基于Si4432的無線模塊的設計

通信工程論文編號:TX341  論文字數:13751,頁數:41

目錄

摘要 I
ABSTRACT II
第1章 引言 1
 1.1 背景 1
 1.1.1 近距離無線通信的現狀與低位 1
 1.1.2 數字調制技術狀況 1
 1.2 課題的主要研究內容和意義 2
第2章 無線模塊設計的總體思路 3
 2.1 無線模塊設計的概況 3
 2.1.1設計的功能要求 3
 2.1.2 產品的用途 3
 2.2 模塊設計的總體方案 3
 2.2.1 軟件的實現方法 3
 2.2.2 系統的硬件原理 4
第3章 系統收發模塊的設計 5
 3.1 Si4432收發芯片簡介 5
 3.1.1 Si4432描述 5
 3.1.2 Si4432的特性 5
 3.1.3 Si4432的典型應用 6
 3.2 收發芯片控制接口的設計 6
 3.2.1 串行外設接口(SPI) 6
 3.2.2 操作模式 7
 3.3 收發芯片調制選項的選擇 7
 3.3.1 調制類型的選擇 7
 3.3.2 調制數據源的選擇 8
 3.4 收發芯片數據處理方式的選擇 8
 3.4.1 發射和接收FIFOs 8
 3.4.2 數據包配置 8
 3.5 系統收發電路的設計 9
 3.5.1 收發電路圖 9
 3.5.2 收發電路器件的取值 10
第4章 系統控制模塊的設計 11
 4.1 簡述 11
 4.2 F330單片機作為控制器 11
 4.2.1 C8051F系列單片機簡介 11
 4.2.2 F330片內資源 12
 4.3 利用UART接口進行數據通信 12
 4.3.1 UART簡介 12
 4.3.2 UART硬件電路的設計 13
 4.3.3 UART通信軟件的設計 14
 4.4 利用SPI接口與收發芯片通信 15
 4.4.1 SPI簡介 16
 4.4.2 SPI硬件電路的設計 16
 4.4.3 SPI通信程序的設計 17
 4.5 收發數據的處理方式 19
 4.5.1 數據包處理方式的確定 19
 4.5.2 數據包處理程序的設計 19
 4.6 FLASH作為非易失性存儲器 23
 4.7 C2接口作為程序編寫口 24
 4.8 F330看門狗使用程序的設計 25
第5章 模塊初始化及測試 27
 5.1 模塊參數初始化軟件 27
 5.1.1 軟件界面 27
 5.1.2 軟件的數據處理 27
 5.2 模塊測試 29
 5.3測試結果分析 30
第6章 結論 32
致謝 34
參考文獻 35
附錄1 PCB 36

摘要

 隨著人們生活水平的提高，無線在生活中正扮演著越來越重要的角色。順應這一趨勢，出現了許多新的無線應用領域，比如無線門禁、無線抄表、智能家居、無線安防報警等。而現今使用的一些模塊在通信距離、發射功率、設備功耗等方面有一定缺陷。于是，運用新的芯片，開發更低功耗、更遠發射距離的新的無線模塊產品是一種必然的選擇。
 本文介紹了一種基于Si4432的無線收發系統的設計方法。本設計主要由以F330微控制器為核心的控制模塊和以Si4432為核心的收發模塊組成。通過對控制模塊的SPI、UART通信等功能的程序及外圍電路的設計，可完成對外部數據的打包并發送給收發模塊或對收發模塊收到的數據進行解包并傳輸給外部應用電路的功能；通過對收發模塊的收發電路以及SPI通信電路的設計，可完成將控制模塊打包的數據進行發射或將空中接收到的數據傳輸給控制模塊的功能。并編寫了上位機軟件，實現對模塊參數的設置。經測試，系統可實現300米范圍內數據的正常傳輸。
 
關鍵詞：無線模塊，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