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怎么规划根据USB接口的嵌入式无线传输体系?

基于USB接口的嵌入式无线传输系统设计在涉及通信接口时,为了解决PC机串口和并口严重不足的问 题以及方便仪器设备之间的连接,提出了无线传输技术和U

根据USB接口嵌入式无线传输体系规划在触及通讯接口时,为了处理PC机串口和并口严重不足的问 题以及便利仪器设备之间的衔接,提出了无线传输技能和USB接口相结合的计划。无线传输USB接口在各 自的运用范畴都不再是新概念,但将两者相结合确是一个较为共同的规划立异。

1 体系结构总体规划

整个规划首要完结根据USB接口的数字无线RF发送与接纳,体系结构规划如图1所示,可分为3大部分: 无线RF电路、微操控器电路、USB接口电路。

无线RF电路的首要功用是将从微操控器送来的数据依照预设的调制格局送到天线鼓励电磁波发射,并 将从天线接纳到的调制信号解调得到基带信号,再送给微操控器。微操控器(AT89C51)电路是整个规划系 统的操控中心,是RF电路与USB接口之间的通讯桥梁,一起也是RF电路的操控芯片,这部分需完结两大功 能:其一是对RF芯片进行寄存器装备(通讯参数装备)和数字通讯,其二是与USB芯片进行数据传递以及对 USB接口通讯波特率设置。

2 硬件电路规划与完结

硬件电路按结构与功用分由3部分组成:无线RF电路、微操控器接口电路、USB接口电路。

2.1 无线RF电路

根据CC1101的无线RF电路规划如图2所示。

CC1101是TI公司出产的一款高集成度、高灵敏度、多通道UHF收发机,专为低功耗无线数据传输所设 计,特别是用在315/433/868/915 MHz频点的ISM(工业、科学、医疗)和SRD(短距离设备)范畴。它的RF收发 器集成了一个装备十分灵敏的调制解调器,支撑多种不同的调制办法,其数据传输率可达500 kbps,且具 有长途无线唤醒(WOR)功用。RF芯片CC1101选用的是根据0.18sCMOS晶体的Chipcon的SmartRF04技能,它资源开放性十分好,外围电路规划简略,特别是这款RF芯片的输出功率、载波频率、通讯波特率可由操控 芯片对相关寄存器编程更改,规划与运用十分灵敏。

2.1.1 输出功率调理

来自设备的RF输出功率等级有两个可程控等级。

首要,专用的PATABLE寄存器能坚持8个用户(PATABLE(0)~PATABLE(7))挑选输出功率设定。然后,3位 FREND0.PA_POWER[2:0]值挑选PATABLE运用进口。这个两级功用在传输的开端和结束时供给灵敏的PA功率 线性上升或下降,及ASK调制整形。在每种情况下,PATABLE中序号0~FREND0.PA_POWER的一切PA功率设定 值都会用到。

2.1.2 载波频率操控

CC1100的频率操控用来最小化一个信道导向体系需求的规划。为了树立一个带信道数目的体系,抱负 信道距离由MDMCFG0.CHANSPC_M和MDMCFG1.CHANSPC_E寄存器设定。信道距离寄存器别离为尾数和指数。基 频率和开始频率由坐落FREQ2、FREQ1和FREQ0寄存器的24位频率词汇设定。这个词汇典型地设定为即将运用 的最低信道频率的中心。抱负信道数目由8位信道数目寄存器CHANNR.CHAN设定。寄存器CHANNR.CHAN为信道 偏移的倍数。组成载波频率为(式中的fxosc晶振选用的频率为26MHz):

选定的fIF(中心频率)由FSCTRL1.FREQ_IF寄存器操控:

2.1.3 通讯波特率设置

体系传输时的数据率由MDMCFG3.DRATE_M和MDMCFG4.DRATE_E装备寄存器操控。数据率由下式算得,控 制的数据率由晶体频率决议。

下面的办法能用来找到对应于给定数据率的适宜的值:

若DRATE_M挨近其最近的寄存器并且挨近256,则添加DRATE_E,使DRATE_M为0。

2.2 微操控器接口电路

微操控器接口电路规划如图3所示。整个操控电路的中心即MCU选用的是Atmel公司出产的低电压,高性 能CMOS 8位单片机AT89C51,它片内含4 KB的Flash和128字节的数据RAM,供给5个中止源并支撑两级中止嵌 套,具有一个全双工串行通讯口,器材选用高精度、非易失性存储技能出产,兼容规范MCS-51指令体系。

整个体系选用的是上电复位,与根据USB接口即插即用的特性十分符合。图中D1和D2两个LED为整个模 块的通讯指示灯,别离接单片机的P1.6和P1.7,作业状况由编程操控;J1为微操控器与无线RF电路的接口, 其间SCLK为RF芯片CC1101的时钟输入信号,接单片机P1.0与单片机时钟同步,端口SO(GDO1)、GDO0、还有GDO2为无线RF电路的数字输出口,端口SI和CSn为无线RF电路的数字输进口。微操控器除了为RF电路供给控 制以外,还预留了键盘输入与液晶显示端口,为今后的需求作衬托。

2.3 USB接口电路

USB接口电路(如图4所示)完结了体系和计算机或设备端的物理衔接,供给总线的硬件收发接口,完结 电气和底层的逻辑功用,完结上层协议处理、数据收发操控以及电压调理。

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