無線開發(fā)433mhz模塊cc1020系列rf1020

1、FytooTechCC1020 模塊開發(fā)指南V3.2無線應用，無限！杭州飛拓電子科技2009 年 12 月 28 日Fytoo Tech一、模塊介紹RF1020 模塊(不含天線尺寸：37mm* 24mm板厚：1mm)RF1020 模塊特性：(1)頻率范圍為 402 MHz -470MHz 工作(2)高靈敏度（對 12.5kHz 信道可達-118dBm）(3)可編程輸出功率，最大 10dBm(4)低電流消耗（RX:19.9mA）(5)低壓供電（2.3V 到 3.6V）(6)數(shù)據(jù)率最高可以達到 153.6Kbaud(7)SPI 接口配置寄存器(8)標準 DIP 間距接口，便于應用(9)配套無線開發(fā)

2、板支持，幫助您更快應用本模塊(10) 作為微功率無線數(shù)傳模塊，直線通信距離可達 600 米左右Fytoo Tech二、接口電路VCCRFCC1020PSEL1357911132468101214PDIPCLKNCPDONCDCLKNCDIONCLOCKHeader 7X2引腳說明：管腳名稱管腳功能說明1VCC電源+3.3-3.6 DC2PSEL數(shù)字輸入SPI 接口使能端，低有效3PDI數(shù)字輸入SPI 輸入4PCLK數(shù)字輸入SPI 時鐘5NC無沒有使用6PDO數(shù)字輸出SPI 輸出7NC無沒有使用8DLCK數(shù)字輸出在接收或發(fā)送模式下的同步時鐘9NC無沒有使用10DIO輸入/輸出接收模式下的輸出和發(fā)

3、送模式下的輸入11NC無沒有使用Fytoo Tech說明：(1)VCC 腳接電壓范圍為 3 V3.6V 之間，不能在這個區(qū)間之外，超過 3.6V 將會燒毀模塊。電壓 3.3V 左右。(2)除電源 VCC 和接地端，其余腳都可以直接和普通的 5V 單片機IO口直接相連，無需電平轉換。當然對 3V 左右的單片機更加適用了。(3)硬件上面沒有 SPI 的單片機也可以控制本模塊，用普通單片 IO 口模擬 SPI 不需要單片機 SPI 模塊介入，只需添加代碼模擬SPI 時序即可。(4)13 腳、14 腳為接地腳,需要和母板的邏輯地連接起來。(5)排針間距為 100mil,標準 DIP 插針，如果需要其他

4、封裝接口，比如密腳插針，或者其他形式的接口，可以們定做。(6)與 51 系列單片機 P0 口連接時候，需要加 10K 的上拉電阻,與其余口連接不需要。(7)其他系列的單片機，如果是 5V 的，請參考該系列單片機 IO 口輸出電流大小，如果超過 10mA，需要串聯(lián)電阻分壓，否則容易燒毀模塊!如果是 3.3V 的，可以直接和 RF1020 模塊的 IO 口線連接。12LOCK數(shù)字輸出PLL 指示，低有效（可選）13GND電源地接地14GND電源地接地Fytoo Tech三、模塊引腳和電氣參數(shù)說明RF1020 模塊使用 TI 公司的 CC1020開發(fā)而成。 RF1020單片無線收發(fā)器工作在 402,

5、424, 426, 429, 433, 447,449, 469, 868and 915 MHz 的 ISM 和 SRD 頻段,完全集成的位同步器。具有很低的IF 特性，輸出的解調(diào)數(shù)據(jù)在 DIO 引腳產(chǎn)生，可以通過位同步時鐘 DCLK解調(diào)數(shù)據(jù)及發(fā)送模式下的數(shù)據(jù)輸出。數(shù)據(jù)包協(xié)議添加前導碼、同步字、地址信息和發(fā)送數(shù)據(jù)長度等?？梢院苋菀淄ㄟ^SPI 接口進行編程配置，電流消耗很低在為10dBm 時發(fā)射電流為 27.1mA,接收電流為 19.9mA.RF1020 模塊性能參考數(shù)據(jù)：參數(shù)數(shù)值最低工作電壓3.0V最大10dBm最大數(shù)據(jù)率153.6Kbaud功率-20dBm 時工作電流12.3/14.5mA接

6、收模式時工作電流19.9mA溫度范圍-40 to +85典型靈敏度-144dBmERDOWN 模式工作電流1.8uAFytoo Tech四、工作方式在采用電池的應用中為了滿足嚴格的功率消耗要求，CC1020 提供很大靈活性的功率管理。ER DOWN 模式通過 MAIN 寄存器控制。在MAIN 寄存器中有單獨的位控制 RX 部分、TX 部分、頻率器和晶體振蕩器。在每個應用中這個單獨控制可用來優(yōu)選最低可能電流消耗。為了流入上拉電阻的涓流電流，在功率下降模式期間 PSEL 必須為 3 態(tài)的，或設置為。4.1 RF1020 初始化流程：當模塊上電后，CC1020 寄存器需要重置（通過清空MAIN 寄存

7、器的 RESET 位）。所有待配置的寄存器必須接著被配置（與默認值不同的）。寄存器可以任何順序配置。然后 CC1020 必須在 RX 和TX 模式下校準。完成之后，CC1020 即可被使用。在模塊上電后：1）重置CC10202）初始化3）喚起CC1020 到RX4）校準5）喚起CC1020 到TX6）校準在校準完成之后，進入 TX 模式（設置 CC1020TX），RX模式（設置Fytoo TechCC1020RX）或ER DOWN 模式（設置CC1020PD）如下圖所示，最小功率消耗的一個典型上電和初始化順序電源關閉復位 CC1020喚起 CC1020到TX/RX設置 CC1020PDER D

8、OWN 模式CC1020 初始化順序MAIN:PD_MODE=1, FS_PD=1,XOSC_PD=1, BIAS_PD=1,PA_ER=00h校準 VCO 和 PLL 和器連續(xù)地打開晶體振蕩器，偏壓產(chǎn)生器和器設置所有必須的寄存器，除 MAIN 和RESET 外RESET_N=1復位CC1020:MAIN: RX_TX=0,F_REG=0, PD_MODE=1,FS_PD=1, XOSC_PD=1,BIAS_PD=1, RESET_N=0打開電源Fytoo Tech4.2 模式轉換流程：從ER DOWN 模式到RX：1）喚起CC1020 到RX2）設置CC1020RX從ER DOWN 模式到T

9、X：1）喚起CC1020 到TX2）設置CC1020TX從RX 到 TX 模式轉換：1）設置CC1020TX從TX 到 RX 模式轉換：1）設置CC1020RXFytoo Tech下圖為有效RX/TX 模式設置流程：Fytoo Tech數(shù)據(jù)包定義：五、配置RF1020 模塊CC1020 通過簡單的 4 線SPI 兼容接口（PDI,PDO,PCLK 和PSEL）完成。配置寄存器為 8 位，每一個寄存器的讀寫均通過一個 7 位地址位、1 位讀/寫位開始讀或寫操作。一個完整的配置要求的時間決定于 PCLK頻率。在 10MHz 的PCLK 頻率下，完整的配置在小于 53us 內(nèi)完成。在每個寫周期，16

10、 個比特在 PDI 線上傳輸。每個數(shù)據(jù)幀包含 7 比特（A6 :0）地址位、1 一個比特為 R/W 位（高為寫，低為讀）、然后 8個數(shù)據(jù)比特（D7 :0）被傳送。在地址和數(shù)據(jù)傳送期間，PSEL 必須保持為低。PDI 上的數(shù)據(jù)是在 PCLK 的上升沿完成所存，單片機在 PCLK的下降沿建立PDI 數(shù)據(jù)。在erDown 模式下，配置寄存器的內(nèi)容將保持不變。域名字 長格式前導碼（Preamble）4 bytes0 1 交替出現(xiàn)（0 x AA or 0 x 55）同步字段（SOF）4 bytes0 x D30 x91地址(Address)1 byte1-255數(shù)據(jù)長度（Length）1 byte1-2

11、55 有效數(shù)據(jù)長度數(shù)據(jù)Data Variable1-255接收到的有效數(shù)據(jù)Fytoo Tech配置寄存器寫操作：配置寄存器讀操作：Fytoo TechRF1020 配置寄存器：CC1020 配置由設置 8 位的寄存器來完成。配置數(shù)據(jù)的選擇基于系統(tǒng)參數(shù)，可容易地在 SmartRF Studio上得到。在 RESET 之后，所有寄存器置為默認值。TEST 寄存器不許由用戶更改。為了使模塊得到更好的性能，配置數(shù)據(jù)使用 SmartRF Studio獲得。寄存器概述：地址名稱描述00hMAIN主控制寄存器01hERFACE接口控制寄存器02hRESET數(shù)字模塊復位寄存器03hSEQUENCING自動加電

12、序列控制寄存器04hFREQ_2A頻率寄存器 2A05hFREQ 1A頻率寄存器 1A06hFREQ_0A頻率寄存器 0A07hCLOCK_A時鐘產(chǎn)生寄存器A08hFREQ 2B頻率寄存器 2B09hFREQ_1B頻率寄存器 1B0AhFREQ 0B頻率寄存器 0B0BhCLOCK_B時鐘產(chǎn)生寄存器B0ChVCOVCO 電流控制寄存器0DhMODEM調(diào)制控制寄存器0EhDEVIATIONTX 頻偏寄存器0FhAFC_CONTROLRX AFC 寄存器10hFILTER通道濾波/RSSI 控制寄存器11hVGA1VGA 控制寄存器 1Fytoo Tech12hVGA2VGA 控制寄存器 213h

13、VGA3VGA 控制寄存器 314hVGA4VGA 控制寄存器 415hLOCK鎖存控制寄存器16hFRONTEND前端偏流控制寄存器17hOG模擬模塊控制寄存器18hBUFF_SWINGLO 緩沖控制寄存器19hBUFF_CURRENTLO 緩沖和偏置控制寄存器1AhPLL_BWPLL 回路帶寬/負荷泵電流控制寄存器1BhCALIBRATEPLL 校準控制寄存器1ChPA_ER功率放大寄存器1DhMATCH匹配電容陣列控制寄存器，為RX/TX 匹配1EhPLO I/Q 相位誤差補償控制寄存器1FhPI/Q 混頻器增益誤差補償控制寄存器20hERDOWN掉電模式控制寄存器21hTEST1PLL

14、 校準測試寄存器22hTEST2PLL 校準測試寄存器23hTEST3PLL 校準測試寄存器24hTEST4負荷泵和 IF 鏈測試寄存器25hTEST5ADC 測試寄存器26hTEST6VGA 測試寄存器27hTEST7VGA 測試寄存器40hSUS狀態(tài)寄存器（PLL 鎖定、RSSI、校準就緒等）41hRESET_DONE數(shù)字模塊復位狀態(tài)寄存器Fytoo Tech42hRSSI接收信號強度指示寄存器43hAFCIF 平均接收頻率漂移寄存器（可AFC 使用）44hGAUSS_FILTER數(shù)字FM 解調(diào)器寄存器45hSUS1PLL 校準結果狀態(tài)（測試用）46hSUS2PLL 校準結果狀態(tài)（測試用）

15、47hSUS3PLL 校準結果狀態(tài)（測試用）48hSUS4ADC 信號狀態(tài)（測試用）49hSUS5通道濾波器信號I狀態(tài)（測試用）4AhSUS6通道濾波器信號Q狀態(tài)（測試用）4BhSUS7AGC 狀態(tài)（測試用）Fytoo TechFytooTech六、編程指南以下是 RF1020 的部分代碼，完整的測試代碼需要RF1020 模塊，將隨模塊測試代碼。SPI 讀寫函數(shù)：Fytoo Tech每次對CC1020 的讀寫操作都包含 7 位地址位（A6:A0）、1 位寫操作位（寫為高）、一字節(jié)數(shù)據(jù)，寫操作前必須先讓 PSEL 使能有效（低有效）。在 PCLK的上升沿，先發(fā)送地址MSB 位（A6）。/*函數(shù)功

16、能：寫一字節(jié)數(shù)據(jù)到CC1020參數(shù)：val：要寫入的數(shù)據(jù)出口參數(shù)：無備注： 無*/void WriteCC1020(char val)char BitCounter;for (BitCounter=8;BitCounter!=0;BitCounter-)PCLK_LOW;PDI_LOW;if(val&0 x80)PDI_HIGH;val=1;PCLK_HIGH;Fytoo TechPCLK_LOW;/*函數(shù)功能：寫CC1020 寄存器值參數(shù)：addr：寄存器地址data：寫入數(shù)據(jù)出口參數(shù)：無備注： 無*/void WriteToCC1020Register(char addr, char da

17、ta)PSEL_LOW;WriteCC1020(addr1)|0 x01);/寫數(shù)最低位是 1WriteCC1020(data);PSEL_HIGH;SPI 讀操作：PCLK 的上升沿，先發(fā)送讀寄存器的地址 MSB 位，地址發(fā)送結束后發(fā)送寫操作位（寫操作為低），之后在 PCLK 的下降沿把寄存器值所存到單片機。/*Fytoo Tech函數(shù)功能：讀cc1020 寄存器值參數(shù)：addr：寄存器地址出口參數(shù)：返回寄存器內(nèi)容備注： 無*/char ReadFromCC1020Register(charaddr)char BitCounter;char Byte;PSEL_LOW;/Send addre

18、ss bitsWriteCC1020(addr1);/CC1020 讀操作 發(fā)送 7Bit 地址 1Bit R/W 0-W，位移后最低位一定是 0。for(BitCounter=8;BitCounter!=0;BitCounter-)PCLK_HIGH;Byte=1;if(PDO_IN)Fytoo TechByte|=1;PCLK_LOW;PSEL_HIGH;return Byte;程序設計采用狀態(tài)機切換方式，主程序處理發(fā)送緩沖區(qū)數(shù)據(jù)及把從RF1020接收到接收緩沖區(qū)的數(shù)據(jù)通過 UART 發(fā)送到 PC 機顯示。當沒有按鍵觸發(fā)發(fā)送數(shù)據(jù)及接收緩沖區(qū)為空的時候狀態(tài)機處于IDLE_SE 狀態(tài)，模塊不斷

19、檢測數(shù)據(jù)包前導碼，如果檢測到正確的前導碼及一字節(jié)同步字，狀態(tài)切換到RX_SE 接收同步字、地址、數(shù)據(jù)包長度、數(shù)據(jù)。如果有按鍵觸發(fā)，主程序初始化發(fā)送緩沖區(qū)數(shù)據(jù)包長度及裝載發(fā)送數(shù)據(jù)，切換到 TX_SE 發(fā)送數(shù)據(jù)包數(shù)據(jù)，先發(fā)送前導碼。數(shù)據(jù)包協(xié)議：字長格式前導碼（Preamble）4 bytes0 1 交替出現(xiàn)（0 x AA or 0 x 55）同步字段（SOF）4 bytes0 x D3 0 x91Fytoo Tech狀態(tài)圖：接收到有效發(fā)送完成前導碼同步字RX_SEIDLE_SETX_SE接完成有按鍵觸發(fā)或接收錯誤緩沖區(qū)有數(shù)據(jù)狀態(tài)函數(shù)：/*函數(shù)功能：狀態(tài)地址(Address)1 byte1-255數(shù)

20、據(jù)長度（Length）1 byte1-255 有效數(shù)據(jù)長度數(shù)據(jù)Data Variable1-255接收到的有效數(shù)據(jù)Fytoo Tech參數(shù)：無出口參數(shù)：無備注：空閑狀態(tài)下CC1020 為接收模式，通過中斷查詢前導碼*/void ChangeSe(void)switch(NextSe)/下一個狀態(tài)case RX_SE:/下一狀態(tài)為接收if(Se=TX_SE)/當前為發(fā)送/* MSP430 calls */TI_CC_DCLK_PxIES &= DCLK;/on raisingedgeTI_CC_DIO_PxDIR&=DIO;/SetDIOasinputSetupCC1020RX(RXOG,PA_

21、ER);/發(fā)送到接收模式切換Se=RX_SE;/接收狀態(tài)BitCounter=0;/位計數(shù)器清零Fytoo TechByteCounter=0;/字計數(shù)器清零break;case TX_SE:/下一個狀態(tài)為發(fā)送狀態(tài)if(Se!=TX_SE)/當前不是發(fā)送狀態(tài)TI_CC_DCLK_PxIES |=DCLK;/on falling edgeTI_CC_DIO_PxDIR |=DIO;/ Set DIO as outputSetupCC1020TX(TXOG, PA_ER);/從接收到發(fā)送切換Se=TX_SE;/狀態(tài)為發(fā)送BytesToSend=TXBufferIndex; / Number of

22、bytes to send發(fā)送字節(jié)數(shù)包含 Preable 和HeaderTXBuffreambleLength+3=BytesToSend-HEADER_SIZE-PreambleLength;/裝載數(shù)據(jù)長度Fytoo TechLastDataBit = FALSE;/標志清零TXBufferIndex=0;/發(fā)送索引清零BitCounter=0;/位計數(shù)器清零ShiftReg=TXBufferTXBufferIndex+;/裝載發(fā)送數(shù)據(jù)裝載第一個發(fā)送數(shù)據(jù)prfch(ShiftReg);/break;case IDLE_SE: /下一狀態(tài)為空閑if(Se=TX_SE)/當前狀態(tài)為發(fā)送TI_CC

23、_DCLK_PxIES&=DCLK; /onraising edgeTI_CC_DIO_PxDIR&=DIO; / Set DIOas inputSetupCC1020RX(RXOG, PA_ER);/從發(fā)送到接收切換Se=IDLE_SE;/當前狀態(tài)為空閑/空閑狀態(tài)初始化發(fā)送緩沖區(qū)下標Fytoo TechTXBufferIndex=HEADER_SIZE+PreambleLength;PreambleCount=0;PreambleError=0;PreambleFound=FALSE; / Preamble 頭標志清零UI1Found=FALSE;/ UI1 標志清零break;RF1020

24、 模塊通信：RF1020 和單片機的通信采用中斷方式，在 DLCK 產(chǎn)生的中斷函數(shù)中通過DIO完成通信。定義了一個字節(jié)的移位寄存器共用體：/ Union for shifting bits in or out of the CC1020unionchar ShiftReg;/發(fā)送，接收字節(jié)struct unsignedcharShiftRegLSB :1;unsignedchar:1;unsignedchar:1;Fytoo Techunsignedchar:1;unsignedchar:1;unsignedchar:1;unsignedchar:1;unsignedcharShiftRegM

25、SB:1;中斷接收及發(fā)送函數(shù)：/*函數(shù)功能：CC1020 收發(fā)數(shù)據(jù)中斷處理參數(shù)：無出口參數(shù)：無備注： 空閑狀態(tài)下先接收前導碼*/#pragma vector=PORT1_VECTORerrupt void PORT1_ISR(void)/ This function must execute as fast assible./ Therefore, as much prosing assible is leftFytoo Tech/ to the main program.switch(Se)caseTX_SE:/Write dao CC1020/DIO=ShiftRegMSB;if (Shi

26、ftRegMSB)/MCU發(fā)送數(shù)據(jù)到CC1020TI_CC_DIO_PxOUT|=DIO;elseTI_CC_DIO_PxOUT&= DIO;ShiftReg=ShiftRegRFPACKET_EXTEN)/ 發(fā) 送 最 后RFPACKET_EXTENbit 位 保持輸出功率BitCounter= 0;Fytoo TechTXBufferIndex = 0;LastDataBit = FALSE;NextSe=IDLE_SE;break;else/ Else (notlast databit)else/ Load new TX dataand monitor endofpacket:/裝載新的

27、發(fā)送數(shù)據(jù) 并檢測是不是最后一個數(shù)據(jù)if(BitCounter=1)if(TXBufferIndexBytesToSend)/是否發(fā)完最后一個發(fā)送數(shù)據(jù)BitCounter =0;LastDataBit=TRUE;/最后字節(jié)數(shù)據(jù)標志ShiftReg=0 x00;Fytoo Tech/發(fā)送完數(shù)據(jù) 發(fā)送 0 x00 作為結束標志/發(fā)完一個字節(jié)if(BitCounter=8)BitCounter=0;ShiftReg=TXBufferTXBufferIndex+;break;case RX_SE:/ Read data from CC1020ShiftReg=ShiftReg1);/ Low-side

28、LO(DIO not inverted)/移位到最后一位BitCounter+;Fytoo Tech/ If received 8bits=1byteif(BitCounter=8)/接收到一個字節(jié)BitCounter=0;/ Pros received RF data:switch(ByteCounter)/ Byte-0 = SOF part 1:case 0 :if(ShiftReg!=UI2) /UI2 接收不正確回到空閑狀態(tài)NextSe=IDLE_SE;break;/Byte-1= address:case1 :/接收到地址字節(jié)/Addressing not implementedb

29、reak;/ Byte-2 = packet length/size:Fytoo Techcase 2 : /數(shù)據(jù)包長度BytesToReceive=ShiftReg; /為長度減 1if(BytesToReceiveTX_BUFFER_SIZE)/接收到的數(shù)據(jù)長度大于 緩沖區(qū)長度BytesToReceive=0;break;/ Rest of the packetis data, storeithe receivebufferdefault :RXBufferRXBufferWriteIndex=ShiftReg;/ 存入緩沖區(qū)/RXBufferWriteIndex=(RXBufferWri

30、teIndex+1)%RX_BUFFER_SIZE;RXBufferWriteIndex+;RXBufferWriteIndex&=0 x3F;break;if(ByteCounter=BytesToReceive+2)/如果接收數(shù)據(jù)包Fytoo Tech完成 /NextSe=IDLE_SE; /轉到空閑狀態(tài)ByteCounter+;break;case IDLE_SE: / Read data from CC1020ShiftReg=ShiftReg1);/讀DIO P2.4BitCounter+;/ If preamble found, lookfor Start Of Frame (SO

31、F)if(PreambleFound)/前導標志置 1受到有效前導/ Ifunique identifier found, enterRX modeif(ShiftReg=UI1)/UI1 被找到Fytoo Tech/ Initialise RX prosing se directly:/ Avoid latency with background scheduler.BitCounter=0;/ByteCounter=0;Se = RX_SE;/收到一個則進入接收狀態(tài)NextSe=RX_SE;/ Else if we arestill receiving preamble, do nothi

32、ng /沒有正確收到 UI1elseif(ShiftReg=VALID_PREAMBLE_BYTE_1)|(ShiftReg=VALID_PREAMBLE_BYTE_2) /如果仍然在收到前導 什么都不做/ Else if we are not receiving a correct preamble, declare an errorelse if(PreambleError=0)/否則前導錯誤PreambleError+;/前導錯誤變量加 1else/ If preamble error found, increase the error counter regardlessFytoo T

33、echof bits readif(PreambleError0)/前導錯誤變量加 1PreambleError+;/Once an error condition has occurred, a correct SOF must be found/within 9 bits (error counter is initially incrementedby2),otherwise/ we abort and startlooking for preamble againif(PreambleError10)/如果大于 10PreambleFound=FALSE;/前導錯誤標志 復位/ Else (p