2.4GHz射频芯片CC2420对于ZigBee通信的重要性1引言Zigbee是IEEE802.15.4协议的代名词。根据这个协议规定的技术是一种短距离、低功耗的无线通信技术。这一名称于蜜蜂的八字舞，由于蜜蜂(bee)是靠飞翔和“嗡嗡”(zig)地抖动翅膀的“舞蹈”来与同伴传递花粉所在方位信息，也就是说蜜蜂依靠这样的方式构成了群体中的通信网络。其特点是近距离、低复杂度、自组织、低功耗、低数据速率、低成本。主要适合用于自动控制和远程控制领域，可以嵌入各种设备。简而言之，ZigBee就是一种便宜的，低功耗的近距离无线组网通讯技术。射频即RadioFrequency，通常缩写为RF。表示可以辐射到空间的电磁频率，频率范围从300MHz～30GHz之间。射频简称RF射频就是射频电流，它是一种高频交流变化电磁波的简称每秒变化小于1000次的交流电称为低频电流，大于10000次的称为高频电流，而射频就是这样一种高频电流。有线电视系统就是采用射频传输方式。在电子学理论中，电流流过导体，导体周围会形成磁场；交变电流通过导体，导体周围会形成交变的电磁场，称为电磁波。在电磁波频率低于100khz时，电磁波会被地表吸收，不能形成有效的传输，但电磁波频率高于100khz时，电磁波可以在空气中传播，并经大气层外缘的电离层反射，形成远距离传输能力我们把具有远距离传输能力的高频电磁波称为射频，射频技术在无线通信领域中被广泛使用。2芯片主要性能特点CC2420的主要性能参数如下：工作频带范围：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码片速率达2MChip/s；采用o-QPSK调制方式；超低电流消耗（RX:19.7mA,TX:17.4mA）高接收灵敏度（-99dBm）；抗邻频道干扰能力强(39dB)；内部集成有VCO、LNA、PA以及电源整流器采用低电压供电(2.1～3.6V)；输出功率编程可控；IEEE802.15.4MAC层硬件可支持自动帧格式生成、同步插入与检测、16bitCRC校验、电源检测、完全自动MAC层安全保护(CTR,CBC－MAC,CCM)；与控制微处理器的接口配置容易(4总线SPI接口)；开发工具齐全提供有开发套件和演示套件；采用QLP-48封装，外形尺寸只有7×7MM。3芯片内部构造CC2420芯片的内部构造如图1所示。天线接收的射频信号经过低噪声放大器和I/Q下变频处理后，中频信号只有2MHz,此混合I/Q信号经过滤波、放大、AD变换、自动增益控制、数字解调和解扩终恢复出传输的正确数据。发射机部分基于直接上变频。要发送的数据先被送入128字节的发送缓存器中,头帧和起始帧是通过硬件自动产生的。根据IEEE802.15.4标准,所要发送的数据流的每4个比特被32码片的扩频序列扩频后送到DA变换器。然后，经过低通滤波和上变频的混频后的射频信号终被调制到2.4GHz，并经放大后送到天线发射出去。4典型应用电路CC2420只需要极少的外围元器件，其典型应用电路如图2所示。它的外围电路包括晶振时钟电路、射频输入/输出匹配电路和微控制器接口电路三个部分。芯片本振信号既可由外部有源晶体提供，也可由内部电路提供。由内部电路提供时需外加晶体振荡器和两个负载电容，电容的大小取决于晶体的频率及输入容抗等参数。例如当采用16MHz晶振时，其电容值约为22pF。: