基于SX1233的無(wú)線(xiàn)手持終端的設計方案

SX1233 具備發(fā)射、接收和睡眠模式下的低功耗，從而延長(cháng)了電池壽命。由于在1.8~3.6 V 工作范圍內有恒定的RF 性能，即使不用穩壓器，在電池壽命快要終止時(shí)也能保證穩定的通信[5].另外，采用True RFTM 技術(shù)，無(wú)需使用SAW 濾波器，在獲得低成本外接元件數的同時(shí)， 仍能滿(mǎn)足ETSI 與FCC 的規定。SX1233 還集成了VCO 儲能器、PLL 環(huán)濾波器以及一個(gè)RF 開(kāi)關(guān)，進(jìn)一步減少了總物料數。

SX1233 中集成的封包引擎可卸除微控制器的RF 封包工作，從而解放出微控制器的資源，或者讓設計者選擇一種成本更低或功耗更低的替代方案。封包引擎還可通過(guò)CRC錯誤檢查、AES-128 加密和一個(gè)66 字節的FIFO,提供數據包的傳輸安全性。

SX1233 的頻率范圍為290~1 020 MHz,已通過(guò)全球規范的認證，包括歐盟（ETSI EN 300-220-1）、北美（FCC part 15），以及韓國和日本的ARIB 監管標準。它還支持全球的調制格式（FSK、GFSK、MSK、GMSK、OOK）。

為了防止射頻干擾，無(wú)線(xiàn)收發(fā)單元采用射頻板材單獨制版， 并用金屬罩對其進(jìn)行屏蔽， 通過(guò)10×2 連接器與主板相連。如圖2 所示，因為單片機的P1 口和P2 口能夠接受外部上升沿或下降沿的中斷輸入，所以DIO0-DIO5 分別與單片機的P2.0-P2.5 連接，便于數據收發(fā)過(guò)程中的狀態(tài)檢測。SPI 口連接單片機的P3.0-P3.3,將單片機的USART0 設置為SPI 工作模式，單片機通過(guò)該SPI 口對SX1233 進(jìn)行參數配置、控制和數據收發(fā)。RESET 和RXTX 腳分別接P3.4 和P3.5.

圖2 射頻收發(fā)單元電路圖

在手持終端的設計中，SX1233 的可設置參數包括頻段、發(fā)射功率、數據傳輸速率， 這些參數存放在MCU 的FLASH存儲器中，即使發(fā)生掉電情況也不會(huì )丟失，用戶(hù)可根據需要進(jìn)行設置。其余參數不可改變。

1.3 鍵盤(pán)和LCD 顯示單元

鍵盤(pán)包括開(kāi)關(guān)鍵、功能鍵、數字加一鍵、光標移動(dòng)鍵。4 鍵接MCU 的P1.0-P1.3 口， 由于P1 口能夠接受外部上升沿或下降沿中斷[6],因此可采用中斷式按鍵編程方式，有助于節省功耗。

LCD 為定制的段式液晶，MSP430F449 內有LCD 驅動(dòng)模塊，因此既節省了成本也減小了體積。它的LCD 驅動(dòng)模塊最大顯示段數為40×4=160 段，能夠直接顯存讀寫(xiě)，控制顯示，自動(dòng)產(chǎn)生液晶驅動(dòng)信號， 支持4 種LCD（static,2mux,3mux,4mux），并支持閃爍功能[7].

1.4 電源管理單元

手持終端采用3.6 V 鋰電池供電， 由于所采用的MCU、無(wú)線(xiàn)收發(fā)模塊、LCD 均為3.3 V 供電器件，因此可直接使用電池電源。MCU 采用基本定時(shí)器1 分鐘定時(shí)檢測電源電壓，當電池電壓低于3.0 V 時(shí)主動(dòng)報警。檢測的方法是將電源電壓分壓一半送入P6.3 口， 采用MCU 內部產(chǎn)生的2.5 V 參考電平， 利用MCU 內部的AD 轉換器實(shí)現A/D 轉換即可計算出實(shí)際電源電壓的大小。

2 軟件設計

軟件的開(kāi)發(fā)環(huán)境為IAR Embedded Workbench, 使用C430 語(yǔ)言。系統的無(wú)線(xiàn)通信部分采用標準MODBUS 協(xié)議，為點(diǎn)對多點(diǎn)的通信方式。主機由設在廚房的基站組成，從機為手持終端，每一個(gè)手持終端都擁有一個(gè)唯一的地址，工作方式為主站輪詢(xún)，從站監聽(tīng)的方式。系統軟件的主要流程如圖3所示。