"CC1100的无线数据通信与时分多址通信协议"
CC1100是一种广泛用于远程计数无线传输的射频收发器,具有高频率、低功耗和高灵敏度的特点。该芯片广泛应用于工业自动化、智能楼宇、无线仪器仪表测试等领域。本文将介绍基于CC1100的无线数据通信方案,并讨论时分多址通信协议的应用。
一、硬件设计
CC1100射频收发器与微处理器P89LPC922组成测试系统,系统主要由主机和1~32台终端从机组成。从机通过内部传感器计数后将数据以无线方式传送给主机,主机负责整个系统的调度、显示、配置。
1. 微控制器P89LPC922
P89LPC922芯片具有8 KB Flash程序存储器、1 KB可擦除扇区和64字节可擦除页,可擦除单个字节,指令执行时间只需2~4个时钟周期,指令执行速率6倍于标准80C51器件。
2. 射频芯片CC1100
CC1100的主要特点有:体积小(20引脚,QLP 4 mm×4 mm),工作频率为300~1000 MHz,接收灵敏度高(1.2 kb/s下110dBm),数据传输率最大可达500 kb/s,功耗低(RX中15.6 mA,2.4 kb/s,433 MHz),在所有频段输出功率高达+10dBm;SPI接口,支持ASK、OOK、2-FSK、GF-SK和MSK调制模式,具有无线唤醒(WOR)功能等。
二、软件设计
1. 数据包格式
CC1100数据包格式包含前导、同步词汇、可控数据包长度、可选地址字节、有效载荷、可选的2字节CRC。它支持恒定长度和可变长度数据包协议,其数据长度可达255字节,对于更长的数据包,必须使用无限长度数据包协议。
2. 状态及寄存器设置
CC1100有一个内置的状态机,用来在不同的操作状态(模式)之间切换。状态的变化要么通过命令滤波,要么通过内部事件(如TX FIFO下溢)改变。当前状态可从状态寄存器MARCSTATE获得。CC1100的寄存器比较多,可根据需要配置,有一部分需由软件SmartRF Studio给出。
3. 收发数据
CC1100上电后,需要依次对芯片进行复位、寄存器设置、功率设置等。收发数据可以通过GPO0引脚产生中断,然后依据不同的情况处理。
三、通信协议
时分多址(time pision multiple access)是把时间分割成互不重叠的时段(帧),再将帧分割成互不重叠的时隙(信道),与用户具有一一对应关系;依据时隙区分来自不同地址的用户信号,从而完成多址连接。时分多址简称TDMA。
在设计中主机采用定时发送命令的方式,每个从机则分配1个时间段用于和主机通信。时间段的选择要根据从机的数量、同步的时间,以及通信速率来决定。具体约定如下:主机定时向终端从机发送命令,命令中包含下次同步的时间以及其他所需信息,命令周期可以自行定义,这里命令周期为1s。从机接收到主机命令后首先同步自己的时钟,然后再做出相应的动作。
基于CC1100的无线数据通信方案具有一定的实用价值,可以应用于工业自动化、智能楼宇、无线仪器仪表测试等领域。时分多址通信协议的应用可以提高通信效率和可靠性,满足复杂的通信需求。