基于MC9S08GB60的MT-ZigBee硬件平臺的設(shè)計(jì)

　　2．2 MT-ZigBee硬件平臺設(shè)計(jì)

　　MT-ZigBee硬件平臺主要包括主控MCU支撐模塊；外部輸入部分有電源輸入模塊和按鍵輸入；MC13192無線射頻通信模塊；SCI串行通信模塊；運(yùn)行狀態(tài)顯示模塊和現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集模塊，整體的硬件框圖如圖1所示。其中按鍵輸入、SCI串行通信模塊、液晶及運(yùn)行指示燈模塊設(shè)計(jì)比較簡單，由于篇幅問題，不再敘述。下面重點(diǎn)介紹電源輸入模塊、MCU支撐模塊、GB60與MC13192接口電路和MC13192無線射頻通信模塊的硬件設(shè)計(jì)。

　　2．2．1 電源輸入模塊

　　無線傳感器網(wǎng)絡(luò)主要用于采集現(xiàn)場數(shù)據(jù)，再進(jìn)行相應(yīng)控制。設(shè)備均安放在采集現(xiàn)場，考慮到便于攜帶、安裝，供電電源采用1節(jié)9 V的干電池。在硬件電路上電源分為兩路：一路是單獨(dú)供給主控芯片GB60的電源；另一路是供給LCD、MC13192、SCI、按鍵和測試小燈等所有外圍模塊的電源。具體電源電路如圖2所示。

　　在電源電路中，主控芯片電源在任何情況下都是存在的．這樣保證任何情況下GB60都是工作的；外圍模塊電源受到主控芯片控制，GB60通過MOS管來控制外圍模塊電源：當(dāng)系統(tǒng)正常工作時(shí)，GB60允許外圍模塊電源上電；當(dāng)系統(tǒng)進(jìn)入低功耗狀態(tài)時(shí)，GB60切斷外圍模塊電源．這樣整個(gè)系統(tǒng)只有主控芯片有供電，主控芯片再進(jìn)入低功耗模式(Stop Mode)，這樣就更好地實(shí)現(xiàn)了整個(gè)系統(tǒng)的低功耗。注意，在切斷外圍模塊電源時(shí)，不能直接使用一般的三極管，這樣進(jìn)入低功耗狀態(tài)后外圍模塊仍然有較大的電流消耗，應(yīng)該使用電流截止性能好的MOS管(如：SI2301)來實(shí)現(xiàn)。

　　2．2．2 GB60與MC13192接口電路設(shè)計(jì)

　　GB60與MC13192的接口電路如圖3所示。GB60與MC13192主要有9個(gè)連接接口：4根SPI通信接口、IRQ中斷接口、3根MC13192 的控制口和MC13192時(shí)鐘輸出引腳。其中對于4線SPI，根據(jù)參考手冊指出，當(dāng)作為SPI主機(jī)方式，同時(shí)SPI狀態(tài)與控制寄存器的模式錯(cuò)誤標(biāo)志 (MODF)有效并置為1時(shí)，引腳可單獨(dú)作為I／O口使用。在該設(shè)計(jì)中GB60為SPI主機(jī)方，直接作為輸出口使用，用以控制MC13192的CE使能信號。

　　G1360對MC13192上的寄存器、片上RAM讀取和寫入時(shí)都是通過標(biāo)準(zhǔn)的4線SPI接口來實(shí)現(xiàn)的。通信時(shí)，MC13192只能作為從機(jī)，因此對于 MCU而言，MOSI線是發(fā)送數(shù)據(jù)線，而MISO線是接收數(shù)據(jù)線，SPI的同步時(shí)鐘由GB60在SPSCK管腳上給出，連接到MC13192的 SPICLK上。

　　MC13192的IRQ管腳連接到GB60的IRQ管腳上，MC13192上產(chǎn)生的所有中斷事件直接反映給GB60。當(dāng)GB60接收到來自MC13192的外部中斷時(shí)，還要查詢其中斷標(biāo)志寄存器，來判斷產(chǎn)生的中斷事件，并作出相應(yīng)的處理。
在GB60對MC13192的3個(gè)控制口中，ATTN管腳用于MCU、將MC13192從低功耗模式下喚醒，而RXTXEN管腳則用來使能MC13192 的收發(fā)器。在通常情況，為了降低功耗，射頻芯片的收發(fā)器都是關(guān)閉的，只有在發(fā)送和接收數(shù)據(jù)時(shí)才使能有效，這樣能大大降低射頻芯片的功耗。當(dāng)射頻芯片工作異常時(shí)，MCU也可以通過RST管腳來硬件復(fù)位MC13192。

　　MC13192的時(shí)鐘輸出引腳CLKO直接與GB60的EXTAL引腳相連接，從而GB60不再需要外部晶振電路的支持，直接采用來自MC13192的時(shí)鐘源即可。該時(shí)鐘源是可編程的，能夠提供8種不同的時(shí)鐘頻率：16 MHz，8 MHz，4 MHz，2 MHz，1 MHz，62．5kHz，32．768 kHz和16．393 kHz。