ZigBee技术的低成本、低功耗特点，使其广泛地应用到库存管理、产品质量控制、工业过程控制、灾害地区监测、生物监测和监督、定位及消防安全等领域。虽然实现语音通信不是ZigBee联盟最初的目标，但是，在许多领域(如消防抢险)中没有语音通信功能，将使其应用受到很大的局限。本文正是考虑到这一点，并考虑到ZigBee理论通信速率为250 kps，实际速率也能满足语音通信要求的情况，充分利用本方案所选的MCU的性能特性，以及很少的外围器件，很好地实现了语音通信。

　　1 总体方案构架

　　ZigBee语音通信系统的架构为：以嵌入式处理器和射频发射芯片为核心，辅以外围的放大与滤波电路实现语音通信。总体框图如图1所示。

　　按功能分，主要包括以下几部分：

　　语音前置放大器：主要实现对麦克风接收的语音电信号进行放大处理。

　　语音前置滤波器：完成对高频电磁波的滤出，消除部分干扰，减小语音的失真。

　　嵌入式处理器：发送语音时，完成对语音模拟电信号的采集，将其转变为数字信号，并打包成数据帧，加上必要的帧头，发送到射频收发器。接收语音时，读取射频收发器缓存器的数据，并进行D/A变换，发送到语音接收电路。

　　射频收发器：完成数据的收/发，接收/发送该设备的数据，并将数据发送到嵌入式处理器。

　　语音后置滤波器：对经过D/A变换的语音信号滤波，得到所需的语音信号。

　　语音后置放大器：对经过滤波以后的语音信号放大，最后输出到耳机，实现最终的语音通信。

　　2 硬件电路实现

　　2.1 器件选型

　　嵌入式处理器选用ATmegal28L单片机。ATmegal28L是Atmel公司推出的低功耗、高性能MCU。其内核为AVR，具有先进的RISC 架构，内部具有133条功能强大的指令系统，且大部分指令是单周期;具有2个8位定时器/计数器和2个具有比较/捕捉寄存器的16位定时器/计数器，2通道位数可编程PWM通道，8路10位A/D转换器，主/从SPI串行接口，可编程串行通信接口以及片内精确的模拟比较器等。CPU可工作在IDLE、 POWERSAVE、POWERDOWN、STANDYBY等几种省电模式。

　　ATmegal28L的软件结构也是针对低功耗而设计的，具有内外多种中断模式;丰富的中断能力减少了系统设计中查询的需要，可以方便地设计出中断程序结构的控制程序、上电复位和可编程的低电压检测，工作电压为2.7～5.5V。该系统设计可以充分利用其8路10位A/D转换器和2通道位数可编程PWM通道，实现语音信号的A/D转换和D/A转换，从而省去独立的A/D转换器和D/A转换器，且成本更加低廉，系统更加精简，更加稳定可靠。同时，考虑到该MCU的低功耗特点，可以使系统一次工作更长的时间。

　　无线发射器选用Chipcon公司的CC2420。CC2420的主要特点：具有2Mchips/s直接扩频序列基带调制解调和250kbps的有效数据速率;适合简化功能装置和全功能装置操作;低电流消耗(接收19.7mA，发射17.4mA);低电源电压要求(使用内部电压调节器时2.1～3. 6V，使用外部电压调节器时1.6～2.0V);可编程输出功率;独立的128字节发射、接收数据缓冲器;电池电量可监控。

　　放大电路及滤波器电路的放大器选用LMV324。LMV324(四通道)放大器在2.7 V以下消耗的最大供电电流为1 20μA，在5V下一般只消耗100μA，较同级器件的功耗低20%，而且价格低廉，该系统每个没备需要4个运算放大器，充分利用该器件。