基于C8051和Si4432無線收發(fā)透明模塊設(shè)計與實現(xiàn)
加入技術(shù)交流群
3．1 初始化
初始化程序主要包括C8051F340的初始化，串口的配置、SPI的配置，無線數(shù)據(jù)接收與發(fā)送的頻率、傳輸速率、工作模式等內(nèi)部寄存器的初始化配置。
C8051F340的數(shù)字交叉開關(guān)可以將內(nèi)部的系統(tǒng)資源映射到端口I／O引腳，通過設(shè)置交叉開關(guān)控制寄存器，將片內(nèi)資源配置到相應(yīng)的I／O引腳上，提高了配置的靈活性。在配置SPI時，可以通過對4個特殊功能寄存器：配置寄存器SPI0CFG、控制寄存器SPI0CN、數(shù)據(jù)寄存器SPI0DAT和時鐘頻率寄存器SPI0CKR的控制實現(xiàn)，采用4線主SPI模式，通過設(shè)置SPI0CKR寄存器，將同步時鐘頻率設(shè)為晶振的1／4，在時鐘的每一個上升沿進行操作。
上電之初，Si4432也處于默認(rèn)狀態(tài)，需要進行配置才能工作。Si4432有70多個寄存器需要配置，它們決定了Si4432的工作模式，具體配置可以參考Si4432的數(shù)據(jù)手冊。Si4432的初始化是一個重要的部分，配置的恰當(dāng)與否對系統(tǒng)最終的通信效果有很大的影響。主控制器C8051 F340通過SPI配置Si4432的1ch和1dh等寄存器，寫入相應(yīng)的初始化RF控制字(主要是頻率、傳輸速度和傳輸方式等)；通過配置33h和34h等寄存器來設(shè)置包的結(jié)構(gòu)、前導(dǎo)碼長度以及同步字內(nèi)容等。本系統(tǒng)采用同步傳輸模式，以0x2DD4作為同步模式的標(biāo)志碼，傳輸完同步字后才開始傳輸數(shù)據(jù)載荷。每次發(fā)送數(shù)據(jù)必須以同步字0x2DD4作為發(fā)送數(shù)據(jù)的同步標(biāo)志，接收端在檢測到同步字后才開始接收數(shù)據(jù)。
3．2 無線發(fā)送程序
無線發(fā)送程序流程如圖3所示。完成C8051F340、串口發(fā)送、SPI和Si4432的初始化后，配置寄存器寫入相應(yīng)的初始化RF控制字。接下來，通過配置Si4432的寄存器3eh來設(shè)置包的長度，通過SPI連續(xù)寫寄存器7fh，往TXFIFO里寫入需要發(fā)送的數(shù)據(jù)。然后打開“發(fā)送完中斷允許標(biāo)志”，將其他中斷都禁止。當(dāng)有數(shù)據(jù)包發(fā)送完時，引腳IRQ會被拉低以產(chǎn)生一個低電平從而通知C8051F340數(shù)據(jù)包已發(fā)送完畢。完成中斷使能后，使能發(fā)送功能，數(shù)據(jù)開始發(fā)送。等待IRQ引腳因中斷產(chǎn)生而使電平拉低，當(dāng)IRQ引腳變?yōu)榈蜁r讀取中斷狀態(tài)并拉高IRQ，否則繼續(xù)等待。如果數(shù)據(jù)發(fā)送成功，指示燈會變亮。一次數(shù)據(jù)發(fā)送成功后，進入下一次數(shù)據(jù)循環(huán)發(fā)送狀態(tài)。本文引用地址：http://butianyuan.cn/article/159514.htm
3．3 無線接收程序
無線接收程序流程如圖4所示。程序完成C8051F340、串口接收、SPI接口和Si4432的初始化后，配置寄存器寫入相應(yīng)的初始化RF控制字。通過訪問寄存器7fh從RX FIFO中讀取接收到的數(shù)據(jù)。相應(yīng)的控制字設(shè)置好之后，若引腳IRQ變成低電平，則表示Si4432準(zhǔn)備好接收數(shù)據(jù)。完成這些初始化配置后，通過寄存器4bh讀取包長度信息。然后，打開有效包中斷和同步字檢測中斷，將其他中斷都禁止。引腳IRQ用來檢測是否有有效包被檢測到，若引腳IRQ變?yōu)榈碗娖剑瑒t表示有有效的數(shù)據(jù)包被檢測到。本系統(tǒng)用0x2DD4作為同步模式的標(biāo)志碼，接收模塊通過檢測這個同步字來同步接收數(shù)據(jù)。最后，使能接收功能，數(shù)據(jù)開始接收。等待IRQ引腳因中斷產(chǎn)生而使電平拉低，讀取中斷標(biāo)志位復(fù)位IRQ引腳，使IRQ恢復(fù)至初始的高電平狀態(tài)以準(zhǔn)備下一次中斷觸發(fā)的檢測。通過SPI讀取RX FIFO中的數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)送至液晶OCM12864顯示，之后進入下一次數(shù)據(jù)接收狀態(tài)。
4 系統(tǒng)測試與分析
為驗證本無線射頻收發(fā)系統(tǒng)設(shè)計的可靠性，進行了7組“發(fā)射模塊一接收模塊”通信實驗。在空曠地通信距離約為1 500 m時，7組“發(fā)射模塊-接收模塊”分別工作在430．50 MHz，431．50 MHz，432．50 MHz等7個中心頻率上，帶寬均取112．8 kHz，頻率偏移取±25 kHz，發(fā)送4000個數(shù)據(jù)包。實驗證明，在傳輸速率較低時，誤碼率為0；在傳輸速率為100Kb／s(或以上)時，有一定的誤碼，但誤碼率低于0．075％。因此，該無線射頻收發(fā)系統(tǒng)具有傳輸距離遠(yuǎn)、穿墻能力強以及通信誤碼率低的特點。設(shè)計良好時，收發(fā)距離最遠(yuǎn)可達2 km。
5 結(jié)語
本系統(tǒng)完全可以擴充為一個網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，形成一個無線網(wǎng)絡(luò)，以應(yīng)用到現(xiàn)場控制或測控系統(tǒng)中。本文所設(shè)計的無線射頻收發(fā)系統(tǒng)工作可靠、穩(wěn)定，具有很好的通用性，稍作改動就可以應(yīng)用到小區(qū)傳呼、工業(yè)數(shù)據(jù)采集、生物信號采集、無線遙控等其他一些短距離無線通信領(lǐng)域，對于一些小公司、電子愛好者可以不管模塊里面的無線通信協(xié)議及硬件，快速、簡單地嵌入到自己產(chǎn)品中去。
評論