一種無線熱網監(jiān)測系統(tǒng)方案

　　單片機可以通過內置SPI對Si4432的內部寄存器進行讀寫操作，靈活配置各項參數。通過SPI接口完成對Si4432的初始化配置、讀寫數據、訪問FIFO等操作。使用4線SPI,即MOSI、MISO、SCK和nSEL.MOSI用于從單片機到Si4432的串行數據傳輸;MISO用于從Si4432到單片機的串行數據傳輸;SCK用于同步單片機和Si4432之間在MOSI和MISO線上的串行數據傳輸;nSEL作為片選信號，只有片選信號為低電平時，對Si44 32的操作才有效。

　　為了達到較好的通信效果，Si4432的接收低噪聲放大器匹配電路和發(fā)射功率放大器匹配電路的阻容參數，應嚴格按照數據手冊提供的參數選型。前端的分集式電路采用UPG2214TB,其VC1腳和VC2腳分別連接Si4432的GPIO1和GPIO2.通過這款交叉開關實現分集式天線發(fā)送和接收通道的自動切換。

　　3.2 系統(tǒng)軟件設計

　　軟件編程采用模塊化設計思想，系統(tǒng)中各主要功能模塊均編成獨立的函數由主程序調用，功能模塊包括：初始化程序(包括初始化C8051 F310、SPI、Si4432)、無線發(fā)送程序以及無線接收程序等。無線發(fā)送程序負責寫入數據載荷，并根據通信協(xié)議為數據載荷加上前導碼、同步字、數據載荷長度及CRC校驗字節(jié)，形成數據包將其發(fā)送出去;無線接收程序負責接收并檢驗數據包中的CRC字節(jié)，以確保接收到的數據的正確性。

　　3.2.1 初始化程序

　　初始化程序包括C8051F310的初始化、SPI的初始化，以及Si4432的關于無線收發(fā)頻率、工作模式、發(fā)射速率等內部寄存器的初始化配置。

　　系統(tǒng)上電后，C8051F310處于默認狀態(tài)，根據系統(tǒng)功能需求重新進行初始化配置。C8051F310的數字交叉開關允許將內部數字系統(tǒng)資源映射到端口I/O引腳，可通過設置交叉開關控制寄存器，將片內資源配置到具體的I/O引腳上。這一特性允許用戶根據自己的特定應用選擇通用I/O端口和所需數字資源的組合，提高了應用的靈活性。本系統(tǒng)中，主要配置了SPI通信的4線，液晶LCD的數據線接口、控制線接口等。

　　初始化SPI時，可以通過塒SPI1CFG寄存器和SPI1CN寄存器的配置來選擇具體使用規(guī)則。這里，選擇主SPI,4線模式，時鐘極性為低電平，在時鐘上升沿時對數據采樣;通過配置SPI1CKR寄存器，可將同步時鐘頻率設為晶振頻率的1/4.

　　上電之初，Si4432也處于默認狀態(tài)，需要進行配置才能工作。Si4432有70多個寄存器需要配置，它們決定了Si4432的丁作模式，具體配置可以參考Si4432的數據手冊。Si4432的初始化是一個重要的部分，配置的恰當與否對系統(tǒng)最終的通信效果有很大的影響。主控制器C8051 F310通過SPI配置Si4432的1ch、1dh等寄存器，寫入相應的初始化RF控制字(主要是頻率、傳輸速度、傳輸方式等);通過配置33h、34h等寄存器來設置包的結構、前導碼長度、同步字內容等。本系統(tǒng)采用同步傳輸模式，以0x2DD4作為同步模式的標志碼，傳輸完同步字后才開始傳輸數據載荷。

　　3.2.2 無線發(fā)送程序

　　無線發(fā)送程序流程如圖4所示。完成C8051F310、SPI和Si4432的初始化后，配置寄存器寫入相應的初始化RF控制字。接下來，通過配置Si4432的寄存器3eh來設置包的長度，通過SPI連續(xù)寫寄存器7fh,往TX FIFO里寫入需要發(fā)送的數據。然后打開"發(fā)送完中斷允許"標志，將其他中斷都禁止。當有數據包發(fā)送完時，引腳nIRQ會被拉低以產生一個低電平從而通知C8051F310數據包已發(fā)送完畢。完成中斷使能后，使能發(fā)送功能，數據開始發(fā)送。等待nIRQ引腳因中斷產生而使電平拉低，當nIRQ引腳變?yōu)榈蜁r讀取中斷狀態(tài)并拉高nIRQ,否則繼續(xù)等待。一次數據發(fā)送成功后，進入下一次數據循環(huán)發(fā)送狀態(tài)。