短距離無線數(shù)據(jù)收發(fā)系統(tǒng)設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)(編輯修改稿)
2025-10-03 07:13 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 以利用電腦的 USB 電源，方便調(diào)試，缺點(diǎn)是芯片只能用仿真芯片；第三種是 USB 供電電源接法如圖 24 所示，此種方法是綜合上述兩種方法的優(yōu)點(diǎn)，便于在電腦旁調(diào)試。 圖 24 USB 供電電路 電源部分對射頻電路的抗干擾設(shè)計(jì) 射頻電路對于電源噪聲相當(dāng)敏感，尤其是對毛刺電壓和其他高頻諧波。 MCU 和其它耗電量大的芯片會在每個(gè)內(nèi)部時(shí)鐘周期內(nèi)，短時(shí)間突然吸入大部分電流，如果不在 CC1101 的電源供電端采取合適的電源去耦，必將引起電源線上的電壓毛刺，在靠近電源輸入端加入去耦和旁路電容，如圖 25所示。在 CC1100H模塊 的電源供電端加入了 兩個(gè) 220μ F的去耦電容和 1個(gè)旁路電容，去耦電容能夠有效的去除電路之間的耦合效應(yīng)，旁路電容能夠去除高頻噪聲。在 MCU和其它芯片的電源供電端也分別加入去耦和旁路電容，以減少電源噪聲帶來的影響。 圖 25 電源濾波電路 模塊電源解決方案 采用 5V 電 壓 ，通過 將其穩(wěn)壓到 。 這種方案的優(yōu)點(diǎn)是線性穩(wěn)壓芯片的價(jià)格便宜，輸出電壓紋波小 。 電路接法如圖 26 所示 陜西理工學(xué)院 圖 26 串口的制作 串口通信 (Serial Communication)，是指外設(shè)和計(jì)算機(jī)間，通過數(shù)據(jù)信號線、地線、控制線等，按位進(jìn)行傳輸數(shù)據(jù)的一種通訊方式。這種通信方式使用的數(shù)據(jù)線少，在遠(yuǎn)距離通信中可以節(jié)約通信成本，但其傳輸速度比并行傳輸?shù)汀Ｖ饕ぷ骷性谀K化程序的調(diào)試，在具體調(diào)試過程中需要借助于串行口調(diào)試助手來模擬無線遙控開關(guān)的工 作流程。 串口電路 如圖 27 所示 ，通過數(shù)據(jù)總線與主控電路相連，該電路由單片機(jī)、 RS232驅(qū)動芯片、復(fù)位電路、 RS232 串口構(gòu)成。直接將 RS23串口接收來的信號轉(zhuǎn)換成微控制器能夠識別和處理的信號，或者將微控制器發(fā)送的信號通過串口進(jìn)行通訊，串行信號通過數(shù)據(jù)總線 、 輸入，經(jīng)單片機(jī)轉(zhuǎn)換為 TTL電平 RS232 信號，經(jīng) 232 接口驅(qū)動芯片及 5 個(gè)電容組成的轉(zhuǎn)換電路將 TTL 電平 RS232 信號轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)的 RS232 信號。 圖 27 串口電路 單片機(jī)與 CC1100H 模塊 的 SPI 接口 本 課設(shè) 用單 片機(jī) 的 P1口與 CC1100H模塊相連 。 相連方式如 圖 28所 示 陜西理工學(xué)院 圖 28 MCU 與模塊接口圖 3 無線通信模塊的程序設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 無線數(shù)據(jù)通信最重要的是如何保證系統(tǒng)通信的可靠性 ,減少通信沖突和降低誤碼率等問題，這也正是本文開發(fā)無線反饋系統(tǒng)的關(guān)鍵。 CC1100H 模塊的配置方式 CC1101 具有 14 個(gè)命令寄存器（ Command Strobe Registers），訪問這些寄存器將會發(fā)起內(nèi)部狀態(tài)或模式的改變；有 47 個(gè)普通 8 位配置寄存器（ Configuration Registers），配置這些寄存器可以完成系統(tǒng)參數(shù)的選擇；還有 12 個(gè)狀態(tài)寄存器（ Status Registers），讀取這些寄存器可以獲得 CC1101 的狀態(tài)信息。 CC1101 通過 4 線 SPI 兼容接口（ SI,SO,SCLK 和 CSn）配置，這個(gè)接口同時(shí)用作寫和讀緩存數(shù)據(jù)。 SPI 接口是一種同步串行通信接口， CSn 是芯片選擇管腳，當(dāng)該管腳為低電平時(shí)， SPI 接口可以通信，反之不能通信。 SI 和 SO 為數(shù)字傳輸管腳， SI 用于數(shù)據(jù)輸入， SO 用于數(shù)據(jù)輸出，SCLK 為同步時(shí)鐘，在時(shí)鐘的上升沿?cái)?shù)據(jù)被寫入或讀出 ， PAC 為發(fā)送和接收使能端 。 CC1101 的 SPI 接口的讀、寫操作工作方式如圖 31所示。 圖 31 CC1101 讀寫操作時(shí)序圖 在讀或是寫寄存器時(shí)，首先要在 SI 管腳寫入寄存器地址字節(jié)。地址字節(jié)有 8 位，最高位為讀寫位，后七位為地址位。當(dāng)執(zhí)行寫寄存器操作時(shí)，讀寫位為 0；當(dāng)執(zhí)行讀操作時(shí)，讀寫位為 1。無論是讀操作還是寫操作，在地址字節(jié)被寫入時(shí)， SO 腳上輸出一 陜西理工學(xué)院 個(gè)芯片狀態(tài)字節(jié)，狀態(tài)字節(jié)包含關(guān)鍵狀態(tài)信號。 CC1101 的 TX FIFO（發(fā)射先進(jìn)先出堆棧）和 RX FIFO（接收先進(jìn)先出堆棧）也可 以用同樣的讀寫方式進(jìn)行訪問，只是使用與配置寄存器不同的地址段加以區(qū)別。另外， CC1101 的內(nèi)部指令也是通過 SPI 接口傳輸?shù)?，這些指令用來關(guān)閉晶體振蕩器，開啟傳輸模式，狀態(tài)轉(zhuǎn)換和電磁波激活等，通過 SI 寫入特定的字節(jié)使 CC1101 執(zhí)行不同的命令。由于 CC1101 的寄存器比較多，為了提高程序的執(zhí)行效率，編寫了相應(yīng)的函數(shù)來進(jìn)行寄存器配置 表 31 無線通信模塊函數(shù)和功能 函數(shù)名稱 函數(shù)功能 halSpiWriteReg(INT8U addr, INT8U value) SPI寫寄存器操作 halSpiReadReg(INT8U addr) SPI讀寄存器 halSpiWriteBurstReg(INT8U addr, INT8U *buffer, INT8U count) SPI連續(xù)寫配置寄存器 halSpiStrobe(INT8U strobe) SPI寫命令 halSpiReadBurstReg(INT8U addr, INT8U *buffer, INT8U count) SPI連續(xù)讀配置寄存器 halSpiReadStatus(INT8U addr) SPI讀狀態(tài)寄存器 halRfWriteRfSettings(void) 配置 CC1101的寄存器 halRfSendPacket(INT8U *txBuffer, INT8U size) CC1101發(fā)送一組數(shù)據(jù) halRfReceivePacket(arrRx,amp。leng) CC1101接收一組數(shù)據(jù) CC1100H 模塊 SPI 接口介紹 SPI（ Serial Peripheral Interface）是一種串行同步通訊協(xié)議，由一個(gè)主設(shè)備和一個(gè)或多個(gè)從設(shè)備組成，主設(shè)備啟動一個(gè)與從設(shè)備的同步通訊，從而完成數(shù)據(jù)的交換。SPI 接口由 MOSI（串行數(shù)據(jù)輸入）， MISO（串行數(shù)據(jù)輸出）， SCK（串行移位時(shí)鐘）， CSn（從使能信號）四種信號構(gòu)成， CSn 決定了唯一的與主設(shè)備通信的從設(shè)備，如沒有 CSn 信號，則只能存在一個(gè)從設(shè)備，主設(shè)備通過產(chǎn)生移位時(shí)鐘來發(fā)起通訊。通訊時(shí)，數(shù)據(jù)由 SO 輸出， SI 輸入，數(shù)據(jù)在時(shí)鐘的上升或下降沿由 SO 輸出，在緊接著的下降或上升沿由SI 讀入，這樣經(jīng)過 8/16 次時(shí)鐘的改變，完成 8/16 位數(shù)據(jù)的傳輸。 本 課設(shè) 單片機(jī)用 P1 口與 CC110０Ｈ 模塊相連 。在地址和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換期間， CSn腳（芯片選擇，低電平有效） 必須保持為低電平。如果在過程中 CSn變?yōu)楦唠娖?，則轉(zhuǎn)換取消。當(dāng) CSn 變低，在開始轉(zhuǎn)換頭字節(jié)之前， MCU 必須等待，直到 SO 腳變低。這表明電壓調(diào)制器已經(jīng)穩(wěn)定，晶體正在運(yùn)作中。除非芯片處在 SLEEP 或 XOFF 狀態(tài)， SO腳在 CSn變低之后總會立即變低。 SPI接口定時(shí)要求如表 32所示。 表 32 SPI
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