基于USB接口的嵌入式無線傳輸系統(tǒng)設計

摘要：為了解決有線數據傳輸的線路布放和數據通信接口問題，方便儀器設備之間的連接，設計了一種基于USB接口的嵌入式無線傳輸系統(tǒng)。系統(tǒng)把新一代USB接口芯片CP2101與低功耗RF收發(fā)芯片CC1101相結合，采用單片機控制，通過自主靈活的通信協議和全球ISM頻段通信標準，以及高效前向糾錯信道編碼技術，實現了中短距離內準確、穩(wěn)定、高速的數據傳輸。
關鍵詞：無線傳輸；CP2101；CC1101；嵌入式系統(tǒng)

基于USB接口的嵌入式無線傳輸系統(tǒng)設計在涉及通信接口時，為了解決PC機串口和并口嚴重不足的問題以及方便儀器設備之間的連接，提出了無線傳輸技術和USB接口相結合的方案。無線傳輸和USB接口在各自的應用領域都不再是新概念，但將兩者相結合確是一個較為獨特的設計創(chuàng)新。

1 系統(tǒng)結構總體設計
整個設計主要實現基于USB接口的數字無線RF發(fā)送與接收，系統(tǒng)結構設計如圖1所示，可分為3大部分：無線RF電路、微控制器電路、USB接口電路。

無線RF電路的主要功能是將從微控制器送來的數據按照預設的調制格式送到天線激勵電磁波發(fā)射，并將從天線接收到的調制信號解調得到基帶信號，再送給微控制器。微控制器(AT89C51)電路是整個設計系統(tǒng)的控制核心，是RF電路與USB接口之間的通信橋梁，同時也是RF電路的控制芯片，這部分需完成兩大功能：其一是對RF芯片進行寄存器配置(通信參數配置)和數字通信，其二是與USB芯片進行數據傳遞以及對USB接口通信波特率設置。

2 硬件電路設計與實現
硬件電路按結構與功能分由3部分組成：無線RF電路、微控制器接口電路、USB接口電路。
2．1 無線RF電路
基于CC1101的無線RF電路設計如圖2所示。

CC1101是TI公司生產的一款高集成度、高靈敏度、多通道UHF收發(fā)機，專為低功耗無線數據傳輸所設計，特別是用在315／433／868／915 MHz頻點的ISM(工業(yè)、科學、醫(yī)療)和SRD(短距離設備)領域。它的RF收發(fā)器集成了一個配置非常靈活的調制解調器，支持多種不同的調制方式，其數據傳輸率可達500 kbps，且具有遠程無線喚醒(WOR)功能。RF芯片CC1101采用的是基于0．18μsCMOS晶體的Chipcon的SmartRF04技術，它資源開放性非常好，外圍電路設計簡單，特別是這款RF芯片的輸出功率、載波頻率、通信波特率可由控制芯片對相關寄存器編程更改，設計與應用非常靈活。