來源：電子設(shè)計應(yīng)用 作者：文俊峰 喬曉軍 張文愛 馮登超

    摘 要：本文介紹了一種以c8051f310單片機為控制核心，基于無線收發(fā)芯片cc1020的通信模塊。對其工作原理和工作方式進行了分析，給出了設(shè)計思路和硬件電路。并重點闡述了通信模塊的實現(xiàn)過程。

    關(guān)鍵詞：無線通信；cc1020；射頻；c8051f310

    引言

    隨著網(wǎng)絡(luò)及通信技術(shù)的飛速發(fā)展，無線通信以其成本低廉、擴展性好、受地理條件限制較少、安裝施工簡便靈活等特點，在許多領(lǐng)域都有著廣闊的應(yīng)用前景。

    cc1020簡介

    cc1020是一種理想的超高頻單片收發(fā)器芯片。主要用于ism(工業(yè)、科研及醫(yī)療)頻帶和在426/429/433/868/915mhz頻帶的srd(short range device－近距離設(shè)備)中，也可經(jīng)編程后用于頻率為402mhz~470mhz和 804mhz~940mhz的多信道設(shè)備。cc1020主要的工作參數(shù)可通過串行總線接口編程，例如輸出功率、頻率及afc。

    在接收模式下，cc1020可看成是一個傳統(tǒng)的超外差接收器。rf輸入信號經(jīng)低噪聲放大器(lna和lna2)放大后，翻轉(zhuǎn)經(jīng)過積分器(i和q)產(chǎn)生中頻if信號。在中頻處理階段，i/q信號經(jīng)混合濾波、放大后經(jīng)adc轉(zhuǎn)化成數(shù)字信號。然后進行自動獲取控制、信道濾波、解調(diào)和二進制同步化處理，在dio引腳輸出數(shù)字解調(diào)數(shù)據(jù)，dclk引腳獲取同步數(shù)字時鐘數(shù)據(jù)。rssi為數(shù)字形式，并可通過竄行接口讀出。rssi還可作為可編程的載波檢測指示器。

    在發(fā)送模式下，合成的rf信號直接饋送到功率放大器pa。射頻輸出是fsk信號，此信號是由饋送到dio引腳的數(shù)字比特流通過fsk調(diào)制產(chǎn)生的�？墒褂靡粋�高頻濾波器來得到高斯頻移鍵控gfsk。芯片內(nèi)部的收/發(fā)開關(guān)電路使天線容易接入和匹配。

    硬件電路設(shè)計

    微控制器選型

    微控制器采用cygnal公司生產(chǎn)的c8051f310，該處理器具有與8051完全兼容的cip-51內(nèi)核，是一款完全集成的混合信號isp型mcu芯片，帶有模擬多路器的10位200ksps的25通道單端/差分adc，硬件實現(xiàn)的i2c、增強型uart及spi接口，flash存儲器具有在系統(tǒng)重編程能力，可用于非易失性數(shù)據(jù)存儲，并且允許現(xiàn)場更新8051固件。該型號單片機體積小、性能高，能夠快速存取數(shù)據(jù)，也易于系統(tǒng)開發(fā)以及擴展，很適合本設(shè)計的需要。

    cc1020結(jié)構(gòu)配置接口

    cc1020結(jié)構(gòu)配置接口與微控制器的連接如圖1所示。微控制器使用引腳p2.2~p2.5與cc1020的結(jié)構(gòu)配置接口psel、pclk、pdi、pdo連接。pdo與微控制器的一個輸入端連接。pdi、pclk和psel連接到微控制器的輸出端。如果把pdi和pdo連接在一起，微控制器可以使用一個雙向引腳端，則可節(jié)省微控制器的一個i/o端口。

    當(dāng)結(jié)構(gòu)配置接口不使用時，連接到psel、pclk、pdi和pdo引腳端的微控制器引腳可作他用。當(dāng)psel引腳端無效(保持高電平)時(psel引腳端低電平有效)，pclk、pdi和pdo是高阻抗輸入狀態(tài)。psel有一個內(nèi)部上拉電阻，在低功耗模式時必須斷開(由微控制器三態(tài)控制)，或者設(shè)為高電平，以阻止電流流入上拉電阻。

    cc1020通過簡單的四串行spi接口進行編程。有8位的結(jié)構(gòu)配置寄存器。每一位寄存器的地址是7位，1位作為讀/寫位，初始化讀或?qū)懙牟僮�。cc1020一次完整的配置，要求發(fā)送33個數(shù)據(jù)幀，每幀16位(address 7位，r/w 1位，data 8位)。一次完整配置所需時間取決于pclk的頻率。如果pclk頻率為10mhz，完成一次完整配置的時間少于53ms。將cc1020設(shè)為低功耗模式，只需發(fā)送一幀數(shù)據(jù)，因此所需的時間不到2ms。所有的寄存器都是可讀的。

    cc1020信號收發(fā)接口

    cc1020信號收發(fā)接口與微控制器的連接如圖1所示。微控制器使用引腳p2.6和p3.4與cc1020的雙向同步數(shù)據(jù)接口dio、dclk連接。

    圖1 cc1020與微控制器的連接電路

    微控制器的一個雙向引腳與cc1020的dio連接，用于數(shù)據(jù)的發(fā)射與接收(輸入與輸出)。dclk提供數(shù)據(jù)定時，必須連接到微控制器的一個輸入端。

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