基于CC1100和P89LPC922微控制器实现无线传输测试系统的设计
引言
无线数据通信技术被越来越多地使用到嵌入式系统中，在简化布线的同时，也使数据交换变得更加便捷。本文介绍一种适用于远程计数无线传输的测试系统，该系统主要由德州仪器（ti）公司的cc1100射频收发器和飞利浦（philips）公司的微处理器p89lpc922构成。
1 硬件设计
（1）总体方案设计
本设计由1个主机和1～32台终端从机组成。从机通过内部传感器计数后将数据以无线方式传送给主机，主机负责整个系统的调度、显示、配置。
（2）微控制器p89lpc922
p89lpc922芯片具有8 kb flash程序存储器、1 kb可擦除扇区和64字节可擦除页，可擦除单个字节，指令执行时间只需2～4个时钟周期，指令执行速率6倍于标准80c51器件，有可配置的片内振荡器和 rc振荡器、增强型uart，具有波特率发生器及自动地址识别和通用的中断功能。
（3）射频芯片cc1100
cc1100的主要特点有：体积小（20引脚，qlp 4 mm×4 mm），工作频率为300～1000 mhz，接收灵敏度高（1．2 kb／s下110 dbm），数据传输率最大可达500 kb／s，功耗低（rx中15．6 ma，2．4 kb／s，433 mhz），在所有频段输出功率高达+10 dbm；spi接口，支持ask、ook、2-fsk、gf-sk和msk调制模式，具有无线唤醒（wor）功能等。
由于高频收发信号会对mcu部分产生干扰，所以无线通信部分应单独做1块pcb板，并外加屏蔽。p89lpc922和cc1100的连接如图1所示。
2 软件设计
（1）数据包格式
cc1100数据包格式包含以下几部分：前导、同步词汇、可控数据包长度、可选地址字节、有效载荷、可选的2字节crc。它支持恒定长度和可变长度数据包协议，其数据长度可达255字节，对于更长的数据包，必须使用无限长度数据包协议。本系统采用可变长度数据包格式。
（2）状态及寄存器设置
cc1100有一个内置的状态机，用来在不同的操作状态（模式）之间切换。状态的变化要么通过命令滤波，要么通过内部事件（如tx fifo下溢）改变。当前状态可从状态寄存器marcstate获得。cc1100的寄存器比较多，可根据需要配置，有一部分需由软件smartrf studio给出。
cc1100的3个数字输出引脚so（gdo1）、gdo0、gdo2也可以通过iocfgx寄存器配置成所需的功能接口。设计中，gdo0 iocfgo=ox06，引脚会在收发到同步词汇的时候置成高电平，当数据包传输结束时变成低电平。此外，当收发fifo溢出时也将变成低电平。 gdo2iocfg2=ox0b，引脚输出一连续时钟，可以用来检测cc1100是否工作。
（3）收发数据
cc1100上电后，需要依次对芯片进行复位、寄存器设置、功率设置等。收发数据可以通过gpo0引脚产生中断，然后依据不同的情况处理。程序如下：
3 通信协议
在大多数主从式结构通信中，一般主机和从机之间的通信都是采用查询方式进行，然而当从机数量较多时，效率并不高。因此，设计一种快速实用的通信模式就很有必要。时分多址（time division multiple access）是把时间分割成互不重叠的时段（帧），再将帧分割成互不重叠的时隙（信道），与用户具有一一对应关系；依据时隙区分来自不同地址的用户信号，从而完成多址连接。时分多址简称tdma。
根据上述定义，在设计中主机采用定时发送命令的方式，每个从机则分配1个时间段用于和主机通信。时间段的选择要根据从机的数量、同步的时间，以及通信速率来决定。具体约定如下：
主机定时向终端从机发送命令，命令中包含下次同步的时间以及其他所需信息，命令周期可以自行定义，这里命令周期为1 s。
从机接收到主机命令后首先同步自己的时钟，然后再做出相应的动作。
①对于无应答的命令，从机立刻进入休眠状态，只在下一个接收主机命令时刻到来之前，提前2 ms退出休眠。
②对于有应答的命令，从机则在接收到主机命令之后延时（n×30）ms应答主机，在没有应答之前，从机也先进入休眠，只是在应答时刻到来之前，提前2ms 醒来，准备应答。从机应答时间为1～25 ms，剩余的5 ms是为了把一个时间段和另一个时间段分开（即保护时间）。当应答结束后延时2 ms进入休眠。
③当从机未能和主机同步时，应开启cc1100电磁波激活功能，搜寻主机信息。
其中n为从机地址号，设置范围1～32，具体通信协议如图2所示。
结语
本文介绍的无线数据通信方案，适用于工业信号监控、无线仪器仪表测试、楼宇智能系统等，性价比高，所提出的通信协议具有较强的实时性、可靠性。现场工作表明，在计数测试系统中，距离100 m内未发生通信错误的情况，满足了测试要求。
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（2）微控制器p89lpc922
p89lpc922芯片具有8 kb flash程序存储器、1 kb可擦除扇区和64字节可擦除页，可擦除单个字节，指令执行时间只需2～4个时钟周期，指令执行速率6倍于标准80c51器件，有可配置的片内振荡器和 rc振荡器、增强型uart，具有波特率发生器及自动地址识别和通用的中断功能。
（3）射频芯片cc1100
cc1100的主要特点有：体积小（20引脚，qlp 4 mm×4 mm），工作频率为300～1000 mhz，接收灵敏度高（1．2 kb／s下110 dbm），数据传输率最大可达500 kb／s，功耗低（rx中15．6 ma，2．4 kb／s，433 mhz），在所有频段输出功率高达+10 dbm；spi接口，支持ask、ook、2-fsk、gf-sk和msk调制模式，具有无线唤醒（wor）功能等。
由于高频收发信号会对mcu部分产生干扰，所以无线通信部分应单独做1块pcb板，并外加屏蔽。p89lpc922和cc1100的连接如图1所示。
2 软件设计
（1）数据包格式
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（3）收发数据
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结语
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