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

(3)無(wú)線接收程序
無(wú)線接收程序流程如圖4所示。

程序完成C8051F930、SPI接口和Si4432的初始化后，配置寄存器寫入相應(yīng)的初始化RF控制字。通過(guò)訪問(wèn)寄存器7fh從RX FIFO中讀取接收到的數(shù)據(jù)。相應(yīng)的控制字設(shè)置好之后，若引腳nIRQ變成低電平，則表示Si4432準(zhǔn)備好接收數(shù)據(jù)。完成這些初始化配置后，通過(guò)寄存器4bh讀取包長(zhǎng)度信息。
然后，打開“有效包中斷”和“同步字檢測(cè)中斷”，將其他中斷都禁止。引腳nIRQ用來(lái)檢測(cè)是否有有效包被檢測(cè)到，若引腳nIRQ變?yōu)榈碗娖?，則表示有有效的數(shù)據(jù)包被檢測(cè)到。本系統(tǒng)用Ox2DD4作為同步模式的標(biāo)志碼，接收模塊通過(guò)檢測(cè)這個(gè)同步字來(lái)同步接收數(shù)據(jù)。最后，使能接收功能，數(shù)據(jù)開始接收。等待nIRQ引腳因中斷產(chǎn)生而使電平拉低，讀取中斷標(biāo)志位復(fù)位nIRQ引腳，使nIRQ恢復(fù)至初始的高電平狀態(tài)以準(zhǔn)備下一次中斷觸發(fā)的檢測(cè)。通過(guò)SPI讀取RX FIFO中的數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)送至液晶OCM12864-9顯示，之后進(jìn)入下一次數(shù)據(jù)接收狀態(tài)。

3 PCB設(shè)計(jì)的注意事項(xiàng)
PCB設(shè)計(jì)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的性能影響很大。以下是設(shè)計(jì)Si4432的PCB時(shí)需要注意的地方：
①為了消除走線間的感性效應(yīng)，應(yīng)在PCB上空余的地方盡量多布置一些過(guò)孔。為了達(dá)到較好的射頻通信效果，應(yīng)對(duì)整個(gè)PCB都覆地銅。當(dāng)提供了一個(gè)較好的RF地之后，TX／RX區(qū)域的對(duì)地敷銅區(qū)有助于減少甚至避免輻射干擾。
②電源接入端要添加去耦電容，且盡量靠近Si4432芯片。濾波電容也應(yīng)該盡量靠近相應(yīng)引腳，這樣可以得到更好的濾波性能。
③Si4432的外圍元件很少，應(yīng)盡量使用體積小的0402封裝貼片器件。其中，電感屬于關(guān)鍵器件，需選用高精度電感。
④Si4432的扼流電感L1應(yīng)盡量靠近Tx引腳；并聯(lián)在RXn和RXp上的電感L2在PCB平面上應(yīng)與L1垂直布局，Tx通道上的電感L1、L3、L4、L5的方向需保證互相垂直以減少耦合；Tx通道和RXn/p通道之間未布線的區(qū)域應(yīng)以接地的覆銅隔離開來(lái)，Tx通道匹配電路的布線區(qū)應(yīng)盡可能不要占用太大的板上區(qū)域。
⑤晶振的選擇參照以下參數(shù)：等效串聯(lián)電阻是60 Ω，負(fù)載電容是12 pF，頻率準(zhǔn)確度是±20×10-6。讓晶振與芯片的晶振接入引腳盡量靠近，并用地線把時(shí)鐘區(qū)隔離起來(lái)。
⑥設(shè)計(jì)PCB時(shí)，QFN封裝的Si4432芯片底部接地。在Si4432芯片底部打9個(gè)12 mil(1 000 mail=25．4 mm)大小的接地過(guò)孔，以確保良好的接地和散熱能力，增強(qiáng)通信可靠性。
⑦板上的走線盡可能不要經(jīng)過(guò)Tx／RXn/p區(qū)域，以防止匹配網(wǎng)絡(luò)的耦合效應(yīng)。

4 系統(tǒng)測(cè)試與分析
為驗(yàn)證本無(wú)線射頻收發(fā)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的可靠性，進(jìn)行了7組“發(fā)射模塊一接收模塊”通信實(shí)驗(yàn)。在空曠地通信距離約為1 500 m時(shí)7組“發(fā)射模塊一接收模塊”分別工作在430．50 MHz、431．50 MHz、432．50 MHz等7個(gè)中心頻率上，帶寬均取112．8 kHz，頻率偏移取士25 kHz，發(fā)送4 000個(gè)數(shù)據(jù)包，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表1所列。

從表1中可以看出，在傳輸速率較低時(shí)，誤碼率為0；在傳輸速率為100 kbps(或以上)時(shí)，有一定的誤碼，但誤碼率低于0．075％。因此，該無(wú)線射頻收發(fā)系統(tǒng)具有傳輸距離遠(yuǎn)、穿墻能力強(qiáng)、通信誤碼率低的特點(diǎn)。

結(jié) 語(yǔ)
本系統(tǒng)完全可以擴(kuò)充為一個(gè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，形成一個(gè)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)，以應(yīng)用到現(xiàn)場(chǎng)控制或測(cè)控系統(tǒng)中。本文所設(shè)計(jì)的無(wú)線射頻收發(fā)系統(tǒng)工作可靠、穩(wěn)定，具有很好的通用性，稍作改動(dòng)就可以應(yīng)用到小區(qū)傳呼、工業(yè)數(shù)據(jù)采集、生物信號(hào)采集、無(wú)線遙控等其他一些短距離無(wú)線通信領(lǐng)域，具有較高的市場(chǎng)應(yīng)用價(jià)值，為無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸提供了一個(gè)很好的解決方案。