基于CC1020的無(wú)線(xiàn)通信模塊設計及分析

CC1020天線(xiàn)選擇

CC1020可以使用多種型號的天線(xiàn)。近程通信中常使用的天線(xiàn)是單極天線(xiàn)、螺旋型天線(xiàn)和環(huán)形天線(xiàn)。本設計使用范圍最佳且簡(jiǎn)單的1/4波長(cháng)單極天線(xiàn)。

電源管理

CC1020提供了非常靈活的電源管理,以適應電池驅動(dòng)應用中對功耗的嚴格要求。低功耗模式通過(guò)MAIN寄存器和POWERDOWN寄存器控制。MAIN寄存器中有獨立的位,用于控制接收部分、發(fā)射部分、頻率合成器和晶振。這種獨立控制方式使得各個(gè)應用的功耗可以?xún)?yōu)化為最小。由于本設計是單獨的無(wú)線(xiàn)通信模塊,所以對功耗要求不太嚴格。系統采用5V供電,經(jīng)過(guò)NCP500穩定輸出3V電壓。

抗干擾措施

無(wú)線(xiàn)射頻收發(fā)系統對電源噪聲很敏感,因此設計時(shí)采用了無(wú)線(xiàn)射頻部分和其它電路分開(kāi)供電的方法。高頻器件對于噪聲敏感,因此給各部分電源加裝了濾波器或穩壓器,以減少電源噪聲對芯片的干擾。另外,對芯片使用電源監控及看門(mén)狗電路,以便大幅度提高整個(gè)電路的抗干擾性能。

Chipcon公司提供了射頻部分的電路參考設計,射頻部分的布局參照了參考設計的布局,同時(shí)根據實(shí)際情況做了一些改動(dòng),以獲得最佳效果。CC1020的外圍元件很少,其中VCO電感屬于關(guān)鍵器件,選用了高精度電感,布局上也盡可能靠近芯片,并且盡可能使兩個(gè)輸入引腳對稱(chēng),以保證性能。另外,設計時(shí)讓晶振與芯片引腳盡量靠近,并用地線(xiàn)把時(shí)鐘區隔離起來(lái),晶振外殼接地并固定,還使用了金屬罩對射頻部分進(jìn)行了電磁屏蔽。使用以上措施,保證了系統的可靠運行。

圖2 主程序流程框圖
　
軟件設計

通信協(xié)議采用UART格式(一個(gè)開(kāi)始位,負載數據,一個(gè)結束位),另外,數據包前有同步碼,同步碼的作用是使接收端芯片正確識別UART格式的數據。之后要有識別碼,識別碼用來(lái)標志數據開(kāi)始,如果正確收到識別碼,說(shuō)明可以正確接收數據。如果數據長(cháng)度不是一定的,則在數據包開(kāi)始部分加一個(gè)長(cháng)度碼,或在數據包結尾部分加特定結束標志。為了應付無(wú)線(xiàn)傳輸中可能出現的數據錯誤,在數據包最后加一個(gè)校驗碼,這樣就可以根據應用需要選擇丟掉該包或是要求重發(fā)。實(shí)際應用中發(fā)現,在數據包之后,最好要有１~２個(gè)字節的冗余碼,否則,最后１個(gè)字節的數據很容易受到噪聲干擾,造成錯誤識別。主要流程框圖如圖2所示。
　　　　
結語(yǔ)

該通信模塊具有成本低、通用性強、可擴展性強、可靠性高等特點(diǎn)?？蓡为毷褂?也可作為系統拓展模塊方便地集成到各種無(wú)線(xiàn)測控系統中。