CC1020微功率無線數傳模塊說明淺談CC1020電路應用

　　本文主要是關于CC1020的相關介紹，并著重對CC1020微功率無線數傳模塊進行了詳盡的闡述。

　　CC1020

　　cc1020是一種理想的超高頻單片收發(fā)器芯片。主要用于ism（工業(yè)、科研及醫(yī)療）頻帶和在426/429/433/868/915mhz頻帶的srd（short range device－近距離設備）中，也可經編程后用于頻率為402mhz~470mhz和 804mhz~940mhz的多信道設備。

　　cc1020模塊特性

　　1、頻率范圍為402mhz-470mhz工作　2、高靈敏度（對12.5khz信道可達-118dbm）　3、可編程輸出功率，最大10dbm 　4、低電流消耗（rx:19.9ma）　5、低壓供電（2.3v到3.6v）　6、數據率最高可以達到153.3kbaud 　7、spi接口配置內部寄存器　8、標準dip間距接口，便于嵌入式應用　9、通信距離遠，10dbm功率條件室外可以傳輸600米左右。

　　cc1020工作參數

　　cc1020主要的工作參數可通過串行總線接口編程，例如輸出功率、頻率及afc。　在接收模式下，cc1020可看成是一個傳統(tǒng)的超外差接收器。rf輸入信號經低噪聲放大器（lna和lna2）放大后，翻轉經過積分器（i和q）產生中頻if信號。在中頻處理階段，i/q信號經混合濾波、放大后經adc轉化成數字信號。然后進行自動獲取控制、信道濾波、解調和二進制同步化處理，在dio引腳輸出數字解調數據，dclk引腳獲取同步數字時鐘數據。rssi為數字形式，并可通過竄行接口讀出。rssi還可作為可編程的載波檢測指示器。　在發(fā)送模式下，合成的rf信號直接饋送到功率放大器pa。射頻輸出是fsk信號，此信號是由饋送到dio引腳的數字比特流通過fsk調制產生的。可使用一個高頻濾波器來得到高斯頻移鍵控gfsk。芯片內部的收/發(fā)開關電路使天線容易接入和匹配。

　　cc1020信號收發(fā)接口

　　cc1020信號收發(fā)接口與微控制器的連接如圖1所示。微控制器使用引腳p2.6和p3.4與cc1020的雙向同步數據接口dio、dclk連接。

　　圖1 cc1020與微控制器的連接電路　微控制器的一個雙向引腳與cc1020的dio連接，用于數據的發(fā)射與接收（輸入與輸出）。dclk提供數據定時，必須連接到微控制器的一個輸入端。　數據輸出可以選擇使用單獨的引腳。這時要設置cc1020的interface寄存器sep_di_do=1。在同步模式下，lock引腳用作數據輸出，而dclk引腳作為異步模式的數據輸出，dio引腳端則只用于數據輸入。　微控制器的一個引腳可用來監(jiān)視鎖相環(huán)的鎖定信號，即lock引腳信號。當鎖相環(huán)鎖定時，lock引腳為邏輯低電平。它還可以用作載波檢測及監(jiān)視其它內部測試信號。　cc1020能被設置成三種不同的數據傳輸形式：同步nrz模式、同步曼徹斯特碼模式和異步傳輸uart模式。這三種模式各有特點，同步曼徹斯特碼抗干擾能力最好，但是波特率要低一倍，異步傳輸uart實現起來最簡單，但是抗干擾能力最差，而同步nrz抗干擾能力比uart要好，但稍差于同步曼徹斯特碼，實現難度也介于兩者之間?？紤]到微處理器基本都支持uart串行通訊，所以選擇了這種模式，經測試效果完全能達到要求。

　　cc1020引腳接口說明

　　備注　1.vcc引腳的電壓范圍為2.3-3.6v之間，不能在這個區(qū)間之外，如超過3.6v將會燒毀模塊。推薦電壓3.3v左右；　2.硬件沒有集成spi功能的單片機也可以控制本模塊，用普通單片io口模擬spi時序進行讀寫操作即可；

　　cc1020結構配置接口

　　cc1020結構配置接口與微控制器的連接如圖所示。微控制器使用引腳p2.2~p2.5與cc1020的結構配置接口psel、pclk、pdi、pdo連接。pdo與微控制器的一個輸入端連接。pdi、pclk和psel連接到微控制器的輸出端。如果把pdi和pdo連接在一起，微控制器可以使用一個雙向引腳端，則可節(jié)省微控制器的一個i/o端口。　當結構配置接口不使用時，連接到psel、pclk、pdi和pdo引腳端的微控制器引腳可作他用。當psel引腳端無效（保持高電平）時（psel引腳端低電平有效），pclk、pdi和pdo是高阻抗輸入狀態(tài)。psel有一個內部上拉電阻，在低功耗模式時必須斷開（由微控制器三態(tài)控制），或者設為高電平，以阻止電流流入上拉電阻。

　　cc1020通過簡單的四串行spi接口進行編程。有8位的結構配置寄存器。每一位寄存器的地址是7位，1位作為讀/寫位，初始化讀或寫的操作。cc1020一次完整的配置，要求發(fā)送33個數據幀，每幀16位（address 7位，r/w 1位，data 8位）。一次完整配置所需時間取決于pclk的頻率。如果pclk頻率為10mhz，完成一次完整配置的時間少于53ms。將cc1020設為低功耗模式，只需發(fā)送一幀數據，因此所需的時間不到2ms。所有的寄存器都是可讀的。

　　CC1020微功率無線數傳模塊說明

　　1…微功率發(fā)射：最大發(fā)射功率為10MW ISM 2，工作頻率在頻帶內：

　　它符合國家無線管理委員會標準，不需要申請頻率。載波頻率430MHz也能提供868／915MHz載波頻率。它

　　三。。高抗干擾能力和低誤碼率：

　　基于FSK調制方式，采用高效率前向糾錯信道編碼技術，提高了數據的抗突發(fā)干擾和隨機干擾能力。當BER為10-2時，實際BER為10-5-10-6。它

　　4…傳輸距離：

　　天線模型為TCA07FR（貼片天線，增益1db），距離地面2m，數據傳輸距離可達600m，天線模型為TQJ-400SII（長度2m，增益7.8dB），地面高度2m，數據傳輸距離800m。它

　　5…透明數據傳輸：

　　它提供透明的數據接口，可以適用于任何標準或非標準用戶協議。自動濾除空氣噪聲和虛假數據。

　　6、多渠道：

　　C1020模塊標準配置提供8個通道。以滿足用戶的多個通信組合。它

　　7、雙串口、三接口模式：

　　C1020模塊提供2個串口，COM1是TTL級的UART接口。COM2可定義為RS-232或RS-485（用戶只需插入短路裝置并再次上電）。它

　　8。最大數據緩沖區(qū)：

　　接口的波特率為2.4 4.8×9.6 19.2kb/s，格式為8N1/5/8E1。它可以傳輸無限長的數據幀一次，用戶編程更靈活。

　　9…智能數據控件，用戶不需要編譯冗余程序：

　　即使采用半雙工通信，用戶也不需要編寫冗余的程序，只要從接口接收或發(fā)送數據，以及進行空對空轉換、控制等其他操作，模塊就可以自動完成。它

　　10…低功耗和睡眠功能：

　　在接收數據的情況下，電流為22Ma，發(fā)送數據電流為33毫安，并且在睡眠時的電流僅為5uA。它

　　11…可靠性高、體積小、重量輕：

　　系統(tǒng)采用CC1020單片射頻集成電路和單片機，外圍電路少，可靠性高，故障率低。它

　　12…采用窄帶通信技術。

　　由于CC1020先進射頻數據芯片的窄帶通信技術，通信穩(wěn)定性大大提高，抗干擾性能尤其好。

　　二．?CC1020微功率無線數傳模塊的應用?

　　CC1020微功率無線數傳模塊適用于：??

　　近距離無線數據傳輸?

　　無線數據采集?

　　無線水表、煤氣表、電力表抄表?

　　工業(yè)遙控、遙測、工業(yè)數據采集?

　　自動化數據采集系統(tǒng)?

　　樓宇自動化、安防?

　　機房設備無線監(jiān)控?

　　門禁系統(tǒng)?

　　POS系統(tǒng)，無線鍵盤、鼠標?無線表決器?

　　科研院所、實驗室數據通訊?

　　家庭自動化數據網絡組網

　　醫(yī)療設備組網?

　　江河航運、領水導航、環(huán)保檢測?

　　機器人控制?

　　生物信號采集系統(tǒng)?

　　簽到、考勤系統(tǒng)

　　停車場系統(tǒng)

　　三。采用C1020微功耗無線數據傳輸模塊。

　　標準RS-232，485，UART/TTL級

　　有三種接口，可以直接與計算機、單片機或其它UART設備連接。cc1020無線數據傳輸模塊應用示意圖如下：

　　 CC1020微功率無線數傳模塊說明淺談CC1020電路應用

　　1.?電源?

　　?????CC1020使用直流電源，電壓+3.0~5.0V?？梢耘c其它設備共用電源，但請選擇紋波系數較好的電源，如果有條件的話，可采用7805或其它穩(wěn)壓片單獨供電。另外，系統(tǒng)設備中若有其他設備，則需可靠接地。若沒有條件可靠接入大地，則可自成一地，但必須與市電完全隔離。?

　　工作時發(fā)射電流≤33mA?，?接收電流≤22mA?，休眠電源≤5uA?。

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　　4.?信道、接口、數據格式設定：?

　　?????用戶使用CC1020之前，需要根據自已的需要進行簡單的配置，以確定信道、接口方式和數據格式。?

　　CC1020的右上角有一組5位的短跳線（JP2），分別定義為ABCDE，假設跳線開路（不插短路器）為狀態(tài)1，跳線短路（插入短路器）為狀態(tài)0，則配置方法如下：

　　四．?CC1020無線模塊的組網應用及編程時注意事項：

　　CC1020的通信信道是半雙工的，最適合點對多點的通信方式，這種方式首先需要設1個主站，其余為從站，所有站都編一個唯一的地址。通信的協調完全由主站控制，主站采用帶地址碼的數據幀發(fā)送數據或命令，從站全部都接收，并將接收到的地址碼與本地地址碼比較，不同則將數據全部丟掉，不做任何響應;?地址碼相同，則證明數據是給本地的，從站根據傳過來的數據或命令進行不同的響應，將響應的數據發(fā)送回去。這些工作都需要上層協議來完成，并可保證在任何一個瞬間，通信網中只有一個電臺處于發(fā)送狀態(tài)，以免相互干擾。?

　　CC1020也可以用于點對點通信，使用更加簡單，在對串口的編程時，只要記住其為半雙工通信方式，時刻注意收發(fā)的來回時序就可以了。