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[導(dǎo)讀]   近年來(lái),由于數(shù)據(jù)通信需求的推動(dòng),加上半導(dǎo)體、計(jì)算機(jī)等相關(guān)電子技術(shù)領(lǐng)域的快速發(fā)展,短距離無(wú)線與移動(dòng)通信技術(shù)也經(jīng)歷了一個(gè)快速發(fā)展的階段。短距離無(wú)線通信通常指的是l00m到200m以內(nèi)的通信?! ∷?

  近年來(lái),由于數(shù)據(jù)通信需求的推動(dòng),加上半導(dǎo)體、計(jì)算機(jī)等相關(guān)電子技術(shù)領(lǐng)域的快速發(fā)展,短距離無(wú)線與移動(dòng)通信技術(shù)也經(jīng)歷了一個(gè)快速發(fā)展的階段。短距離無(wú)線通信通常指的是l00m到200m以內(nèi)的通信。

  它被廣泛應(yīng)用于無(wú)線數(shù)據(jù)采集、無(wú)線水表、煤氣表、電力表抄表、工業(yè)遙控、遙測(cè)、工業(yè)數(shù)據(jù)采集、樓宇自動(dòng)化、安防、機(jī)房設(shè)備無(wú)線監(jiān)控、家庭自動(dòng)化數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)等領(lǐng)域。

  美國(guó)SILICon Laboratories公司作為專業(yè)的無(wú)線芯片開(kāi)發(fā)和生產(chǎn)商,它的IAI系列無(wú)線芯片具有集成度高,外圍元件少,功耗低,性能穩(wěn)定可靠,芯片內(nèi)部集成了FSK無(wú)線收發(fā)必需的全部功能模塊,包括多邊帶PLL合成器、PA、LNA、混頻器、基帶濾波器、中頻放大器、信號(hào)強(qiáng)度指示RSSI、數(shù)據(jù)質(zhì)量偵測(cè)DQD、電池電壓偵測(cè)、AFC和微控制器等,非常適合用于短距離無(wú)線通訊產(chǎn)品。本文介紹了貝能科技采用IA4421芯片開(kāi)發(fā)的兩種無(wú)線通訊模塊PHY和EV-IA4421-433M-3(如圖1,圖2)。PHY模塊是不帶MCU而向外提供一個(gè)SPI接口;EV-IA4421模塊是帶MCU并向外提供一個(gè)串口。這樣可以方便用戶使用和開(kāi)發(fā)。

圖1 PHY

圖2 EV-IA4421

  針對(duì)這兩種模塊,我們?cè)O(shè)計(jì)了一個(gè)適用這兩種模塊的測(cè)試評(píng)估板。該 測(cè)試板 可以對(duì)這兩個(gè)模塊進(jìn)行設(shè)置(主要對(duì)IAI4421寄存器設(shè)置),這樣方便客戶評(píng)估,測(cè)試IA系列產(chǎn)品的的性能。

  基本概述:

  該測(cè)試板的組成采用 PIC單片機(jī)PIC16F777作為主控芯片;一個(gè)LCD1602作為顯示器件;4個(gè)輕觸按鍵作為作為用戶輸入;一個(gè)可以連接電腦的串口;還有連接兩通訊模塊的接口。用戶可以通過(guò)按鍵和LCD可以很直觀地對(duì)IAI4421芯片寄存器、通訊速率等進(jìn)行設(shè)置,還可以通過(guò)LCD監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)傳輸過(guò)程的正確性和完整性。

  本文主要介紹該測(cè)試板的一些主要功能和原理以及其使用的方法,以便大家對(duì)其有一個(gè)初步的了解。

  主要功能:

  • 可設(shè)置4位的發(fā)射地址碼:用戶可以通過(guò)菜單設(shè)置4位的地址即0~F,并與從機(jī)地址設(shè)置對(duì)應(yīng),這樣就可以不受其他模塊的干擾,可以多個(gè)模塊同時(shí)工作。

  • 可設(shè)置模塊的工作頻段:由于IAI系列芯片支持3頻段分別為433MHz、868MHZ、915MHZ,通過(guò)設(shè)置不同的頻段可以適應(yīng)使用不同頻段的硬件。

  • 可設(shè)置模塊的發(fā)送速率:芯片支持不同的發(fā)射速率,用戶可以根據(jù)需要進(jìn)行調(diào)整;

  • 可設(shè)置發(fā)送數(shù)據(jù)的時(shí)間間隔和發(fā)送的次數(shù);

  • 可以設(shè)置串口波特率(與硬件連接相對(duì)應(yīng));

  • 可顯示接收數(shù)據(jù)的內(nèi)容和接收數(shù)據(jù)的次數(shù),當(dāng)前通訊速率等信息;

  硬件組成框架:

  各部分硬件接口:

  • LCD1602接口(圖3)

  LCD1602采用8數(shù)據(jù)線接口(data0-data7),有利于快速刷新需要顯示的數(shù)據(jù),RS、RW、E三線控制。

圖3 LCD電路接口

  • 串口電路(圖4)

  串口電路采用MAX232作為電平轉(zhuǎn)換芯片,與電腦連接,接收電腦 的輸入命令。TX串行數(shù)據(jù)輸出(無(wú)線接收到的 數(shù)據(jù)),CRX串行數(shù)據(jù)輸入(要發(fā)送的數(shù)據(jù))。

圖4 串口電路接口

  • EV-IA4421-433M-3模塊接口電路(圖5)

  EV-IA4421-433M-3是已經(jīng)帶有一個(gè)PIC16F690的模塊。VCC使用5V電源供電;TX、RS作為一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的波特率可選的串口作為與測(cè)試板之間的通訊,所有對(duì)模塊的操作都使用這個(gè)串口完成;/PD待機(jī)控制,/PD=0時(shí),模塊進(jìn)入待機(jī)狀態(tài),/PD=1,模塊正常工作;RSSI無(wú)線信號(hào)強(qiáng)度輸出,輸出電壓和信號(hào)強(qiáng)度成正比,是一個(gè)模擬信號(hào),測(cè)試板通過(guò)AD轉(zhuǎn)換對(duì)其捕捉。

圖5 EV-IA4421接口電路

  • PHY模塊接口電路(圖6)

  PHY只需使用5個(gè)I/O口即可工作,它采用SPI兼容的控制接口作為數(shù)據(jù)通訊接口。我們測(cè)試板也正是使用這種方式與PHY模塊進(jìn)行諒解的。各個(gè)接口功能如下:SCK:SPI串口時(shí)鐘輸入;SDI:SPI串口數(shù)據(jù)輸入;NSEL:SPI片選輸入(低電平有效);SDO:SPI串口數(shù)據(jù)輸出;NIRQ:中斷請(qǐng)求輸出(低電平有效)。

圖6 PHY模塊接口電路

  • 按鍵電路(圖7)

  四個(gè)輕觸按鍵作為用戶的輸入,用戶按鍵的輸入判斷是采用普通的I/O方式。具體每個(gè)按鍵定義為:UP鍵用于上移菜單;DOWN鍵用于下移菜 單;ENTER鍵用于確認(rèn)選擇;SEND用于啟動(dòng)發(fā)送數(shù)據(jù)。


圖7 按鍵電路


  電源部分:

  考慮到使用的方便性,再電源供電上采用了兩種供電方式:一種直流9V~12V 電源適配器的輸入;另一種是用9V的紐扣電池供電。用戶可采用其中的一種。

  以上是該 測(cè)試板 的硬件的主要組成部分,每個(gè)部分都只是作了比較簡(jiǎn)單的介紹,如果大家想得到更詳細(xì)的資料,可以到貝能公司網(wǎng)站( www.burnon.com )上查找 。

  軟件組成框架:

  軟件流程如圖8所示,軟件系統(tǒng)在MCU中執(zhí)行,分為系統(tǒng)初始化、主循環(huán)流程與中斷服務(wù)程序。下面對(duì)其作一個(gè)簡(jiǎn)單的介紹:

  MCU初始化函數(shù),主要是對(duì)MCU定時(shí)器設(shè)置、串口、中斷設(shè)置和各個(gè)端口的輸入輸出設(shè)置等等;

  按鍵事件管理函數(shù),它定時(shí)檢測(cè)按鍵板上的按鍵輸入,設(shè)置和保存相應(yīng)的標(biāo)志位,并把按鍵對(duì)應(yīng)信息映射成相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)事件;

  主循環(huán)函數(shù)是整個(gè)軟件系統(tǒng)的一個(gè)核心部分,各種事件的觸發(fā)和各個(gè)用戶接口管理都由這個(gè)函數(shù)完成,每個(gè)子程序管理著不同功能。

圖8 軟件流程

  主循環(huán)是軟件的基本控制部分,它是一個(gè)無(wú)限時(shí)間的循環(huán),當(dāng)中包含了許多子程序,諸 如:Check if it’s time to execute events(定時(shí)器時(shí)間事件處理)、Mode Handler(模式識(shí)別處理)、Key SCANHandler(電源管理)、OSD Event Handler(菜單事件處理——當(dāng)中也包含了按鍵處理)、Debug Handler(調(diào)試處理)。通過(guò)這一系列的管理函數(shù),不斷的檢測(cè)事件的發(fā)生并執(zhí)行相應(yīng)的功能操作。

  小結(jié)

  本文對(duì)DEMO板的功能、硬件和軟件作了一個(gè)簡(jiǎn)單的介紹,該demo板主要是為貝能公司開(kāi)發(fā)的PHY和EV-IA4421-433M無(wú)線模塊提供一個(gè)方便的使用和測(cè)試平臺(tái),以便用戶可以對(duì)其作評(píng)估,使其更快地應(yīng)用于產(chǎn)品當(dāng)中。


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