CC1020微功率無線數(shù)傳模塊說明 淺談CC1020電路應(yīng)用

CC1020微功率無線數(shù)傳模塊說明淺談CC1020電路應(yīng)用本文主要是關(guān)于CC1020的相關(guān)介紹，并著重對(duì)CC1020微功率無線數(shù)傳模塊進(jìn)行了詳盡的闡述。CC1020cc1020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（shortrangedevice－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模塊特性1、頻率范圍為402mhz-470mhz工作2、高靈敏度（對(duì)12.5khz信道可達(dá)-118dbm）3、可編程輸出功率，最大10dbm4、低電流消耗（rx:19.9ma）5、低壓供電（2.3v到3.6v）6、數(shù)據(jù)率最高可以達(dá)到153.3kbaud7、spi接口配置內(nèi)部寄存器8、標(biāo)準(zhǔn)dip間距接口，便于嵌入式應(yīng)用9、通信距離遠(yuǎn)，10dbm功率條件室外可以傳輸600米左右。cc1020工作參數(shù)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(gè)傳統(tǒng)的超外差接收器。rf輸入信號(hào)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(hào)。在中頻處理階段，i/q信號(hào)經(jīng)混合濾波、放大后經(jīng)adc轉(zhuǎn)化成數(shù)字信號(hào)。然后進(jìn)行自動(dòng)獲取控制、信道濾波、解調(diào)和二進(jìn)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(shí)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(cè)指示器。在發(fā)送模式下，合成的rf信號(hào)直接饋送到功率放大器pa。射頻輸出是fsk信號(hào)，此信號(hào)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。可使用一個(gè)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。cc1020信號(hào)收發(fā)接口cc1020信號(hào)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1cc1020與微控制器的連接電路微控制器的一個(gè)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(shí)，必須連接到微控制器的一個(gè)輸入端。數(shù)據(jù)輸出可以選擇使用單獨(dú)的引腳。這時(shí)要設(shè)置cc1020的interface寄存器sep_di_do=1。在同步模式下，lock引腳用作數(shù)據(jù)輸出，而dclk引腳作為異步模式的數(shù)據(jù)輸出，dio引腳端則只用于數(shù)據(jù)輸入。微控制器的一個(gè)引腳可用來監(jiān)視鎖相環(huán)的鎖定信號(hào)，即lock引腳信號(hào)。當(dāng)鎖相環(huán)鎖定時(shí)，lock引腳為邏輯低電平。它還可以用作載波檢測(cè)及監(jiān)視其它內(nèi)部測(cè)試信號(hào)。cc1020能被設(shè)置成三種不同的數(shù)據(jù)傳輸形式：同步nrz模式、同步曼徹斯特碼模式和異步傳輸uart模式。這三種模式各有特點(diǎn)，同步曼徹斯特碼抗干擾能力最好，但是波特率要低一倍，異步傳輸uart實(shí)現(xiàn)起來最簡(jiǎn)單，但是抗干擾能力最差，而同步nrz抗干擾能力比uart要好，但稍差于同步曼徹斯特碼，實(shí)現(xiàn)難度也介于兩者之間。考慮到微處理器基本都支持uart串行通訊，所以選擇了這種模式，經(jīng)測(cè)試效果完全能達(dá)到要求。cc1020引腳接口說明備注1.vcc引腳的電壓范圍為2.3-3.6v之間，不能在這個(gè)區(qū)間之外，如超過3.6v將會(huì)燒毀模塊。推薦電壓3.3v左右；2.硬件沒有集成spi功能的單片機(jī)也可以控制本模塊，用普通單片io口模擬spi時(shí)序進(jìn)行讀寫操作即可；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(gè)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(gè)雙向引腳端，則可節(jié)省微控制器的一個(gè)i/o端口。當(dāng)結(jié)構(gòu)配置接口不使用時(shí)，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(shí)（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(gè)內(nèi)部上拉電阻，在低功耗模式時(shí)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(jiǎn)單的四串行spi接口進(jìn)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)懙牟僮鳌c1020一次完整的配置，要求發(fā)送33個(gè)數(shù)據(jù)幀，每幀16位（address7位，r/w1位，data8位）。一次完整配置所需時(shí)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(shí)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(shí)間不到2ms。所有的寄存器都是可讀的。CC1020微功率無線數(shù)傳模塊說明1…微功率發(fā)射：最大發(fā)射功率為10MWISM2，工作頻率在頻帶內(nèi)：它符合國家無線管理委員會(huì)標(biāo)準(zhǔn)，不需要申請(qǐng)頻率。載波頻率430MHz也能提供868／915MHz載波頻率。它三。。高抗干擾能力和低誤碼率：基于FSK調(diào)制方式，采用高效率前向糾錯(cuò)信道編碼技術(shù)，提高了數(shù)據(jù)的抗突發(fā)干擾和隨機(jī)干擾能力。當(dāng)BER為10-2時(shí)，實(shí)際BER為10-5-10-6。它4…傳輸距離：天線模型為TCA07FR（貼片天線，增益1db），距離地面2m，數(shù)據(jù)傳輸距離可達(dá)600m，天線模型為TQJ-400SII（長度2m，增益7.8dB），地面高度2m，數(shù)據(jù)傳輸距離800m。它5…透明數(shù)據(jù)傳輸：它提供透明的數(shù)據(jù)接口，可以適用于任何標(biāo)準(zhǔn)或非標(biāo)準(zhǔn)用戶協(xié)議。自動(dòng)濾除空氣噪聲和虛假數(shù)據(jù)。6、多渠道：C1020模塊標(biāo)準(zhǔn)配置提供8個(gè)通道。以滿足用戶的多個(gè)通信組合。它7、雙串口、三接口模式：C1020模塊提供2個(gè)串口，COM1是TTL級(jí)的UART接口。COM2可定義為RS-232或RS-485（用戶只需插入短路裝置并再次上電）。它8。最大數(shù)據(jù)緩沖區(qū)：接口的波特率為2.44.8×9.619.2kb/s，格式為8N1/5/8E1。它可以傳輸無限長的數(shù)據(jù)幀一次，用戶編程更靈活。9…智能數(shù)據(jù)控件，用戶不需要編譯冗余程序：即使采用半雙工通信，用戶也不需要編寫冗余的程序，只要從接口接收或發(fā)送數(shù)據(jù)，以及進(jìn)行空對(duì)空轉(zhuǎn)換、控制等其他操作，模塊就可以自動(dòng)完成。它10…低功耗和睡眠功能：在接收數(shù)據(jù)的情況下，電流為22Ma，發(fā)送數(shù)據(jù)電流為33毫安，并且在睡眠時(shí)的電流僅為5uA。它11…可靠性高、體積小、重量輕：系統(tǒng)采用CC1020單片射頻集成電路和單片機(jī)，外圍電路少，可靠性高，故障率低。它12…采用窄帶通信技術(shù)。由于CC1020先進(jìn)射頻數(shù)據(jù)芯片的窄帶通信技術(shù)，通信穩(wěn)定性大大提高，抗干擾性能尤其好。二．?CC1020微功率無線數(shù)傳模塊的應(yīng)用?CC1020微功率無線數(shù)傳模塊適用于：??近距離無線數(shù)據(jù)傳輸?無線數(shù)據(jù)采集?無線水表、煤氣表、電力表抄表?工業(yè)遙控、遙測(cè)、工業(yè)數(shù)據(jù)采集?自動(dòng)化數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)?樓宇自動(dòng)化、安防?機(jī)房設(shè)備無線監(jiān)控?門禁系統(tǒng)?POS系統(tǒng)，無線鍵盤、鼠標(biāo)?無線表決器?科研院所、實(shí)驗(yàn)室數(shù)據(jù)通訊?家庭自動(dòng)化數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)醫(yī)療設(shè)備組網(wǎng)?江河航運(yùn)、領(lǐng)水導(dǎo)航、環(huán)保檢測(cè)?機(jī)器人控制?生物信號(hào)采集系統(tǒng)?簽到、考勤系統(tǒng)停車場(chǎng)系統(tǒng)三。采用C1020微功耗無線數(shù)據(jù)傳輸模塊。標(biāo)準(zhǔn)RS-232，485，UART/TTL級(jí)有三種接口，可以直接與計(jì)算機(jī)、單片機(jī)或其它UART設(shè)備連接。cc1020無線數(shù)據(jù)傳輸模塊應(yīng)用示意圖如下：1.?電源??????CC1020使用直流電源，電壓+3.0~5.0V?？梢耘c其它設(shè)備共用電源，但請(qǐng)選擇紋波系數(shù)較好的電源，如果有條件的話，可采用7805或其它穩(wěn)壓片單獨(dú)供電。另外，系統(tǒng)設(shè)備中若有其他設(shè)備，則需可靠接地。若沒有條件可靠接入大地，則可自成一地，但必須與市電完全隔離。?工作時(shí)發(fā)射電流≤33mA?，?接收電流≤22mA?，休眠電源≤5uA?。4.?信道、接口、數(shù)據(jù)格式設(shè)定：??????用戶使用CC1020之前，需要根據(jù)自已的需要進(jìn)行簡(jiǎn)單的配置，以確定信道、接口方式和數(shù)據(jù)格式。?CC1020的右上角有一組5位的短跳線（JP2），分別定義為ABCDE，假設(shè)跳線開路（不插短路器）為狀態(tài)1，跳線短路（插入短路器）為狀態(tài)0，則配置方法如下：四．?CC1020無線模塊的組網(wǎng)應(yīng)用及編程時(shí)注意事項(xiàng)：CC1020的通信信道是半雙工的，最適合點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)的通信方式，這種方式首先需要設(shè)1個(gè)主站，其余為從站，所有站都編一個(gè)唯一的地址。通信的協(xié)調(diào)完全由主站控制，主站采用帶地址碼的數(shù)據(jù)幀發(fā)送數(shù)據(jù)或命令，從站全部都接收，并將接收到的地址碼與本地地址碼比較，不同則將數(shù)據(jù)全部丟掉，不做任何響應(yīng);?地址碼相同，則證明數(shù)據(jù)是給本地的，從站根據(jù)傳過來的數(shù)據(jù)或命令進(jìn)行不同的響應(yīng)，將