论文部分内容阅读
【摘 要】在信息技术高度发展的21世纪,无线射频技术是最有前途的一项技术,为了使系统数据在传输方面更加完善,相关专家对现阶段的各种数据传输进行的对比分析,提出了一种可以兼容大容量数据的无线传输方法—CC1101无线传输方式。本文针对该系统的结构及工作电路原理进行分析,指出收发的具体方法以及其模块的软硬件设计,并简单的指出其问题所在以及相应的解决办法。
【关键词】无线收发模块 大容量数据传输 问题及解决方法
通过单片及CC1101构成的无线数据传输系统可以降低近距离无线传输的功耗,其特点是:成本低、操作简易灵活、拓展性强以及通用性能强等,下面我们先了解下无线传输系统。
一、无线传输系统的概述
这种无线传输系统利用CC1101作为信息收发的介质,是一种单片UHF射频芯片,这种芯片具有很多优点:链接性能好、稳定、灵敏度高、功耗低等。(图1)为该系统结构图。
(一)系统优势
1、功耗可以降低到470至510之间的频带。2、工作时电流为16安,在一般的休眠状态下电流为0.3μA。3、便于升级,由于其引脚、寄存器和代码均为CC1101兼容型,升级极为简便。
(二)无线收发模块的工作电路原理
此无线收发器的电路主要包括:USB接口、UART桥接单元、USB、微处理和射频单元,其原理如2图所示。
SPI与CC1101相连接以控制射频信号的收发,当无线信号发送到射频单元上时,利用SPI口将数据传送至微处理单元,再经过桥接单元并由USB口传送给PC机。反之,则是将无线信号发射出去。
二、CC1101的收发数据方法
由于CC1101拥有独立的数据寄存器,因此无论是发射寄存器还是接收寄存器都各自有64B的缓冲区。
(一)以查询的方式进行发送和接收数据
在进行发送信号时,需要先向TX FIFO写入64B的数据,发射后,MCU能从状态寄存器中读取其中的字节数。其不足在于:MCU开销较大,不能停止对寄存器的查询;SPI时钟和CC1101的自身时钟可能会出现误读现象。为了确保读数的正确性,可连续对寄存器值进行读取,若两次都相同则可以确定为准确值,但这样会消耗大量的MCU。
(二)对FIFO的门限进行监测以完成数据的发送和接收
在发送超过255B的数据时,要在发送数据缓冲区与前增加一个2B长度的数据存放包,以利于判断接收端的数据包长度,再使各个长度相等,在前64B的数据写入FIFO。当IFG0=0x02时,将GOO2中断;当IFG0=0X06时,将GDO0中断。在接收超过255B的数据时,需要先完成接收方的初始化工作,使各个数据相等,并中断GDO0和GDO2。当数据达到门限点的上限时,GDO2就会中断,并在子服务程序中断后读取数据。
三、实际操作中的问题及解决方案
RF电路对于电源的噪声是非常敏感的,特别是高次谐波和电压毛刺,严重时会致使RF器件不能正常工作。要解决这个问题,可以选用PCB作为电路板的原材料。在布板PCB版时,电源一定要添加耦合电路,还要避免自动布线,以确保器件可靠接地。
四、结束语
由以上分析可知,CC1101射频收发芯片为低功耗器件,因此在电路中取替了CP2102。由于收發数据通过中断服务程序来实现,因此在传输数据及等待的过程中,单片机的工作电流仅为1μA,特别省电。RP-5型压力表的升级,大大缩短了升级时间,提高了工作效率。
参考文献:
[1]徐兴,徐胜,王卫星,岳学军.基于CC1100的无线传输系统设计[J].科学技术与工程,2012,24:6040-6045.
[2]郝毫毫.基于CC1101的大容量数据无线传输方法[J].测控技术,2013,02:20-22+26.
[3]杜泳锋.基于CC1101的数字双工对讲机的设计[D].西安电子科技大学,2012.
[4]丁欣.基于CC1101的无线自组织网络路灯监控系统的研究[D].华南理工大学,2011.
【关键词】无线收发模块 大容量数据传输 问题及解决方法
通过单片及CC1101构成的无线数据传输系统可以降低近距离无线传输的功耗,其特点是:成本低、操作简易灵活、拓展性强以及通用性能强等,下面我们先了解下无线传输系统。
一、无线传输系统的概述
这种无线传输系统利用CC1101作为信息收发的介质,是一种单片UHF射频芯片,这种芯片具有很多优点:链接性能好、稳定、灵敏度高、功耗低等。(图1)为该系统结构图。
(一)系统优势
1、功耗可以降低到470至510之间的频带。2、工作时电流为16安,在一般的休眠状态下电流为0.3μA。3、便于升级,由于其引脚、寄存器和代码均为CC1101兼容型,升级极为简便。
(二)无线收发模块的工作电路原理
此无线收发器的电路主要包括:USB接口、UART桥接单元、USB、微处理和射频单元,其原理如2图所示。
SPI与CC1101相连接以控制射频信号的收发,当无线信号发送到射频单元上时,利用SPI口将数据传送至微处理单元,再经过桥接单元并由USB口传送给PC机。反之,则是将无线信号发射出去。
二、CC1101的收发数据方法
由于CC1101拥有独立的数据寄存器,因此无论是发射寄存器还是接收寄存器都各自有64B的缓冲区。
(一)以查询的方式进行发送和接收数据
在进行发送信号时,需要先向TX FIFO写入64B的数据,发射后,MCU能从状态寄存器中读取其中的字节数。其不足在于:MCU开销较大,不能停止对寄存器的查询;SPI时钟和CC1101的自身时钟可能会出现误读现象。为了确保读数的正确性,可连续对寄存器值进行读取,若两次都相同则可以确定为准确值,但这样会消耗大量的MCU。
(二)对FIFO的门限进行监测以完成数据的发送和接收
在发送超过255B的数据时,要在发送数据缓冲区与前增加一个2B长度的数据存放包,以利于判断接收端的数据包长度,再使各个长度相等,在前64B的数据写入FIFO。当IFG0=0x02时,将GOO2中断;当IFG0=0X06时,将GDO0中断。在接收超过255B的数据时,需要先完成接收方的初始化工作,使各个数据相等,并中断GDO0和GDO2。当数据达到门限点的上限时,GDO2就会中断,并在子服务程序中断后读取数据。
三、实际操作中的问题及解决方案
RF电路对于电源的噪声是非常敏感的,特别是高次谐波和电压毛刺,严重时会致使RF器件不能正常工作。要解决这个问题,可以选用PCB作为电路板的原材料。在布板PCB版时,电源一定要添加耦合电路,还要避免自动布线,以确保器件可靠接地。
四、结束语
由以上分析可知,CC1101射频收发芯片为低功耗器件,因此在电路中取替了CP2102。由于收發数据通过中断服务程序来实现,因此在传输数据及等待的过程中,单片机的工作电流仅为1μA,特别省电。RP-5型压力表的升级,大大缩短了升级时间,提高了工作效率。
参考文献:
[1]徐兴,徐胜,王卫星,岳学军.基于CC1100的无线传输系统设计[J].科学技术与工程,2012,24:6040-6045.
[2]郝毫毫.基于CC1101的大容量数据无线传输方法[J].测控技术,2013,02:20-22+26.
[3]杜泳锋.基于CC1101的数字双工对讲机的设计[D].西安电子科技大学,2012.
[4]丁欣.基于CC1101的无线自组织网络路灯监控系统的研究[D].华南理工大学,2011.