無線傳感器網絡節點低功耗系統設計

1 基于IA4421的控制器模塊低功耗設計

1.1 便攜式模塊節點硬件低功耗設計

(1)處理器選擇

ATmega324p為一個功能強大的單片機，為許多嵌入式控制應用提供了靈活而低成本的解決方案：

①TQFP(薄塑封四角扁平封裝)，體積小，集成度高;

②6個可通過軟件進行選擇的省電模式;

③最高達到20MIPs的吞吐率(在20 MHz下)。

(2)接口電路低功耗設計

接口電路的低功耗設計，往往是容易被忽略的一個環節。在這個環節里，首先要選擇低功耗的外圍芯片，然后根本的方法是使接口電路的常態處于低功耗狀態。另外，還要考慮以下兩個因素：

①上拉電阻/下拉電阻的選取。在能夠正常驅動后級的情況下，盡可能選取更大的阻值。另外，當信號在多數情況下為低時，也可以考慮用下拉電阻，以降低功耗。

②對懸空腳的處理。CMOS懸空的輸入端的輸入阻抗極高，很可能感應一些電荷導致器件被高壓擊穿，而且還會使輸入端信號電平隨機變化，導致CPU在休眠時不斷地被喚醒，從而無法進入休眠狀態，或導致其他莫名其妙的故障。所以正確的方法是，將未使用到的輸入端連接到電源VCC或地。

(3)通信芯片選型

IA4421是Integration Associates公司推出的射頻收發一體芯片，工作在433/868/915 MHz頻段。芯片的工作電壓為2.2～5.4 V，采用低功耗模式，待機電流為0.3μA，采用FSK調制模式，發射功率為5～8 dBm，接收靈敏度為-109dBm。

IA4421具有高數據傳輸速率，數字信號的傳輸速率可達115.2 kbps，模擬信號的傳輸速率可達256 kbps。