基于Si4432的无线模块的设计

论文编号:TX341论文字数:13751,页数:41

摘要

随着人们生活水平的提高，无线在生活中正扮演着越来越重要的角色。顺应这一趋势，出现了许多新的无线应用领域，比如无线门禁、无线抄表、智能家居、无线安防报警等。而现今使用的一些模块在通信距离、发射功率、设备功耗等方面有一定缺陷。于是，运用新的芯片，开发更低功耗、更远发射距离的新的无线模块产品是一种必然的选择。

本文介绍了一种基于Si4432的无线收发系统的设计方法。本设计主要由以F330微控制器为核心的控制模块和以Si4432为核心的收发模块组成。通过对控制模块的SPI、UART通信等功能的程序及外围电路的设计，可完成对外部数据的打包并发送给收发模块或对收发模块收到的数据进行解包并传输给外部应用电路的功能；通过对收发模块的收发电路以及SPI通信电路的设计，可完成将控制模块打包的数据进行发射或将空中接收到的数据传输给控制模块的功能。并编写了上位机软件，实现对模块参数的设置。经测试，系统可实现300米范围内数据的正常传输。

关键词：无线模块，F330微控制器，UART通信

ABSTRACT

With the improvement of people’s living standard, wireless has been playing a more and more important role in people’s life. Oriented by this trend, a lot of new application areas of wireless have been explored, such as remote keyless entry, remote meter reading, home automation, home security & alarm, etc. But lots of wireless module we used is not satisfactory, such as the ones connected with communication distance, power emission and equipment power. As a result, application of the new chips, exploration of lower power and longer emission distance of the wireless products is inevitable.

This paper introduces a design method of a wireless transceiver based on the Si4432 system. This design mainly consists of a control module whose core is the F330 microcontroller and a transceiver module whose core is the Si4432. Through the design of the program and external circuit of the SPI and UART communication of the control module, it can be completed on the function of packing the data of outside and sending the package to the transceiver module or receiving data packets from transceiver module and sending them to the external circuit; Through the design of the sending and receiving circuits and the SPI communication circuit of the transceiver module, it can be completed on the function that sending the packages from the control module or sending the data which comes from the air to the control module. And finally writing the PC software which can achieve the function of setting the module’s parameters. After testing, the system can send and receive data normally in the Range of 300 meters.

Keywords: wireless module, F330 micro-controller, UART Communication

目录

摘要I

ABSTRACTII

第1章 引言1

1.1 背景1

1.1.1 近距离无线通信的现状与低位1

1.1.2 数字调制技术状况1

1.2 课题的主要研究内容和意义2

第2章 无线模块设计的总体思路3

2.1 无线模块设计的概况3

2.1.1设计的功能要求3

2.1.2 产品的用途3

2.2 模块设计的总体方案3

2.2.1 软件的实现方法3

2.2.2 系统的硬件原理4

第3章 系统收发模块的设计5

3.1 Si4432收发芯片简介5

3.1.1 Si4432描述5

3.1.2 Si4432的特性5

3.1.3 Si4432的典型应用6

3.2 收发芯片控制接口的设计6

3.2.1 串行外设接口(SPI)6

3.2.2 操作模式7

3.3 收发芯片调制选项的选择7

3.3.1 调制类型的选择7

3.3.2 调制数据源的选择8

3.4 收发芯片数据处理方式的选择8

3.4.1 发射和接收FIFOs8

3.4.2 数据包配置8

3.5 系统收发电路的设计9

3.5.1 收发电路图9

3.5.2 收发电路器件的取值10

第4章 系统控制模块的设计11

4.1 简述11

4.2 F330单片机作为控制器11

4.2.1 C8051F系列单片机简介11

4.2.2 F330片内资源12

4.3 利用UART接口进行数据通信12

4.3.1 UART简介12

4.3.2 UART硬件电路的设计13

4.3.3 UART通信软件的设计14

4.4 利用SPI接口与收发芯片通信15

4.4.1 SPI简介16

4.4.2 SPI硬件电路的设计16

4.4.3 SPI通信程序的设计17

4.5 收发数据的处理方式19

4.5.1 数据包处理方式的确定19

4.5.2 数据包处理程序的设计19

4.6 FLASH作为非易失性存储器23

4.7 C2接口作为程序编写口24

4.8 F330看门狗使用程序的设计25

第5章 模块初始化及测试27

5.1 模块参数初始化软件27

5.1.1 软件界面27

5.1.2 软件的数据处理27

5.2 模块测试29

5.3测试结果分析30

第6章 结论32

致谢34

参考文献35

附录1 PCB36