基于無(wú)線發(fā)射芯片A7105的RF短距離通信

　　三:RF系統(tǒng)示意圖及與MCU的接口定義

　　對(duì)于RF IC—A7015，其控制是通過(guò)SPI(3或4線)串介面操作讀出或?qū)懭胭Y料(SCS,SCK,DIO或GIOx).如果想使用4線串列介面時(shí),先確定要使用GIO1或GIO2 pin,做SPI data out.

　　MCU與A7105的接口引腳說(shuō)明：

　　SCS：SPI使能;

　　SCK：SPI clock信號(hào);

　　SDIO：SPI data信號(hào);

　　GIO1：多工信號(hào)輸入/輸出1，SPI data1;

　　GIO2：多工信號(hào)輸入/輸出2：SPI data2;

　　MCU與RF IC是通過(guò)SPI進(jìn)行通信的，SPI的格式如下所示

　　四：RF IC(A7105)的兩種數(shù)據(jù)傳送模式

　　RF IC的工作模式：共有兩種工作模式，一是direct mode，二是FIFO模式，不同的工作模式可由初始化時(shí)相應(yīng)的寄存器設(shè)定。

　　Direct mode：提供使用者一個(gè)RF通道，在Tx端系統(tǒng)將資料傳送給RF DATA IO PIN，RF僅將資料做調(diào)制，然后發(fā)射出去。RX端采用數(shù)位解調(diào)方式，還原資料。

　　FIFO mode：時(shí)序如下：

　　1)：Tx數(shù)據(jù)的傳送時(shí)序：先用SPI將data寫(xiě)入Tx FIFO(最大可以寫(xiě)入64bytes)，寫(xiě)入命令，使RF IC進(jìn)入到Rx模式，開(kāi)始傳送數(shù)據(jù)，直到傳送完成后，回到原先的狀態(tài)。

　　2)：Rx數(shù)據(jù)的傳送時(shí)序：寫(xiě)入命令，使RF IC進(jìn)入到Rx狀態(tài)，當(dāng)接收到相同的ID CODE后PIN RX_SYN會(huì)置為1,此時(shí),接收到的data開(kāi)始寫(xiě)入Rx FIFO,完成一資料包接收后,自動(dòng)脫離Rx,回到原先的狀態(tài).

　　五:A7105與MCU進(jìn)行RF通信的實(shí)現(xiàn)方法

　　1.如何進(jìn)行兩個(gè)RF IC的配對(duì)(link):

　　在兩個(gè)RF IC進(jìn)行通信前,必須先進(jìn)行配對(duì)(Link),兩個(gè)RF IC在發(fā)射與接收數(shù)據(jù)時(shí),使用相同的ID與頻道,這樣才能夠進(jìn)行正常通信.

　　在對(duì)碼時(shí),通常情況下Master與Slave應(yīng)用一個(gè)相同的頻率,例如Master用做Tx時(shí)設(shè)定的頻率為2.405GHz,Slave用做Rx時(shí)設(shè)頻率為2.4055MHz.即Tx應(yīng)比Rx高一個(gè)帶寬(500KHz)。

　　Link的步驟如下:

　　主機(jī)(Key/mouse端)

　　在從機(jī)端，只有進(jìn)入對(duì)碼模式時(shí)，則進(jìn)入rx_mode，檢測(cè)是否有接收到ID碼，如果接收到后，將工作狀態(tài)轉(zhuǎn)換至Tx_mode，向主機(jī)發(fā)送默認(rèn)的數(shù)據(jù),表示對(duì)碼OK,同時(shí)將接收到的RF ID進(jìn)行保存.

　　2.RF抗干擾的相關(guān)處理

　　1)：跳頻與擴(kuò)頻的區(qū)別

　　跳頻的STEP為20MHz。

　　直擴(kuò)頻：直接序列擴(kuò)頻(Direct Sequence Spread Spectrum)工作方式，簡(jiǎn)稱直擴(kuò)方式(DS方式)。就是用高速率的擴(kuò)頻序列在發(fā)射端擴(kuò)展信號(hào)的頻譜，而在接收端用相同的擴(kuò)頻碼序列進(jìn)行解擴(kuò)，把展開(kāi)的擴(kuò)頻信號(hào)還原成原來(lái)的信號(hào)。

　　直接序列擴(kuò)頻方式是直接用偽噪聲序列對(duì)載波進(jìn)行調(diào)制，要傳送的數(shù)據(jù)信息需要經(jīng)過(guò)信道編碼后，與偽噪聲序列進(jìn)行模2和生成復(fù)合碼去調(diào)制載波。接受機(jī)在收到發(fā)射信號(hào)后，首先通過(guò)偽碼同步捕獲電路來(lái)捕獲發(fā)送來(lái)到偽碼精確相位，并由次產(chǎn)生跟發(fā)送端的偽碼相位完全一致的偽碼相位，作為本地解擴(kuò)信號(hào)，以便能夠及時(shí)恢復(fù)出數(shù)據(jù)信息，完成整個(gè)直擴(kuò)通信系統(tǒng)的信號(hào)接收。

　　跳頻：跳頻技術(shù)與直序擴(kuò)頻技術(shù)完全不同，是另一種意義上的擴(kuò)頻。跳頻的載頻受一個(gè)偽隨機(jī)碼的控制，在其工作帶寬范圍內(nèi)，其頻率合成器按PN碼的隨機(jī)規(guī)律不斷改變頻率。在接收端，接收機(jī)頻率合成器受偽隨機(jī)碼控制，并保持與發(fā)射端變化規(guī)律相同。

　　跳頻是載波頻率在一定范圍內(nèi)不斷跳變意義上擴(kuò)頻，而不是對(duì)被傳送信息進(jìn)行擴(kuò)譜，不會(huì)得到直序擴(kuò)頻的處理增益。跳頻相當(dāng)于瞬時(shí)的窄帶通信系統(tǒng)，基本等同于常規(guī)通信系統(tǒng)，由于不能抗多徑，同時(shí)發(fā)射效率低，同樣發(fā)射功率的跳頻系統(tǒng)在有效傳輸距離上小于直擴(kuò)系統(tǒng)。跳頻的優(yōu)點(diǎn)是抗干擾，定頻干擾只會(huì)干擾部分頻點(diǎn)。用于語(yǔ)音信息的傳輸，當(dāng)定頻干擾只占一部分時(shí)不會(huì)對(duì)語(yǔ)音通信造成很大的影響。

　　跳速的高低直接反映跳頻系統(tǒng)的性能，跳速越高抗干擾的性能越好，軍事上的跳頻系統(tǒng)可以達(dá)到每秒上萬(wàn)跳。實(shí)際上移動(dòng)通信GSM系統(tǒng)也是跳頻系統(tǒng)，其規(guī)定的跳速為每秒217跳。出于成本的考慮，商用跳頻系統(tǒng)跳速都很慢，一般在50跳/秒以下。由于慢跳跳頻系統(tǒng)可以簡(jiǎn)單的實(shí)現(xiàn)，因此低速無(wú)線局域網(wǎng)產(chǎn)品常常采用這種技術(shù)。

　　2)：RF IC在通信中實(shí)現(xiàn)抗干擾的兩種種方法

　　通常情況下,嚴(yán)格意義上的跳頻只用在軍用與高端的GSM等無(wú)線通信系統(tǒng)中，對(duì)于成本低的RF通信系統(tǒng)，因?yàn)槠浔旧淼膫鬏斁嚯x近(10M內(nèi)),相互之間的干擾就小,所以可以采取讓Tx多次發(fā)射直到Rx收到并返回接收標(biāo)志位為止。另外一種采用的是有限跳頻的工作方式，即在傳送完成數(shù)據(jù)后，判斷Rx是否接收到，如果沒(méi)有接收到，則改變傳送的頻率(例如增加20MHz)，再向Rx發(fā)一個(gè)同步信號(hào)，然后繼續(xù)傳送。這種方式實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單，但是抗干擾性比嚴(yán)格意義上的跳頻方式差.