一種嵌入式射頻光傳輸模塊實現方案

　　3.1 系統軟件總體設計

　　軟件總體功能主要分為四個部分:參數監測、數據存儲、數據收發和性能控制。在主程序中采用兩個中斷:定時器中斷和串口中斷。定時器中斷實時采集參數數據，實現模塊的實時監測;串口中斷實時收發上位機和FSK數據，實現命令的處理和監控數據的傳輸。

　　主程序的結構如圖4所示，程序對上位機命令進行鑒權處理之后，根據通信協議解析處理命令，并執行相應的操作。

　　3.2 CC1000參數編程

　　CCl000作為數傳芯片，需要進行參數配置以決定其工作性能，因而CC1000參數編程是一個重要的過程。通過可編程配置寄存器能改變以下主要參數:接收/發送模式、射頻輸出功率、射頻輸出頻率、FSK分頻、晶振參考頻率、傳輸速率和數據格式等。在本設計中，CC1000 采用曼徹斯特編碼方式，進行數據譯碼和同步工作，這通過設置CC1000 的MODEM1 寄存器的參數完成。在同步編碼方式中，曼徹斯特編碼不需要鎖定平均值濾波器，傳輸效率高。設計要求CC1000采用11.0592MHz晶振，接收本振頻率為433.766MHz，發射中心頻率為433.916MHz(連發“1”)、433.948MHz (連發“0”)，調制頻偏為32KHz，載頻穩定度為10KHz。根據以上參數，可通過Chipcon 公司提供的CC1000配置軟件SmartRF Studio來產生配置信息，這些配置信息將被輸入到單片機中。另外該軟件還可以提供輸入/輸出匹配電路和VCO電感所需的元件參數值。

　　完成配置信息后，要對CC1000進行初始化，初始化主要完成對CC1000內部寄存器的設置。在初始化時需復位CC1000內部寄存器。當完成寄存器的設置后，為了避免芯片運行過程中頻率產生的漂移，應當校正CC1000內部VCO和PLL寄存器中的值。校正完成后，對MAIN寄存器進行設置，將CC1000輸出功率初始值設為0，功耗模式設置為低電平模式，以降低功耗。初始化流程如圖5所示。

　　3.3 數據收發程序設計[5]

　　數據的收發包括：單片機接收上位機數據，單片機向上位機發送數據，單片機接收CC1000數據和單片機向CC1000發送數據。這里僅討論單片機通過串口1接收中斷接收CC1000數據過程，這是整個數據收發程序設計中的難點。

　　本設計中，單片機與CC1000之間采用曼徹斯特同步模式進行數據的接收和發送。在發射模式下(單片機向CC1000發送數據)，PCLK提供發送數據時鐘信號，DIO用于數據輸入，CC1000 自動完成對數據的譯碼。在接收模式下，PCLK 提供接收數據時鐘信號，在DIO提供數據，CC1000自動完成數據編碼和同步工作。

　　(1)數據幀結構

　　在曼徹斯特同步模式下，數據幀由訓練碼、同步碼、前導碼和有效數據構成。在本設計中，訓練碼為連續交替出現的0 和1，共40個;同步碼為連續出現的8個0;前導碼為連續的8個1。當數據中出現符合前面所有格式數據時，接下來的數據就是要接收的有效數據。當數據符合幀格式時，單片機才認為該數據為合格數據，從而進行接收，這樣可以保證接收數據的準確性，降低傳輸誤碼率。