基于c8051f330和cyrf6936无线收发器的设计与实现

２００９年９月第２５卷第３期Ｊｏ哪ａ１陕西理工学院学报（自然科学版）ｏｆＳｈａａｎｘｉｓｅｐｔ．２００９Ｕ“Ｖｅｒ８时ｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ（ＮａｔｕｒａｌｓｃｉｅｎｃｅＥｄｉｔｉｏｎ）Ｖ０１．２５Ｎｏ．３［文章编号】１６７３—２９４４（２００９）０３一００２７一０３基于ｃ８０５１乃３０和ＣＹＲＦ６９３６无线收发器的设计与实现王倩丽，王建（西安航空技术高等专科学校计算机工程系，陕西西安７１００ｒ７７）［摘要】设计了无线收发器的软硬件体系结构。无线数据通信中，采用Ｃ８０５ｌＦ３３０单片机通过ＳＨ接口控制ＣＹＲＦ６９３６的工作模式和数据包的传输状态，并对数据包的封装格式进行了设计。本无线收发器应用于门禁系统中能够实现一个接收端和多个发送端的通信。【关键词】无线收发器；单片机；无线通信芯片；【文献标识码】增强型串行外设接口Ａ【中图分类号】’Ｉ№２３Ｏ引言Ｃ８０５ｌＦ３３０是芯科实验室（ＳｉｌｉｃｏｎＬａｂｏｒａｔｏｒｉｅｓ）公司推出Ｃ８０５ｌＦ系列单片机中的典型产品。Ｃ８０５ｌＦ３３０是全集成混合信号ＳＯＣ单片机，内部集成了模拟／数字外设及其他功能部件。同时，Ｃ８０５Ⅱ鼍３０采用流水线指令结构，速度可达２５ＭＩＰＳ，拥有硬件增强型ＵＡＲＴ，ＳＭＢｕｓ和增强型ＳＰＩ串口，内置高频振荡器（２４．５ＭＨｚ，精度为２％），支持多种分频，也可使用外部振荡器。Ｃ８０５１乃３０实现了Ｌ／Ｏ端口的灵活配置，通过交叉开关，可将内部资源配置到所选定的端口上，众多的复位源使系统在掉电方式下可随意唤醒，实现零功耗设计…。因此，适合于速度快、可靠性高和节电的应用场合。ＣＹＲ拍９３６是赛普拉斯（ＣＹＰＲＥＳＳ）公司推出的基于ｗｉｒｅｌｅｓ８ｕＳＢ的第二代无线通信芯片产品。ＣＹＲｌ晦９３６工作在全球免许可的２．４ＧＨｚ的ＩＳＭ频段，采用了功能强大的直接序列扩频技术（ＤＳｓＳ）。ＤＳＳＳ是直接利用具有高码率的扩频码序列，采用各种调制方式在发送端扩展信号的频谱，而在接收端用相同的扩频码序列去解码，将扩频信息还原成原始信息。ＣＹＲＦ６９３６将２．４ＧＨｚ的ＩＳＭ频段，每隔１ＭＨｚ划分为一个通道（共９８个通道），在每个通道上配上一个扩频码序列ＰＮ码（Ｐｓｅｕｄｏ端之间要进行无线数据传输，必须保证两边工作在同一通道，同一ＰＮ码。Ｎｏｉｓｅｃｏｄｅｓ，伪随机噪声码），发送端和接收端采用完全相同的ＰＮ码对信号进行扩频和解扩旧Ｊ。因此，发送端和接收本无线收发器采用Ｃ８０５ｌＦ３３０单片机作为主控芯片，通过增强型串行外设接口（ＳＰＩ）与ＣＹＲＦ６９３６实现数据的交互。本无线收发器设计的目的是为了解决智能建筑安防报警系统中对重要的小型设备（内置了无线发送端）的监控以防止被擅自带走，若此设备经过门禁系统将会被报警¨Ｊ。１系统硬件的设计与实现本无线收发器硬件的设计与实现主要在于发送端和接收端。发送端和接收端都采用了ＣＹＲＦ６９３６无线通信芯片，该芯片传输距离超过ｌＯｍ，传输速率２５０ｋｂｐｓ。在此硬件的设计中，Ｃ８０５ｌＦ３３０通过ＳＰＩ控制ＣＹＲＦ６９３６，增强型串行外设接口（ＳＰＩ）提供了访问一个全双工同步串行总线的能力。ＳＰＩ共有４个信号，分别为：串行时钟（ＳＣＫ）、主输人从输出（ＭＩＳＯ）、主输出从输入（ＭＯＳＩ）、从选择（ＮＳＳ）。Ｃ８０５Ｕ弓３０单片机采用Ｐｏ．Ｏ—Ｐ０．３４个端口作ＳＰＩ通信，其中Ｐｏ．Ｏ端口为串行时钟（ＳＣＫ），Ｐｏ．１端口为主输入从输出（ＭＩＳＯ），Ｐｏ．２端口为主输出从输入（ＭＯＳＩ），Ｐｏ．３端口为从选择（ＮＳＳ）【４ｊ。ＣＹＲＦ６９３６也分别用４个端口作ＳＰＩ接口，这４个端口的名称也分别为ＮＳＳ，ＳＣＫ，ＭＩＳＯ，ＭＯＳＩ【２Ｊ。Ｃ８０５ｌＦ３３０单片机通过ＳＰＩ接口与ＣＹＲＦ６９３６进行数据的交互。收稿日期：２００９彤－２７作者简介：王倩丽（１９８０一），女，陕西省合阳县人，西安航空技术高等专科学校助教，主要研究方向为计算机应用技术。万方数据陕西理工学院学报（自然科学版）第２５卷由于在实际应用中采用的是ＣＹＲＦ６９３６模块，即已经将微型天线和必要的外围器件集成在一块ＰｃＢ板上，构成ｃＹＲＦ６９３６模块。因此，ｃ８０５Ⅱ弓３０主控芯片更加方便与ｃＹＲＦ６９３６模块进行设计与实现。硬件设计原理如图１所示。图１硬件设计原理图２系统软件的设计与实现本无线收发器软件的设计与实现主要在于Ｃ８０５ｌ乃３０通过ＳＰＩ控制ＣＹ嘣９３６的工作状态和ＣＹＲＦ６９３６无线通信协议的实现两部分。本文主要描述第一部分的设计和实现，第二部分ＣＹＲＦ６９３６无线通信协议的设计和实现在其他作者的文章中有详细的说明【５Ｊ。Ｃ８０５Ｕ玛３０通过ＳＰＩ控制ＣＹＲＦ６９３６的工作，主要通过以下几个步骤来实现（程序流程框图如图２所示）：（１）初始化系统时钟，设置Ｃ８０５ｌ乃３０的工作频率为１２ＭＨｚ，系统时钟取自内部高频振荡器。，ＯＳＣＩＣＬ＋＝４：ＯＳＣＩＣＮ＝０ｘｃ２；ＣＬＫＳＥＬ＝０ｘ００：（２）初始化看门狗，禁止Ｃ８０５ｌＦ３３０的看门狗定时器。ＰｃＡＯＭＤ＆＝～Ｏｘ柏；（３）初始化定时器，使用外部中断０，并使其为边沿触发。’ｒｃ０Ｎ＝０如ｌ；（４）初始化Ｌ／Ｏ口，设置Ｃ８０５ｌＦ３３０的交叉开关，使Ｐｏ．０到Ｐｏ．３４个端口为ＳＰＩ的ＭＯＳＩ，ＭＩＳＯ，・２８．万方数据第３期ＳＣＫ，ＮＳＳ。ＸＢＲＯ＝Ｏ如｜２：王倩丽，玉建基子ｃ８０５１粉３０和ｃＹ磁沩９３６无线收发器的设计与实现礴醒袋Ｎ＝Ｏ《Ｆ；抛ＭＤＯＩＪＴ＝Ｏｘ４Ｆ：ＰＯＳＫｍ＝０ｘ００；霹始纯鬣缆时钟ｉ初始化嚣门狗（５＞初始恁Ｓ联，使Ｃ８潞强潦３０工铭在主器件方式，并使ＳⅨ工作在４线方式中，ＳＨ传送数据的频率为ｌＳＰＩｏＣＦＧｌ＝０ｘ４０：ｌＭＨｚ。初始化愆刚器ｉｌ松娥他ｌ，ｏＳＰ玲Ｃ撵＝Ｏ囝Ｂ；Ｓｐ叼Ｃ飙＝５；（６）初始化中断，允许ＳＰＩ的中断请求。Ｅ＝ｏｘｃｌ；瑶ｌ＝０ｘ４ｌ；玎Ｄ１ＣＦ≈０】ＯＥ；．ｌ圣Ｕ盘ｆ７化８ＰＩｌ拐始纯中羝ｌ（７）Ｃ８０５ｌＢ３０通过ＳＰＩ控铡ＣＹＲ硒９３６的王作，并实现两者数据鳃交互。其中数据的封装格式共分为４种：Ａ．由Ｃ８０５ｌ乃３０通过ＳＰＩ向ＣＹＲＦ６９３６写单个字节的数据，封装格式为：ｌ黧５燃纛“。一“一一５１『ｌ－—Ｆ『－夏夏琵菇ｉｉ磊磊蠢鬲瓦五石聂甄－ｉ磊ｉ＿ｉ磊鬲瓦冥吾了丽禹２程序流程框罄Ｉ１｜ｏＩｃ硪懑６９３６中寄存器的地址（共露６个ｂｙｔｅ）Ｉ数据（共占１个ｂ）ｒｔｅ）ＩＢ．由Ｃ８０５ｌＦ３３０通过ＳＰＩ向ＣＹＲＦ６９３６写多个字节的数据，封装格式为：ｌｌ｜ｌ｜ｅ张Ｆ６９３６串寄存器的地鲢（共占６个研ｅ）｜数据（共占多个ｂ归）｜Ｃ．Ｃ８０５ｌ乃３０通过ＳＰＩ由ＣＹＲＦ６９３６读取单个字节的数据，封装格式为：ｌｏｌｏｌｃ焖３６孛毒存爨戆戆鲢（共占６令酾ｅ）｜数据（共占ｌ令ｂｙｌｅ）｜Ｄ．Ｃ８０５ｌＦ３３０通过ＳＰＩ由ＣＹＲＦ６９３６读取多个字节的数据，封装格式为：ｌｏｌｌｌｃＹ致ｌ’６９３６中寄存器的地址（共占６个ｂｙｔｅ）ｌ数糍（共占多个ｂ归）ｌ在以上４种数据的封装格式中，第一个字节共分为两部分：第一部分占２位（ｂｉｔ）为命令字，对应４种相应的读写操作；第二部分占６位（ｂｉｔ）为ＣＹＲＦ６９３６寄存器的地址。其余字节为Ｃ８０５ｌＦ３３０和Ｃ￥砸．６９３５两者交互盼数据。接收端采用主协议模式，包括以下４种模式：梭测模式（ＰｉｎｇＭ０ｄｅ）、绑定模式（ＢｉｎｄＭｏｄｅ）、连接模式（Ｃｏ衄ｅｃｔＭｏｄｅ）和数据模式（Ｄａｔ８Ｍｏｄｅ）。发送端采用从协议模式，包括以下４种模式：空闲模式（１一涵聚磋ｅ）、绑定模式《８ｉ砖麓。如）、重连接模式≤＆ｅｏ臻ｅｅｔ醚甜ｅ）和数据模式（酗澹聚奠ｅ）。在发送端藕接收端采用的主从协议和各个模式之间的相互转化，在其他作者的文章中有详细的说明【５】。通过以上设置，Ｃ８０５ｌ矜３０就可以通过ＳＰＩ接口设爨ＣＹＲＦ６９３６的相关寄存器，从而控制ｅＹＲ渤３６的工作模式，最终逶过ｃＹ蹦９３６实嚣晃线数据传辕泼达裂遥信的誉的。３结论奉天线收发器在通信的设计过程中采孀不圊颜色的ｌ麓Ｄ指示灯来表鹱发送端秘接收端的工作模式和数据包的传输状态；如果发送端的数据能够被接收端正确接收，即实现了数据的通信，则接收端就会发出声啬。本无线收发器在实际的门蔡系统实验中表明：无线通信的有效距离为６ｍ；此设计能够实现一个接收端和多个发送端进行通信，在通信的过程中只有在同一通道，溺一粼码的情况下，才能正常工作。ｆ下转第３３页》・２９・万方数据第３期［５］魏金波，段欣考虑抗弯刚度的索力动力检测法ＪｉＩ止时ｗｅｉ，删锄ｇＮｅｒｉｏＵ，Ｍｏｈ柚ｍ删ＩｄＲｅ馥Ｒ丑ｚｇ订．ｎ∞陀６ｃａｌｓｔｕｄｙ帆ｃａｂｌｅｄｅｙｅｌｏｐｎ地Ｉｌｔｔｅ鼬ｉ帆ｄｅｔ∞石∞咖ｉｄｅｄＩＩｇｍｏｄｅ８ｕｐｐｏｒｔｖｉｂ脚６帆［Ａ］．Ｔｒ蜘８ｐｏｎａｔｉ∞ａｎｄ［６］ｉ蚰州ａｄ他ｂｅｎｐ饱商ｃ髓【Ｃ］．ＢｅｉｊｉＩｌｇ：ＡＳＣＥ，２００８．４５０．—４５５．０ｆ酬ａｎｄ１，ｉｂ蒯∞，２００８，（３１８）：１３ｌ一１４７．１恤Ｉｌｉ，ＦｅＩｄｉ砸ｎｄｏＬｍ斌ｅｍ．ＤｙＩｌ姗ｉｃｉｄｅｎ蠲ｃａ妇ｏｆｂｅ锄ａｘｉａｌｌｏａｄ８瑚ｉＩＩｇ∞ｅｎ懿ｕｒａｌＢｈ８ｐｅ【Ｊ］．Ｊ删［责任编辑：李少凌］Ｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌｓｔｕｄｙｏｆｃａｂｌｅｔｅｎｓｉｏｎｄｅｔｅｃｔｉｏｎｃｏｎｓｉｄｅｒｉｎｇｂｅｎｄｉｎｇｓｔｉ‰ｅｓｓＷＥＩＪｉｎ．ｂｏｌ，ＤＵＡＮＸｉｎ２（１．Ｃｉ、ｒｉｌＥｎ舀ｎｅｅｒｉｒＩｇ，。Ｉ．ｏｎ舀ｉＵＩｌｉ、ｒｅ璐ｉ哆，Ｓｈ岫ａｉ２Ｉ）００９２，Ｃｈｉ聃；ｔｏ一２．Ｃ砌Ｅｎ咖ｅｅｒｉＩｌｇ，Ｎ觚ｊｉＩｌｇＵＩｌｉＶ哪蚵ｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏ影，Ａｂｓ觚Ｉｎ：ｉｎｇｔｌｌｅｂｅｎｄｉｎｇｈｌＮａｎｊｉＩｌｇ２１０００９，Ｃｈｉ矾）ｉｄｅｎｔｉ匆ｔｌｌｅａｂｏｕｔｃａｂｌｅｃａｂＩｅｏｒｄｅｒ幻ｇｅｔ肌∞ｃｕ眦ｅｃａｂｌｅｔｅｎｓｉ伽，印ｐｒ｜０ａｃｈｅ８ｏｆｔｌｌｅｃａｂｌｅ．Ｔｈｅｂｅｔｅｌ玛ｉ帆ｃｏ潞ｉｄｅｒ－ｔ｝Ｉ砒ｆｏｒｌｏｗｃａｂｌｅｓｔｍｅｓ８啪ｐｍｐｏ∞ｄ．Ｆｉ瞰ｌｙ，ｔｌｌｅｑｔｌ跚曲ｅｄｄｙｎ髓ｌｉｃ８ｄ面ｎｉｔｉｏｎｉｓ舀ｖ蜘．Ｓｅｃ帆ｄｌｙ，ａｐｈｙｓｉｃａｌｔｅ璐ｉ帆觚ｄｍｏｄｅｌｉ８ｂｕ丑ｔｕｐｔｏｉｎｖｅ８ｔｉｇａｔｅｔｌｌｅ８ｈｏｎｃ８ｂｌｅｔｌＩｅｉｎｖｅｓｔｉｇ算Ｉｔｉ帆８ｈｏｗｅｄｂｅ印ｐｌｉｅｄｉ血ｕｅｎｃｅｏｆｂｅｎｄｉｎｇｓｄ血ｅ８ｓｃ舳ｎｏｔｎｅｇｌｅｃｔｅｄ．Ｆｉｎａ：ｕｙ，ｔｌｌｅｔｏｐ瑚ｔｉｃａｌｆｏｒ删ｌａ８ｐｍｊｅｃｔｓ．ａ∞ｐ咒∞ｎｔｅｄ．Ｔｈｏ∞８∞８ｉｍｐｌｅｆ．ｏ硼Ｌｌｌ嬲ｆｏｒ山ｅｍｅ吐Ｉ（＇ｄ蛐ｄｃａｂｌｅｉｔｉ８ｅａｓｙｔｏｉＩｌｐｍｃｔｉｃａｌ１昀ｒ啊ｗｄｓ：（上接第２９页）ｂｅｎｄｉｎｇ８ｔｉ珏ｈｅ８８；ｔｅ璐ｉ∞；ｄｙｎａｍｉｃｉｄｅｎ谲ｃ撕帆【参考文献】［１】庞清乐，孙同景。秦伟刚．基于ｃ８０５１乃３０单片机的多路温湿度测控系统［Ｊ】．微计算机信息（测控仪表自动化）．２００４，２０（４）：５ｌ—５２．；［２］ｃｙ即鹤ｃｏｒｐｏ耐鲫．ｃＹＲ拍９３６７６．Ｄ糯ｈ瞅［ＤＢ／ＯＬ］．ｈ戗ｐ：／／ｗｗｗ．ｃ），ｐ瑚８．伽ｎ／ｐｏｒｔ彤８ｅｒｖｅｒ．ｐｔ．［３】黄布毅，何超前，李冬富，等．基于无线传感锯网络的家庭安防报警系统设计【Ｊ］．电子技术应用，２００ｒ７，（１）：７４—［４］ｓｉｌｉ咖ｈ的呲叫∞．ｃ８０５ｕ；３３０／３３１混合信号ＩｓＰ嘲．ｃｎ．２００３．１２．ＦＩ．ＡＳＨ微处理器数据手册［＾∥０Ｌ］．潘琢金译．ｈｎｐ：／／Ｗｗｗ．ｘｌｌｌ．［５】戴国骏，葛海江，张翔．基于ｃｙｐ瑚８ＰＲｏｃ的多通道无线收发器设计与实现［Ｊ］．计算机工程与应用。２００ｒ７，４３（５）：１３７一１３９．’［责任编辑：李少凌］Ｉｍｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎｏｆｒａｄｉｏ协ａｎｓｃｅｉｖｅｒｂａｓｅｄＣ８０５１ＩＢ３０ａｎｄＣＹＲＩ弋６９３６ｏｎＷＡＮＧＱｉ吼一ｌｉ，（ＤｅｐａＩｔｍｅｎｔｏｆＷＡＮＧＪｉ肌ＣｏⅡｅｇｅ，Ｃｏｍｐｕ鼢，）（ｉ’觚Ａｅｍｔｅ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