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基于Si4432A的無線射頻收發(fā)系統(tǒng)設計

作者: 時間:2009-12-28 來源:網絡 收藏
程序完成C8051F930、SPI接口和Si4432的初始化后,配置寄存器寫入相應的初始化RF控制字。通過訪問寄存器7fh從RX FIFO中讀取接收到的數據。相應的控制字設置好之后,若引腳nIRQ變成低電平,則表示Si4432準備好接收數據。完成這些初始化配置后,通過寄存器4bh讀取包長度信息。

然后,打開“有效包中斷”和“同步字檢測中斷”,將其他中斷都禁止。引腳nlRQ用來檢測是否有有效包被檢測到,若引腳nIRQ變?yōu)榈碗娖?,則表示有有效的數據包被檢測到。本用0x2DD4作為同步模式的標志碼,接收模塊通過檢測這個同步字來同步接收數據。

最后,使能接收功能,數據開始接收。等待nIRQ引腳因中斷產生而使電平拉低,讀取中斷標志位復位nlRQ引腳,使nIRQ恢復至初始的高電平狀態(tài)以準備下一次中斷觸發(fā)的檢測。通過SPI讀取RX FIFO中的數據,將數據送至液晶OCM12864-9顯示,之后進入下一次數據接收狀態(tài)。

3 PCB的注意事項

PCB對整個的性能影響很大。以下是Si4432的PCB時需要注意的地方:

①為了消除走線問的感性效應,應在PCB上空余的地方盡量多布置一些過孔。為了達到較好的通信效果,應對整個PCB都覆地銅。當提供了一個較好的RF地之后,TX/RX區(qū)域的對地敷銅區(qū)有助于減少甚至避免輻射干擾。

②電源接入端要添加去耦電容,且盡量靠近Si4432芯片。濾波電容也應該盡量靠近相應引腳,這樣可以得到更好的濾波性能。

③Si4432的外圍元件很少,應盡量使用體積小的0402封裝貼片器件。其中,電感屬于關鍵器件,需選用高精度電感。

④Si4432的扼流電感L1應盡量靠近Tx引腳;并聯在RXn和RXp上的電感L2在PCB平面上應與L1垂直布局,Tx通道上的電感L1、L3、L4、L5的方向需保證互相垂直以減少耦合;Tx通道和RXn/p通道之間未布線的區(qū)域應以接地的覆銅隔離開來,Tx通道匹配電路的布線區(qū)應盡可能不要占用太大的板上區(qū)域。

⑤晶振的選擇參照以下參數:等效串聯電阻是60 Ω,負載電容是12 pF,頻率準確度是±20×10-6。讓晶振與芯片的晶振接入引腳盡量靠近,并用地線把時鐘區(qū)隔離起來。

⑥設計PCB時,QFN封裝的Si4432芯片底部接地。在Si4432芯片底部打9個12 mil(1000 mil=25.4 mm)大小的接地過孔,以確保良好的接地和散熱能力,增強通信可靠性。

⑦板上的走線盡可能不要經過Tx/RXn/p區(qū)域,以防止匹配網絡的耦合效應。

4測試與分析

為驗證本系統(tǒng)設計的可靠性,進行了7組“發(fā)射模塊―接收模塊”通信實驗。在空曠地通信距離約為1 500 m時7組“發(fā)射模塊―接收模塊”分別工作在430.50 MHz、431.50 MHz、432.50 MHz等7個中心頻率上,帶寬均取112.8 kHz,頻率偏移取±25 kHz,發(fā)送4 000個數據包,實驗結果如表1所列。


從表1中可以看出,在傳輸速率較低時,誤碼率為0;在傳輸速率為100 kbps(或以上)時,有一定的誤碼,但誤碼率低于0.075%。因此,該系統(tǒng)具有傳輸距離遠、穿墻能力強、通信誤碼率低的特點。

結 語

本系統(tǒng)完全可以擴充為一個網絡系統(tǒng),形成一個網絡,以應用到現場控制或測控系統(tǒng)中。本文所設計的無線射頻系統(tǒng)工作可靠、穩(wěn)定,具有很好的通用性,稍作改動就可以應用到小區(qū)傳呼、工業(yè)數據采集、生物信號采集、無線遙控等其他一些短距離無線通信領域,具有較高的市場應用價值,為無線數據傳輸提供了一個很好的解決方案。

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