基于RF2．4 GHz的超低功耗無(wú)線(xiàn)數傳系統設計

EMl98810有兩種檢測收發(fā)數據包長(cháng)度的方法：一種是自動(dòng)在數據幀內檢測出來(lái)，最大幀長(cháng)度不能超過(guò)255字節。先設置Reg57的第13位為1，則發(fā)送或接收數據區中的第1個(gè)字節就代表數據的長(cháng)度，幀控制器會(huì )自動(dòng)控制收發(fā)開(kāi)始與停止。另外一種是保持發(fā)射或接收的狀態(tài)不變，通過(guò)外接MSP430F247來(lái)控制數據包的正確發(fā)送與接收。
發(fā)送數據流程如圖5所示。在發(fā)射數據時(shí)，先設置Reg7的第8位為1，允許在內部狀態(tài)機控制下進(jìn)入數據發(fā)射狀態(tài)，再設置Reg7的O～6位為所選通道。在發(fā)送前導尾區數據前，MSP430F247必須將數據放人FIFO中，如果數據長(cháng)度超過(guò)63字節，應該分多次寫(xiě)入。FIFO_flag=1表示FIFO為空，MSP430F247利用此信號作為中斷請求，保證發(fā)送數據寫(xiě)入FIF0的實(shí)時(shí)性，在數據發(fā)送完成后PKT_flag=1。

如果設置Reg7[7]=1和Reg7[O～6]為與發(fā)射相同的通道，則芯片進(jìn)入自動(dòng)接收狀態(tài)，接收數據流程如圖6所示。當檢測到同步字后會(huì )自動(dòng)進(jìn)行數據包的接收解碼，接收完成后進(jìn)入待機模式。如果接收數據超過(guò)63字節，則有FIFO_flag=1，MSP430F247利用此信號作中斷請求以保證讀出數據的實(shí)時(shí)性。

在進(jìn)行超低功耗設計時(shí)，MSP430F247可以設置定時(shí)器中斷。平常處于LPM3或LPM4模式，要發(fā)送數據時(shí)產(chǎn)生定時(shí)器中斷，同時(shí)控制EMl98-810處于待機或睡眠模式。MSP430F247工作在LPM3模式下電流為O．8μA左右，LPM4模式下電流為0．1μA左右。EMl98810正常情況下發(fā)射電流26 mA，接收電流25 mA，待機電流1．9mA；睡眠模式下為3．5μA。若將EMl98810設置為睡眠模式，將MSP430F247設置為L(cháng)PM3模式，則系統耗電僅為4．3μA，使用干電池供電完全可行。
MSP430F247通過(guò)SPI接口與EMl98810相連，進(jìn)入LPM3模式和退出LPM3模式的程序如下：

將EMl98810的Reg48的第2位設置為1，并將SPI_SS設為高電平，則進(jìn)入睡眠模式；如再將SPI_SS設為低電平，則EMl98810會(huì )自動(dòng)喚醒，退出睡眠模式。

結語(yǔ)
經(jīng)過(guò)實(shí)際電路連接后測試，數據發(fā)送端在進(jìn)行500kbps速率下連續發(fā)送數據時(shí)，整個(gè)系統電流為28．2 mA，接收數據端的電流為26．1 mA；當發(fā)射端進(jìn)入到睡眠模式時(shí)電流為5．2μA；當接收端進(jìn)入待機狀態(tài)LPM3后，整個(gè)系統電流為l．9 mA。按照2節干電池容量1 300 mAh計算，間隔1 min發(fā)送100字節數據，考慮單片機模式切換時(shí)間，則在500 kbps速率下：
發(fā)送數據所需時(shí)間為5 ms，1小時(shí)耗能：
28．2mA×5ms×60次=8460(mA?ms)
睡眠模式下1小時(shí)耗能：
5．2μA×3600S×1000ms=18720(mA?ms)
發(fā)送狀態(tài)下可以工作的時(shí)間為：
(1300mA×3600S×1000ms)／(18720+8460)=172185h
即2節干電池供電時(shí)可以工作20年。同樣，可以計算出接收狀態(tài)下可以工作683小時(shí)(大約28天)。因此本設計可以適合長(cháng)期進(jìn)行低功耗無(wú)線(xiàn)數據采集方面的應用。