1 PIC16C73及CC1000簡(jiǎn)介

PIC16C73是Microchip公司生產(chǎn)的一種高性價(jià)比的8位嵌入式微控制器,。CC1000是為在無線條件下應(yīng)用所設(shè)計(jì)的一種極低功率單芯片射頻收發(fā)器,。它主要是為315、433,、868和915MHz的ISM和SRD設(shè)備所設(shè)計(jì),，可以編程工作在300～1000MHz范圍之間的任一頻率上。它具有極低的電流消耗,、高靈敏度,、體積小,、低供電電壓、FSK數(shù)據(jù)傳輸率可達(dá)76.8kbps,、FSK調(diào)制頻譜修正等特點(diǎn),，它還為用戶提供了簡(jiǎn)單易用的開發(fā)包。使用CC1000芯片設(shè)計(jì)電路簡(jiǎn)單,，不需要使用極少的外部元件,、不需要外部射頻轉(zhuǎn)換和中頻濾波器。

2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

本無線數(shù)據(jù)傳輸發(fā)射機(jī)框圖如圖1所示,。

圖中,，PIC16C73接收數(shù)字或模擬信號(hào)，經(jīng)過緩存,、組幀后,，將數(shù)據(jù)傳送到射頻發(fā)射機(jī)，由CC1000實(shí)現(xiàn)FSK調(diào)制后發(fā)射出去,。

本設(shè)計(jì)中PIC16C73的振蕩周期為4MHz,，指令周期為1μs。CC1000工作在發(fā)射狀態(tài),，發(fā)射頻率306.874457MHz,，頻偏64kHz，速率7638Kbps,，發(fā)射功率10dBm,。發(fā)射數(shù)據(jù)采用自定義幀格式，其格式為：

4字節(jié)位同步字—0AAH,，0AAH,，0AAH，0AAH,；

2字節(jié)幀同步字（3位0加13位巴克碼）—1FH,，35H；

1字節(jié)地址或命令,；

50字節(jié)數(shù)據(jù),。

上述57字節(jié)組成一幀，每?jī)蓭g間隔為8.25ms,。

3 硬件設(shè)計(jì)

單片機(jī)PCI16C73與CC1000的連接如圖2所示,。

    單片機(jī)通過對(duì)3-wire串行設(shè)置接口（PDATA，PCLK和PALE）編程,，使CC1000處在不同工作模式下,。為實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)回讀，PDATA必須使能雙向引腳,，另一個(gè)雙向引腳被用來實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)（DIO）的發(fā)送和接收,。提供數(shù)據(jù)定位的位置寄存器,，完全設(shè)置CC1000需要發(fā)送29個(gè)16位的數(shù)據(jù)幀（7位地址位、1位讀/寫位和8位數(shù)據(jù)位）,。

    在每個(gè)寫循環(huán)中,，編程數(shù)據(jù)PDATA線上都發(fā)送16位數(shù)據(jù)，每個(gè)數(shù)據(jù)幀中前7位為地址位,，下一位是讀/寫位（高電平寫,，低電平讀）,，后8位是數(shù)據(jù),。在地址和讀/寫位傳送過程中，程序地址鎖存器使能PALE線必須保持低電平,，然后傳送8位數(shù)據(jù)位,。PDATA上的數(shù)據(jù)同步在編程時(shí)鐘PCLK的負(fù)沿完成。當(dāng)D0,，即8位數(shù)據(jù)位的最后一位已經(jīng)載入時(shí),，數(shù)據(jù)就會(huì)被載入內(nèi)部設(shè)置寄存器，時(shí)序如圖3所示,。

    這些設(shè)置寄存器也可被單片機(jī)通過同樣的設(shè)置接口讀取,。7位地址首先被發(fā)送，然后讀/寫位被置為低來,，開始數(shù)據(jù)回讀,，時(shí)序如圖4所示。    4.2 初始化    緩存管理的目的是使用者能夠清楚地知道當(dāng)前存儲(chǔ)數(shù)據(jù)和發(fā)送數(shù)據(jù)的進(jìn)程,。具體實(shí)現(xiàn)方法是在PIC16C73通用寄存器里開辟一個(gè)數(shù)據(jù)緩存區(qū),，由50個(gè)寄存器組成，同時(shí)自定義收發(fā)數(shù)據(jù)計(jì)數(shù)器RX_IF0和TX_IF0.RX_IF0是接收數(shù)據(jù)計(jì)數(shù)器,，其中存放的值表示PIC16C73接收到第幾個(gè)數(shù)據(jù),，每接收到一個(gè)數(shù)據(jù)，就將RX_IF0加1,，同時(shí)寄存器地址加1,，以便接收下一個(gè)數(shù)據(jù)。當(dāng)RX_IF0的值等于50時(shí)表示接收完一幀數(shù)據(jù),。TX_IF0是發(fā)送數(shù)據(jù)計(jì)數(shù)器,，其中存在的值表示PIC16C73向CC1000發(fā)送了幾個(gè)數(shù)據(jù)，PIC每發(fā)送完一個(gè)數(shù)據(jù),，就把TX_IF0加1,。同時(shí)寄存器地址加1，以便發(fā)送下一個(gè)數(shù)據(jù),。TX_IF0等于50時(shí),，表示已發(fā)送完一幀數(shù)據(jù),。中斷服務(wù)子程序流程如圖7所示。

4 軟件設(shè)計(jì)

4.1 總體流程圖

軟件采用模塊化程序設(shè)計(jì)方法,，圖5是總體流程,。

初始化是一項(xiàng)十分重要的工作，需要分別對(duì)PIC16C73和CC1000兩個(gè)芯片進(jìn)行初始化,。由于本設(shè)計(jì)中要完成PC機(jī)與PIC之間的異步通信和PIC的模/數(shù)據(jù)換功能,，所以除了PIC16C73的各個(gè)PORT端口外，還應(yīng)對(duì)串行通信接口SCI部件和A/D轉(zhuǎn)換部件等進(jìn)行初始化,。在單片機(jī)初始化完成后,，通過它對(duì)CC1000進(jìn)行初始化，使其工作在發(fā)射模式,，其流程如圖6所示,。

4.3 中斷服務(wù)子程序設(shè)計(jì)

PIC16C73有多達(dá)11種中斷源，本設(shè)計(jì)使用了其中的SCI異步接收中斷和A/D轉(zhuǎn)換完成中斷,。初始化工作完成后,，當(dāng)單片機(jī)通過SCI接收完一字節(jié)數(shù)據(jù)后就會(huì)產(chǎn)生SCI接收中斷，另外,，當(dāng)單片機(jī)完成一次A/D后也會(huì)產(chǎn)生中斷,。在產(chǎn)品中斷后，程序即進(jìn)入中斷服務(wù)子程序,，要完成數(shù)據(jù)的緩存,、緩存管理及組幀、數(shù)據(jù)傳送工作,。

編寫的程序經(jīng)過調(diào)試,，通過編譯生成機(jī)器碼，將其寫入PIC,，再將PIC嵌入發(fā)射機(jī)電路,，連接正確后，經(jīng)過調(diào)試達(dá)到了無線發(fā)射機(jī)的功效,。