来源：电子设计应用 作者：文俊峰 乔晓军 张文爱 冯登超

    摘 要：本文介绍了一种以c8051f310单片机为控制核心，基于无线收发芯片cc1020的通信模块。对其工作原理和工作方式进行了分析，给出了设计思路和硬件电路。并重点阐述了通信模块的实现过程。

    关键词：无线通信；cc1020；射频；c8051f310

    引言

    随着网络及通信技术的飞速发展，无线通信以其成本低廉、扩展性好、受地理条件限制较少、安装施工简便灵活等特点，在许多领域都有着广阔的应用前景。

    cc1020简介

    cc1020是一种理想的超高频单片收发器芯片。主要用于ism(工业、科研及医疗)频带和在426/429/433/868/915mhz频带的srd(short range device－近距离设备)中，也可经编程后用于频率为402mhz~470mhz和 804mhz~940mhz的多信道设备。cc1020主要的工作参数可通过串行总线接口编程，例如输出功率、频率及afc。

    在接收模式下，cc1020可看成是一个传统的超外差接收器。rf输入信号经低噪声放大器(lna和lna2)放大后，翻转经过积分器(i和q)产生中频if信号。在中频处理阶段，i/q信号经混合滤波、放大后经adc转化成数字信号。然后进行自动获取控制、信道滤波、解调和二进制同步化处理，在dio引脚输出数字解调数据，dclk引脚获取同步数字时钟数据。rssi为数字形式，并可通过窜行接口读出。rssi还可作为可编程的载波检测指示器。

    在发送模式下，合成的rf信号直接馈送到功率放大器pa。射频输出是fsk信号，此信号是由馈送到dio引脚的数字比特流通过fsk调制产生的。可使用一个高频滤波器来得到高斯频移键控gfsk。芯片内部的收/发开关电路使天线容易接入和匹配。

    硬件电路设计

    微控制器选型

    微控制器采用cygnal公司生产的c8051f310，该处理器具有与8051完全兼容的cip-51内核，是一款完全集成的混合信号isp型mcu芯片，带有模拟多路器的10位200ksps的25通道单端/差分adc，硬件实现的i2c、增强型uart及spi接口，flash存储器具有在系统重编程能力，可用于非易失性数据存储，并且允许现场更新8051固件。该型号单片机体积小、性能高，能够快速存取数据，也易于系统开发以及扩展，很适合本设计的需要。

    cc1020结构配置接口

    cc1020结构配置接口与微控制器的连接如图1所示。微控制器使用引脚p2.2~p2.5与cc1020的结构配置接口psel、pclk、pdi、pdo连接。pdo与微控制器的一个输入端连接。pdi、pclk和psel连接到微控制器的输出端。如果把pdi和pdo连接在一起，微控制器可以使用一个双向引脚端，则可节省微控制器的一个i/o端口。

    当结构配置接口不使用时，连接到psel、pclk、pdi和pdo引脚端的微控制器引脚可作他用。当psel引脚端无效(保持高电平)时(psel引脚端低电平有效)，pclk、pdi和pdo是高阻抗输入状态。psel有一个内部上拉电阻，在低功耗模式时必须断开(由微控制器三态控制)，或者设为高电平，以阻止电流流入上拉电阻。

    cc1020通过简单的四串行spi接口进行编程。有8位的结构配置寄存器。每一位寄存器的地址是7位，1位作为读/写位，初始化读或写的操作。cc1020一次完整的配置，要求发送33个数据帧，每帧16位(address 7位，r/w 1位，data 8位)。一次完整配置所需时间取决于pclk的频率。如果pclk频率为10mhz，完成一次完整配置的时间少于53ms。将cc1020设为低功耗模式，只需发送一帧数据，因此所需的时间不到2ms。所有的寄存器都是可读的。

    cc1020信号收发接口

    cc1020信号收发接口与微控制器的连接如图1所示。微控制器使用引脚p2.6和p3.4与cc1020的双向同步数据接口dio、dclk连接。

    图1 cc1020与微控制器的连接电路

    微控制器的一个双向引脚与cc1020的dio连接，用于数据的发射与接收(输入与输出)。dclk提供数据定时，必须连接到微控制器的一个输入端。

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