基于C8051和Si4432無線收發透明模塊設計與實現
加入技術交流群
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，無線數據接收與發送的頻率、傳輸速率、工作模式等內部寄存器的初始化配置。
C8051F340的數字交叉開關可以將內部的系統資源映射到端口I／O引腳，通過設置交叉開關控制寄存器，將片內資源配置到相應的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、數據寄存器SPI0DAT和時鐘頻率寄存器SPI0CKR的控制實現，采用4線主SPI模式，通過設置SPI0CKR寄存器，將同步時鐘頻率設為晶振的1／4，在時鐘的每一個上升沿進行操作。
上電之初，Si4432也處于默認狀態，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的數據手冊。Si4432的初始化是一個重要的部分，配置的恰當與否對系統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等寄存器來設置包的結構、前導碼長度以及同步字內容等。本系統采用同步傳輸模式，以0x2DD4作為同步模式的標志碼，傳輸完同步字后才開始傳輸數據載荷。每次發送數據必須以同步字0x2DD4作為發送數據的同步標志，接收端在檢測到同步字后才開始接收數據。
3．2 無線發送程序
無線發送程序流程如圖3所示。完成C8051F340、串口發送、SPI和Si4432的初始化后，配置寄存器寫入相應的初始化RF控制字。接下來，通過配置Si4432的寄存器3eh來設置包的長度，通過SPI連續寫寄存器7fh，往TXFIFO里寫入需要發送的數據。然后打開“發送完中斷允許標志”，將其他中斷都禁止。當有數據包發送完時，引腳IRQ會被拉低以產生一個低電平從而通知C8051F340數據包已發送完畢。完成中斷使能后，使能發送功能，數據開始發送。等待IRQ引腳因中斷產生而使電平拉低，當IRQ引腳變為低時讀取中斷狀態并拉高IRQ，否則繼續等待。如果數據發送成功，指示燈會變亮。一次數據發送成功后，進入下一次數據循環發送狀態。本文引用地址：http://www.104case.com/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中讀取接收到的數據。相應的控制字設置好之后，若引腳IRQ變成低電平，則表示Si4432準備好接收數據。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變為低電平，則表示有有效的數據包被檢測到。本系統用0x2DD4作為同步模式的標志碼，接收模塊通過檢測這個同步字來同步接收數據。最后，使能接收功能，數據開始接收。等待IRQ引腳因中斷產生而使電平拉低，讀取中斷標志位復位IRQ引腳，使IRQ恢復至初始的高電平狀態以準備下一次中斷觸發的檢測。通過SPI讀取RX FIFO中的數據，將數據送至液晶OCM12864顯示，之后進入下一次數據接收狀態。
4 系統測試與分析
為驗證本無線射頻收發系統設計的可靠性，進行了7組“發射模塊一接收模塊”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，發送4000個數據包。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，該無線射頻收發系統具有傳輸距離遠、穿墻能力強以及通信誤碼率低的特點。設計良好時，收發距離最遠可達2 km。
5 結語
本系統完全可以擴充為一個網絡系統，形成一個無線網絡，以應用到現場控制或測控系統中。本文所設計的無線射頻收發系統工作可靠、穩定，具有很好的通用性，稍作改動就可以應用到小區傳呼、工業數據采集、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議及硬件，快速、簡單地嵌入到自己產品中去。
評論