基于Si4432的無(wú)線射頻收發(fā)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

其中，Preamble(前導(dǎo)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(guò)程中會(huì)在每個(gè)包的前面加上可設(shè)置長(zhǎng)度的前導(dǎo)碼；接收端為了識(shí)別幀的到來(lái)，需要前導(dǎo)碼進(jìn)行幀同步，從而確定收發(fā)系統(tǒng)之間何時(shí)發(fā)送和接收數(shù)據(jù)。SyncWord(同步字)在前導(dǎo)碼之后，要用設(shè)定好的同步字來(lái)作為同步模式的標(biāo)志碼。本系統(tǒng)設(shè)定的同步字為2個(gè)字節(jié)，同步字內(nèi)容為0x2DD4，接收端在檢測(cè)到同步字后才開(kāi)始接收數(shù)據(jù)。Packet Length是數(shù)據(jù)載荷長(zhǎng)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(yàn)和)由內(nèi)置CRC校檢。Si4432內(nèi)部集成有調(diào)制／解調(diào)、編碼／解碼等功能，從而Preamble、Syncword、Packet Length和CRC都是硬件自動(dòng)加上去的，用戶只需設(shè)定數(shù)據(jù)包的組成結(jié)構(gòu)和部分結(jié)構(gòu)的具體內(nèi)容(如前導(dǎo)碼和同步字)。
本文以半雙工通信為例，介紹通信的實(shí)現(xiàn)過(guò)程。編程環(huán)境為Silabs IDE V3．61，并在該編譯環(huán)境下測(cè)試通過(guò)。Silabs IDE集成了源代碼編輯、程序源代碼級(jí)調(diào)試程序和在系統(tǒng)Flash編程器。同時(shí)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(guān)于無(wú)線收發(fā)頻率、工作模式、發(fā)射速率等內(nèi)部寄存器的初始化配置。
系統(tǒng)上電后，C8051F930處于默認(rèn)狀態(tài)，根據(jù)系統(tǒng)功能需求重新進(jìn)行初始化配置。C8051F930的數(shù)字交叉開(kāi)關(guān)允許將內(nèi)部數(shù)字系統(tǒng)資源映射到端口I／O引腳，可通過(guò)設(shè)置交叉開(kāi)關(guān)控制寄存器，將片內(nèi)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(yīng)用選擇通用端口I／O和所需數(shù)字資源的組合，提高了應(yīng)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(shí)，可以通過(guò)對(duì)SPI1CFG寄存器和SPI1CN寄存器的配置來(lái)選擇具體使用規(guī)則。這里，選擇主SPI，4線模式，時(shí)鐘極性為低電平，在時(shí)鐘上升沿時(shí)對(duì)數(shù)據(jù)采樣；通過(guò)配置SPI1CKR寄存器，可將同步時(shí)鐘頻率設(shè)為晶振頻率的1／4。
上電之初，Si4432也處于默認(rèn)狀態(tài)，需要進(jìn)行配置才能工作。Si4432有70多個(gè)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(cè)。Si4432的初始化是一個(gè)重要的部分，配置的恰當(dāng)與否對(duì)系統(tǒng)最終的通信效果有很大的影響。主控制器C8051F930通過(guò)SPI配置Si4432的1ch、1dh等寄存器，寫入相應(yīng)的初始化RF控制字(主要是頻率、傳輸速度、傳輸方式等)；通過(guò)配置33h、34h等寄存器來(lái)設(shè)置包的結(jié)構(gòu)、前導(dǎo)碼長(zhǎng)度、同步字內(nèi)容等。本系統(tǒng)采用同步傳輸模式，以0x2DD4作為同步模式的標(biāo)志碼，傳輸完同步字后才開(kāi)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(biāo)志，接收端在檢測(cè)到同步字后才開(kāi)始接收數(shù)據(jù)。
(2)無(wú)線發(fā)送程序
無(wú)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(yīng)的初始化RF控制字。接下來(lái)，通過(guò)配置Si4432的寄存器3eh來(lái)設(shè)置包的長(zhǎng)度，通過(guò)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(kāi)“發(fā)送完中斷允許”標(biāo)志，將其他中斷都禁止。當(dāng)有數(shù)據(jù)包發(fā)送完時(shí)，引腳nIRQ會(huì)被拉低以產(chǎn)生一個(gè)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(kāi)始發(fā)送。等待nIRQ引腳因中斷產(chǎn)生而使電平拉低，當(dāng)nIRQ引腳變?yōu)榈蜁r(shí)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(huì)變亮。一次數(shù)據(jù)發(fā)送成功后，進(jìn)入下一次數(shù)據(jù)循環(huán)發(fā)送狀態(tài)。