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無線數據傳輸后端RFW—D100的原理與應用

摘要： RFW—D1OO是無線數據傳輸數字后端。它可為MCU和RFWl02／RFW302芯片組提供透明的并行同步接口和存儲器接口，以及適合執行無線通信協議的其他功能。文中介紹該芯片的組成、引腳功能和工作原理，給出實際電路及MCU編程時的注意事項。

關鍵詞： RF|微波 RFW 無線數據傳輸控制寄存器射頻波

Abstract：

Key words :

引言

短程RF通信是一種比較熱門的通信技術。支持該通信技術的標準很多，如lEEE802．11a、Hiperlan2、IEEE802．15．1(藍牙)、HomeRF和IEEE802．1]b(Wi—Fi)等，但總的來說，支持這些標準的器件不適合低端產品，功耗大、結構復雜、價格高。以色列RF Waves公司面向低端市場，推出的RFWl02芯片組和RFW302芯片組，符合FCC(美國聯邦通信委員會)和ETSI(歐洲電信標準協會)的技術規范，用于短程RF通信，取得了很好的效果。RF Waves公司還為這兩種芯片組提供了RFW—D1OO數字后端。筆者在以W78LE516單片機、RFWl02芯片組和RFW—D1OO數字后端為核心開發產品時，深感RFW—D100所起的巨大作用：降低了單片機程序的復雜性，節省了CPU能量和資源。

1 RFW—D100簡介

RFW—D100是為RFWl02／RFW302芯片組提供的

一個數字后端。它為MCU提供了一個并行接口，使之連到RFWl02。在RF應用中，MCU負責MAC層的協議。RFW—D1OO減少MCU處理MAC層協議的實時要求。使MCU通過一個并行口連接到RFWl02，類似于存儲器尋址，它將快速的串行輸入轉換成8位的字節，使8位的MCU更容易處理。此外，RFW—D1OO僅使用一個低速率的振蕩器，通過1個16字節的FIFO來緩沖輸入／輸出，使MCU與RFW—D100之間的尋址效率更高。MCU不是每次中斷讀／寫1個字節，而是每16個字節，相比于每字節的輸入都引起一個中斷。這樣就明顯減少了MCU在讀輸入字節時的開銷。當使用FIFO時，MCU為所有FIFO的字節所付出的開銷與沒有用FIFO時僅為1個字節付出的開銷是一樣的。

2 RFW—D1OO的結構、工作原理及功能

RFW-D100的結構圖如圖1所示。

RFW-D100的結構圖

振蕩器模組是RFW—D100的時鐘源，可以不用，直接用一個外部振蕩器去驅動RFW—DlOO。RFW—D100有三種模式：掉電模式、空閑模式和工作模式。前兩種模式可使芯片處于低功耗狀態，節省系統能量。由于在進入前兩種模式前，保存了所有寄存器中的值，所以系統喚醒時間短。RFW—D100有一個預相關器，在數據進行收／發時，RFW—D1OO首先檢測／發送一個預同步頭，目的是啟動接收端的RFWl02，以使接收端同步。RFW—D100為維持系統的靈敏性，在進行數據收發時，當連“O”符號太多時，在傳送端會在數據流中自動加一個“1”符號；而在接收端，RFW一D100會將這個“l”符號自動拿走。RFWD1OO能夠根據設置，自動在要發送的每一信息包中加上附加的CRC信息，在接收端也會自動計算CRC信息，進行CRC校驗，降低MCU的負擔，提高數據的可靠性。當有信息包要收發時，WDT通信看門狗可以在任何時候，將MCU從省電模式下喚醒。RFW一D100設置了16字節的接收／發送緩沖區，理論上能使MCU每128μs讀／寫數據，而不是串行情況下的1 μs或在有串并轉換的情況下的8 μs；RFW—D100的運作以處理各種中斷事件為核心，開發人員可以根據情況靈活地啟動／關閉中斷，以適應各種環境。RFW一D100提供了網絡ID濾波器和節點ID濾波器，根據網絡地址和節點地址過濾輸人信息，從而區別不同網絡和不同節點問的信息。RFW-D100中使用兩種技術以取得較強的載波偵聽能力；①內部比較器RSSI(無線信號強度指示)，使RFW—D100可以鑒別任何強度的、有可能阻塞其自身的傳送；②射頻波網絡偵聽算法，使RFW—D100避免與其本身網絡或同一區域不同網絡站點的射頻波的沖突。RFW—D100的引腳功能如表1所列。

RFW

3應用

用RFWl02芯片組和RFW一D100開發一套點對多點的無線收發系統。上位機采用W78LE516，通過USB總線與PC相連，通過RFW一D100與RFWl02芯片組連接進行無線數據收發；下位機采用MSP4130F133，通過RFW—D100與RFWl02芯片組連接進行無線數據收發。開發過程發現，目前與RFW—D100、RFWl02芯片組相關的文獻中所提供的電路，基本上都是參照產品的數據手冊，參考價值有限。這里，提供一種上位機無線收發部分的硬件電路，如圖2所示。

線收發部分的硬件電路