本文介紹ZigBee硬件模塊的設計方法和流程，今天我們就來學習一下ZigBee模塊是如何制作的。
目前，生產ZigBee芯片的有好幾家大公司，TI、Freescale、Atmel和Jennic等均有各自的ZigBee芯片，TI和Freescale用的比較多，設計參考文檔也比較全。TI的ZigBee解決方案主頁鏈接如下：http://focus.ti.com.cn/cn/analog/docs/rfifcomponentshome.tsp？familyId=367&contentType=4。其中包括了CC2420、CC2520、CC2430、CC2431和最新的CC2480的設計指南。Freescale的ZigBee解決方案主頁鏈接如下：http://www.freescale.com.cn/ZigBee.asp。包括了IEEE802.15.4收發器MC13192、MC13193和單芯片MC13213、MC13214等的設計指南。
我覺得這兩家的參考設計文檔比較齊全，降低了我們入門的門檻和硬件設計的難度。下面我就以Freescale的MC13213為例，說明一下硬件設計流程和方法。
首先，從整體來看，我們可以將目標設計分為幾個模塊：電源模塊、主芯片模塊、天線模塊調試接口和外圍擴展模塊。其中，電源模塊、天線模塊、調試接口和主芯片模塊是必須的，可以用通常所說的”最小系統”來描述。外圍擴展模塊是根據用戶的實際需求自行添加。
1. 電源模塊
按照MC13213的datasheet，其工作電壓范圍在2-3.4V，而我們一般使用干電池或者可充電的鋰電池供電，這樣，我們就需要一個LDO或者DC-DC，它的作用就是將我們的電池電壓降到MC13213可以工作的范圍內。在這里，我們可以選用TI的76930，不僅因為體積小（SOT23封裝），而且Dropout Voltage的典型值在71mV@100mA。另外，如果用可充電的鋰電池的話，需要注意加上保護電路，如下圖1所示：
圖1. 電源模塊
本文介紹ZigBee硬件模塊的設計方法和流程，今天我們就來學習一下ZigBee模塊是如何制作的。
目前，生產ZigBee芯片的有好幾家大公司，TI、Freescale、Atmel和Jennic等均有各自的ZigBee芯片，TI和Freescale用的比較多，設計參考文檔也比較全。TI的ZigBee解決方案主頁鏈接如下：http://focus.ti.com.cn/cn/analog/docs/rfifcomponentshome.tsp？familyId=367&contentType=4。其中包括了CC2420、CC2520、CC2430、CC2431和最新的CC2480的設計指南。Freescale的ZigBee解決方案主頁鏈接如下：http://www.freescale.com.cn/ZigBee.asp。包括了IEEE802.15.4收發器MC13192、MC13193和單芯片MC13213、MC13214等的設計指南。
我覺得這兩家的參考設計文檔比較齊全，降低了我們入門的門檻和硬件設計的難度。下面我就以Freescale的MC13213為例，說明一下硬件設計流程和方法。
首先，從整體來看，我們可以將目標設計分為幾個模塊：電源模塊、主芯片模塊、天線模塊調試接口和外圍擴展模塊。其中，電源模塊、天線模塊、調試接口和主芯片模塊是必須的，可以用通常所說的”最小系統”來描述。外圍擴展模塊是根據用戶的實際需求自行添加。
1. 電源模塊
按照MC13213的datasheet，其工作電壓范圍在2-3.4V，而我們一般使用干電池或者可充電的鋰電池供電，這樣，我們就需要一個LDO或者DC-DC，它的作用就是將我們的電池電壓降到MC13213可以工作的范圍內。在這里，我們可以選用TI的76930，不僅因為體積小（SOT23封裝），而且Dropout Voltage的典型值在71mV@100mA。另外，如果用可充電的鋰電池的話，需要注意加上保護電路，如下圖1所示：
圖1. 電源模塊
2. 主芯片模塊
MC13213本身就包括了MCU和收發器，因此，它的必須外圍電路很少。這里需要強調是晶振的選擇問題。一般我們使用外部晶振來提供系統時鐘，在這里，我選擇了16M的無源晶振，如下圖2所示：
圖2：主芯片電路模塊
3. 天線模塊
天線的設計關系到無線信號發送和接收的質量。在Datasheet中，freescale給出了參考天線設計，稱為倒F天線。這里需要注意的是：我們可以使用芯片的內部收發開關，也可以使用外部自己加的收發開關。使用外部收發開關，信號的收發效果會更加好一點，但是這樣一來，成本也就增加了，即增加了一個收發開關和Balun。這里我的設計是使用了外部收發開關，如下圖3所示：
圖3. 天線電路模塊
4. 調試接口
Freescale有自己的BDM接口，稱為background debug module。一般，我們可以在板子上設計插針來實現。但是，考慮到ZigBee模塊在很多情況下，它的體積要求很小，這樣一來，六個插針的BDM接口就顯得臃腫好多。因此，我們這里使用miniUSB接口來外擴。如下圖4所示，其中的miniUSB接口還包括了電源、UART的Rx和Tx。
圖4. miniUSB圖
5. 外圍擴展模塊
l 充電管理芯片：如果使用可充電鋰電池的話，充電管理芯片是不能少的。這里，我們選用Freescale的MC34673。在CC（恒流）模式下，充電的電流可以通過電阻R6來調整，如下圖5所示，具體可以參考其datasheet。
圖5. 充電管理電路模塊
l 指示燈：一般可以用指示燈來指示程序運行的狀態，也就是程序可以控制的指示燈。指示燈有貼片封裝的，也有直插封裝的。發光強度有一般的，也有高亮的，我們可以按照實際的需求來選擇。
l 其他外圍電路可以用戶自行添加，需要注意的是，我們選擇芯片的時候，要考慮其工作電壓和電流，因為ZigBee節點的要求就是節能和高效。