线模块微控制核心。
1.2.3电源模块
根据上面的选择，CC2500芯片的供电电压要求是1.8V~3.6V，而且要求稳定度高，干扰小。STC89C52芯片供电电压是5V，稳定性要求比无线芯片稍低。根据要求初步拟定了两个方案：
方案一：采用干电池供电。利用3节五号电池分别为CC2500提供3V直流电源，为STC89C52提供4.5V的直流电源。但是干电池得不到芯片所要求的典型电压值，放点以后的电压值和内阻的变化也很大，实际上是很难满足设计的供电要求的。
方案二：采用稳压芯片。为增加无线系统的移动性，稳压部分的前级既可以采用对市电变压后的开关电源，也可以采用蓄电装置供电，因为无线模块的便携性要求，这里最好采用5V或5V以上的蓄电池作前级供电。设计中3.3V稳压芯片采用LM2576T-3.3，5V稳压芯片采用L7805。
考虑到首先要满足性能要求，最终供电模块采用方案二。 根据设计要求，得出系统的总的设计方案框图如图（1）所示。 发射部分 天线 接收部分 天线 无线发射模块 无线接收模块 电源模块 控制模块 电源模块 控制模块
图（1）方案框图
由方框图可见，无线收发系统分为发射部分和接收部分，实际上由于CC2500是收发一体
的芯片，所以系统可以简化表示为如图（2）所示形式：
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无线收发模块 电源模块 控制模块 图（2）简化了的设计方案
综上所述，考虑到性能、价格、操作性、便携性等各种因素，本方案都能达到要求，因此本方案是可实现的。
2.硬件单元电路设计
2.1无线模块
CC2500是Chipon公司（现被TI收购）推出的单片无线收发一体化芯片， 芯片属于基于0.18 微米CMOS晶体技术的 Chipcon SmartRF 04 系列。工作在2.4 ~2.4835GHz全球开放的ISM（公业、科学、医学）频段，数据传输率12~500kbps，满足多点通信和跳频通信需要，工作电压1.9~3.6V。芯片内部高度集成了频率合成器，可编程调制解调器，射频功放，低噪声小信号放大器，基带滤波放大器，硬件CRC（循环冗余校验），点对多点通信地址控制，模拟温度传感器等几乎所有射频收发器模块。主要工作参数大都可以通过芯片状态字由用户根据需要进行配置，没有复杂的通信协议，对用户完全透明。CC2500支持2-FSK 、 MSK 、OOK 和灵活的 ASK 调制方式，对同类产品完全兼容。因此，只要极少数的外围元件，使用廉价的微控制器就可得到高性能的数字RF系统。
2.1.1无线收发芯片外部特征
无线收发芯片CC2500采用4×4mm QLP20封装形式，体积小，集成度高，图（2）是CC2500的视觉外形和封装。图（3）是封装参数。
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图（2）CC2500芯片外观和封装
单位：mm
图（3）CC2500封装参数
2.2.2芯片引脚及其功能
CC2500芯片有28个引脚，引脚排列顺序见图（4），表（1）是对应引脚的功能。
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图（4）CC2500引脚排列
注：表面的硬膜连接垫必需接在硬地面上，因为这是芯片的主接地。
引脚编号 1 2 引脚名 SCLK SO(GD01) 引脚类型 数字输入 数字输出 描述 连续配置接口，时钟输入 连续配置接口，数据输出； 当CSn 为高时为可选的一般输出脚 3 GDO2 数字输出 一般用途的数字输出脚： ①测试信号；②FIFO 状态信号；③时钟输出，从XOSC 向下分割；④连续输入TX 数据 4 DVDD 数字功率 数字I/O 和数字中心电压调节器的1.8V-3.6V 数字功率供给输出。 5 6 DCOUPL 数字功率 对退耦的1.6V-2.0V 数字功率供给输出；注意：这个引脚只对CC2500 使用。不能用来对其他设备提供供给电压 GDO0（Atest） 数字I/O 一般用途的数字输出脚： ①测试信号；②FIFO 状态信号；③时钟输出，从XOSC 向下分割；④连续输入TX 数据；⑤也用作原型/产品测试的模拟测试I/O 7 8 CSn XOSC_Q1 数字输入 模拟I/O 连续配置接口，芯片选择 晶体振荡器脚1，或外部时钟输入 5