基于Si4432A的無線射頻收發(fā)系統(tǒng)設計
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其中，Preamble(前導碼)是一連串的10101010，其數(shù)量為8n位，n的大小由用戶編程決定。數(shù)據(jù)包在傳輸過程中會在每個包的前面加上可設置長度的前導碼；接收端為了識別幀的到來，需要前導碼進行幀同步，從而確定收發(fā)系統(tǒng)之間何時發(fā)送和接收數(shù)據(jù)。SyncWord(同步字)在前導碼之后，要用設定好的同步字來作為同步模式的標志碼。本系統(tǒng)設定的同步字為2個字節(jié)，同步字內容為0x2DD4，接收端在檢測到同步字后才開始接收數(shù)據(jù)。Packet Length是數(shù)據(jù)載荷長度。PAYLOAD(有效數(shù)據(jù)載荷)是用戶所發(fā)送的數(shù)據(jù)。CRC(CRC校驗和)由內置CRC校檢。Si4432內部集成有調制／解調、編碼／解碼等功能，從而Prearnble、SyncWord、Packet Length和CRC都是硬件自動加上去的，用戶只需設定數(shù)據(jù)包的組成結構和部分結構的具體內容(如前導碼和同步字)。
本文以半雙工通信為例，介紹通信的實現(xiàn)過程。編程環(huán)境為Silabs IDE V3.61，并在該編譯環(huán)境下測試通過。Silabs IDE集成了源代碼編輯、程序源代碼級調試程序和在系統(tǒng)Flash編程器。同時支持第三方編譯器和匯編器的使用，
(1)初始化程序
初始化程序包括C8051F930的初始化，SPI的初始化，以及Si4432的關于無線收發(fā)頻率、工作模式、發(fā)射速率等內部寄存器的初始化配置。
系統(tǒng)上電后，C8051F930處于默認狀態(tài)，根據(jù)系統(tǒng)功能需求重新進行初始化配置。C8051F930的數(shù)字交叉開關允許將內部數(shù)字系統(tǒng)資源映射到端口I／O引腳，可通過設置交叉開關控制寄存器，將片內資源配置到具體的端口I／O引腳上。這一特性允許用戶根據(jù)自己的特定應用選擇通用端口I／O和所需數(shù)字資源的組合，提高了應用的靈活性。本系統(tǒng)中，主要配置了SPI通信的4線，液晶LCD的數(shù)據(jù)線接口、控制線接口和RS232串口數(shù)據(jù)輸入／輸出等。
初始化SPI時，可以通過對SPIlCFG寄存器和SPIlCN寄存器的配置來選擇具體使用規(guī)則。這里，選擇主SPI，4線模式，時鐘極性為低電平，在時鐘上升沿時對數(shù)據(jù)采樣；通過配置SPIlCKR寄存器，可將同步時鐘頻率設為晶振頻率的1／4。
上電之初，Si4432也處于默認狀態(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，配置的恰當與否對系統(tǒng)最終的通信效果有很大的影響。主控制器C8051F930通過SPI配置Si4432的1ch、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、傳輸方式等)；通過配置33h、34h等寄存器來設置包的結構、前導碼長度、同步字內容等。本系統(tǒng)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(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)的同步標志，接收端在檢測到同步字后才開始接收數(shù)據(jù)。
(2)無線發(fā)送程序
無線發(fā)送程序流程如圖3所示。完成C8051F930、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(xù)寫寄存器7fh，往TX FIFO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”標志，將其他中斷都禁止。當有數(shù)據(jù)包發(fā)送完時，引腳nIRQ會被拉低以產(chǎn)生一個低電平從而通知C8051F930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nIRQ引腳因中斷產(chǎn)生而使電平拉低，當nIRQ引腳變?yōu)榈蜁r讀取中斷狀態(tài)并拉高nIRQ，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)。
(3)無線接收程序
無線接收程序流程如圖4所示。
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