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CC1150是一款真正的单芯片UHF发射器,专为超低功耗无线应用而设计。该电路主要用于ISM(工业,科学和医疗)和SRD(短程设备)315-,433-,868-和915-MHz的频段,但可以很容易地编程为在其他频段工作频率范围为300至348 MHz,400至464 MHz和800至928 MHz频段。RF发射器集成了高度可配置的基带调制器。调制器支持各种调制格式,可配置数据速率高达500 kBaud。 CC1150设备为数据包处理,数据缓冲和突发传输提供广泛的硬件支持。CC1150的主要工作参数和64字节发送FIFO可通过SPI控制接口。在典型系统中,CC1150器件将与微控制器和少数几个一起使用额外的无源元件。
功能框图
CC1150发射器基于RF频率的直接合成。频率合成器包括完全片上LC VCO。晶体将连接到XOSC_Q1和XOSC_Q2。晶体振荡器产生参考合成器的频率,以及数字部分的时钟。4线SPI串行接口用于配置和数据缓冲区访问。数字基带包括对通道配置的支持,数据包处理和数据缓冲。
配置概述
CC1150可配置为在许多不同应用中实现最佳性能。组态使用SPI接口完成。可以编程以下关键参数:
掉电和上电模式
晶体振荡器上电和断电
传输模式
RF频道选择
数据速率
调制格式
射频输出功率
使用64字节发送FIFO进行数据缓冲
分组无线电硬件支持
具有交错的前向纠错
数据美白
可以使用SmartRF Studio [11]软件配置CC1150。SmartRF Studio软件是强烈建议获得最佳寄存器设置,以及评估性能和功能。CC1150的SmartRF Studio用户界面的屏幕截图如下图所示。
4线串行配置和数据接口
CC1150通过简单的4线SPI兼容接口(SI,SO,SCLK和CSn)配置CC1150是奴隶。此接口还用于读取和写入缓冲数据。所有地址和数据SPI接口上的传输首先是最重要的位。SPI接口上的所有事务都以包含读/写位,突发访问位的头字节开始和一个6位地址。在地址和数据传输期间,CSn引脚(片选,低电平有效)必须保持低电平。如果CSn去了在访问期间,转移将被取消。地址和数据传输的时间.
芯片状态字节
当在SPI接口上发送报头字节,数据字节或命令选通时,芯片状态字节为由CC1150发送到SO引脚。状态字节包含关键状态信号,对MCU很有用。该第一位s7是CHIP_RDYn信号; 该信号必须在SCLK的第一个上升沿之前变低。该CHIP_RDYn信号表示晶振正在运行且稳压数字电源电压稳定。
位6,5和4包括STATE值。该值反映了芯片的状态。XOSC和电源数字核心处于IDLE状态,但所有其他模块都处于断电状态。频率和只有当芯片处于此状态时才应更新通道配置。TX状态将处于活动状态当芯片正在传输时。
真实世界数据通常包含长序列的0和1。然后可以改善性能在发送之前白化数据,并在接收器中去白化。与CC1150,结合使用接收端的CC1101,可以通过设置PKTCTRL0WHITE_DATA = 1自动完成。所有然后,除了前同步码和同步字之外的数据与9位伪随机(PN9)进行异或运算传输前的 PN9序列初始化为全1。在在接收器端,数据与相同的伪随机序列进行异或。这样,美白反转,原始数据出现在接收器中。除了无线兼容性外,建议所有用途都设置PKTCTRL0.WHITE_DATA = 1
与其他系统是需要的。
前导码模式是1和0的交替序列。的数量使用MDMCFG1.NUM_PREAMBLE值编写前导字节。启用TX时,调制器将开始发送前导码。当已编程的前导字节数时如果数据可用,调制器将发送同步字然后发送来自TX FIFO的数据。如果TX FIFO为空,调制器将继续发送前同步码字节,直到写入第一个字节为止TX FIFO。然后调制器将发送同步字,然后发送数据字节。同步字是SYNC1和SYNC0寄存器中设置的双字节值。同步字提供传入数据包的字节同步。可以通过设置来模拟单字节同步字SYNC1值到前导码模式。也可以通过使用来模拟32位同步字MDMCFG2.SYNC_MODE设置为3或7.然后,同步字将重复两次。
C1150支持固定包长度协议和可变包长度协议。可变或固定数据包长度模式可用于最多255个字节的数据包。对于更长的数据包,无限数据包长度必须使用模式。通过PKTCTRL0.LENGTH_CONFIG = 0来选择固定包长度模式。所需的数据包长度由PKTLEN寄存器设置。在可变数据包长度模式PKTCTRL0.LENGTH_CONFIG = 1,数据包长度由同步字后的第一个字节配置。数据包长度定义为有效载荷数据,不包括长度字节和可选的自动CRC。使用PKTCTRL0.LENGTH_CONFIG = 2时,数据包长度设置为无限,传输将继续直到手动关闭在传输数据包时可以关闭无限模式。如如第5.8.2.1节所述,这可用于支持具有不同长度配置的数据包格式比CC1150原生支持。应确保在此期间不关闭TX模式传输任何字节的前半部分。有关更多详细信息,请参阅CC1150勘误表注释[8]。支持的最小数据包长度(不包括可选长度字节和CRC)是一有效载荷数据的字节。5.8.2.1任意长度字段配置数据包自动化控制寄存器PKTCTRL0可在TX期间重新编程。这打开了传输长度超过256字节的数据包的可能性仍然可以使用数据包处理硬件支持。在数据包开始时,无限模式(PKTCTRL0.LENGTH_CONFIG = 2)必须为活性。PKTLEN寄存器设置为mod(长度,256)。当数据包剩余少于256个字节时,MCU禁用无限数据包长度并激活固定长度数据包。当内部字节计数器达到PKTLEN值,传输结束(无线电进入由...确定的状态TXOFF_MODE)。可以使用自动CRC附加(通过设置PKTCTRL0.CRC_EN = 1)。
例如,当要传输600字节的数据包时,MCU应该执行以下操作(另请参见下图):
设置PKTCTRL0.LENGTH_CONFIG = 2。
将PKTLEN寄存器预编程为mod(600,256)= 88。
发送至少345个字节,例如通过填充64字节TX FIFO六次(384字节发送)。
传输模式下的数据包处理必须将要传输的有效负载写入TX FIFO。写的第一个字节必须是启用可变数据包长度时的长度字节。长度字节的值等于有效载荷数据包(包括可选的地址字节)。如果启用固定数据包长度,则写入第一个字节如果在设备中启用此功能,则将TX FIFO解释为目标地址接收数据包。
调制器将首先发送编程数量的前同步码字节。如果数据在TX中可用FIFO,调制器将发送两字节(可选4字节)同步字,然后发送TX中的有效负载FIFO。如果启用了CRC,则会对从TX FIFO和TX中提取的所有数据计算校验和结果在有效载荷数据的末尾作为两个额外字节发送。如果TX FIFO在之前运行为空完成数据包传输后,收音机将进入TXFIFO_UNDERFLOW状态。唯一的方法退出此状态是通过发出SFTX选通。写入下溢后写入TX FIFO不会重新启动TX模式。如果启用了白化,则长度字节,有效负载数据和两个CRC字节将变白。这是在可选的FEC /交织器阶段之前完成。通过设置启用美白PKTCTRL0.WHITE_DATA = 1。如果启用FEC / Interleaving,则长度字节,有效载荷数据和两个CRC字节将被加扰交织器,以及在调制之前编码的FEC。通过设置启用FEC
MDMCFG1.FEC_EN = 1。5.8.4固件中的包处理在固件中实现面向分组的无线电协议时,MCU需要知道何时发送数据包已被传播。此外,对于长度超过64字节的数据包,需要重新填充TX FIFO
而在TX。这意味着MCU需要知道可以写入TX的字节数FIFO。有两种可能的解决方案来获取必要的状态信息:一个。中断驱动解决方案 - GDO引脚可用于TX,以便在发送同步字时产生中断或通过设置IOCFGx.GDOx_CFG = 0x06传输完整数据包时。