摘要 cc2431是chipcon公司继cc2430之后推出的，带硬件定位引擎的符合zigbee/ieee 802.15.4技术的2.4 ghz射频系统，适合于各种zigbee相关的无线网络节点，包括调谐器、路由器和终端设备等。本文介绍了cc2431芯片的主要特点和应用领域，重点介绍了cc2431的定位引擎及其使用方法。

　　关键词 cc2431 定位引擎 zigbee

　　cc2431是ti公司推出的带硬件定位引擎的片上系统（soc）解决方案，能够满足低功耗zigbee/ieee 802.15.4无线传感器网络的应用需要。cc2431定位引擎基于rssi技术，根据接收信号强度与已知参考节点位置准确计算出有关节点位置，然后将位置信息发送给接收端。相比于集中型定位系统，rssi功能减小了网络流量与通信延迟，在典型应用中可实现3～5 m定位精度和0.25 m的分辨率。

1 cc2431的主要特点

　　cc2431片上系统（soc）由cc2430加上motorola公司基于ieee 802.15.4标准的无线定位引擎组成，具有2.4 ghz dsss（直接序列扩频）射频收发器核心和高效的8051控制器。其中，mcu包括存储器及其外围，其他模块提供电源管理、时钟分配和测试等重要功能。

　　cc2431的设计结合了8 kb的ram及强大的外围模块，并且有3种不同的版本。它们根据不同的闪存空间32 kb、64 kb和128 kb来优化复杂度与成本。cc2431的尺寸只有7 mm×7 mm的48脚封装，采用具有内嵌闪存的0.18 μm cmos标准技术。针对协议栈、网络和应用软件执行时对mcu处理能力的要求，cc2431包含一个增强型工业标准的8位8051微控制器内核，运行时钟为32 mhz。cc2431还包含一个dma控制器，可以减少8051微控制器内核对数据的传送操作，因此提高了芯片整体的性能。

　　在cc2431 8 kb静态ram中的4 kb是超低功耗sram。32 kb、64 kb或128 kb的片内flash块提供在线可编程非易失性存储器。cc2431集成了4个振荡器用于系统时钟和定时操作，以及用于用户自定义应用的外设；具有4个定时器，此外，还集成了实时时钟、上电复位、8通道8～14位adc等其他外设，并带有语音和定位跟踪引擎。cc2431的主要特点如下：

　　◇ 定位引擎能精确计算网络中节点位置；
　　◇ 具有高性能、低功耗的8051控制器核；
　　◇ 集成符合ieee 802.15.4标准的2.4 ghz rf无线收发机（具有工业领先的cc2420射频内核）；
　　◇ 优良的无线接收灵敏度和强大的抗干扰能力；
　　◇ 128 kb可编程闪存，8 kb ram，4 kb带全部功耗模式数据保持功能；
　　◇ 强大的dma功能；
　　◇ 极少的外部元器件；
　　◇ 低电流损耗（微控制器运行于32 mhz时，接收和发射分别为27 ma和25 ma）；
　　◇ 休眠模式时仅0.9 μa电流损耗，外部中断或rtc能唤醒系统；
　　◇ 待机模式下小于0.6 μa电流损耗，外部中断能唤醒系统；
　　◇ 低功耗模式与主动模式之间的快速切换；
　　◇ 硬件支持csma/ca功能；
　　◇ 较宽的电压范围（2.0~3.6 v）；
　　◇ 数字化的rssi/lqi支持；
　　◇ 具有电池监测和温度传感器；
　　◇ 多达8路输入的8～14位模/数转换；
　　◇ 集成aes128安全协处理器；
　　◇ 带有2个功能强大的支持多组协议的usart；
　　◇ 集成看门狗定时器；
　　◇ 具有1个符合ieee 802.15.4规范的mac计时器，1个常规的16位计时器和2个8位计时器；
　　◇ 21个普通i/o引脚，其中2个具有20 ma的驱动能力；
　　◇ 支持硬件调试，具有强大灵活的开发工具。

2 cc2431的定位引擎操作

　　cc2431和cc2430是引脚兼容的，除定位引擎之外，cc2430的mcu和rf部分与cc2431完全相同。为避免重复，本文重点介绍cc2431的定位引擎。

　　定位引擎用于估算无线网络中节点的位置。通常参考节点坐标已知，其他需要估计坐标的节点为“盲节点”。进行定位估计时，定位引擎需要获得3～8 个参考节点的坐标值以及其他测量参数，定位引擎计算后的输出是一个节点的估计坐标。在定位引擎运行之前，必须使能定位引擎寄存器loceng的第4位 loceng.en。当要停止定位引擎运行时，应往loceng.en写入0关断引擎的时钟信号，从而降低cc2431的功耗。对定位引擎的操作主要就是对与定位引擎有关的寄存器的操作。下面详细说明各部分的操作。

2.1 参考坐标

　　定位引擎运行时需要3～8个参考坐标输入。参考坐标以m为单位表示各个参考节点的位置，其数值位于0～63.75，最高精度为0.25 m，以最低2位为小数部分，剩余6位为整数部分。参考坐标存放于rf寄存器refcoord中。在写入refcoord之前，寄存器loceng的第1位 loceng.refld必须写入1，用于指示一组参考坐标将要被写入。一旦坐标写入过程开始（loceng.refld=1），8对坐标必须一次性写入。当定位引擎使用少于8个参考坐标时，要将未用的参考坐标写入0.0。

2.2 测量参数

　　定位引擎除了需要参考坐标外，还需要一组测量参数。这