如何使用CC1100實(shí)現(xiàn)無(wú)線手持終端的設(shè)計(jì)

　　在布線繁雜、不方便或不允許布線的情況下，人們都希望能通過(guò)短距離無(wú)線通信方案來(lái)解決。常見(jiàn)的應(yīng)用有RFID、無(wú)線抄表、無(wú)線餐飲點(diǎn)菜系統(tǒng)、無(wú)線監(jiān)控等。隨著射頻通信技術(shù)和相關(guān)產(chǎn)品的日趨成熟以及人們生活水平和要求的不斷提高，餐飲行業(yè)的信息化建設(shè)方興未艾。餐館服務(wù)員手中的點(diǎn)菜器是餐飲點(diǎn)菜系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集部分，它與基站的通信是無(wú)線方式。本文介紹一種適用于中小餐館的普及型無(wú)線點(diǎn)菜手持終端設(shè)備（經(jīng)適當(dāng)改動(dòng)可用于其他領(lǐng)域），它采用高性能、低價(jià)位、低開(kāi)發(fā)成本的 C8051F340單片機(jī)作為MCU，以Chipcon公司新推出的一體化無(wú)線收發(fā)芯片CC1100為射頻收發(fā)器，工作在免許可證的 ISM（工業(yè)、科研及醫(yī)療）頻段的433MHz。

　　1 硬件設(shè)計(jì)

　　它主要由MCU控制單元（控制各可編程芯片、處理輸入和輸出信號(hào)）、射頻收發(fā)單元（射頻信號(hào)的調(diào)制與解調(diào)、發(fā)射與接收和對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行打包與解包等）、鍵盤與LCD顯示單元（信息的輸入和顯示）、存儲(chǔ)器單元（存放漢字庫(kù)和菜單數(shù)據(jù)庫(kù)）、UART和 USB接口單元（與PC機(jī)的通信、提供充電電源）、電源管理單元（為系統(tǒng)提供各種類型的電壓、充電、外接電源的切換等）等組成。

　　1.1 MCU單元

　　C8051F340 （以下簡(jiǎn)稱MCU）是一款具有全速USB功能的混合信號(hào)Flash微控制器，其內(nèi)置256kB+4KB的RAM和64KB的 Flash存儲(chǔ)器；精確校準(zhǔn) （0.25%）的12MHz內(nèi)部振蕩器（工作時(shí)外部不必接晶振），處理速度可達(dá)48MIPS；基于JTAG接口的非侵入式在系統(tǒng)調(diào)試接口等［1］。其功能和性能完全滿足設(shè)計(jì)要求。

　　1.2 射頻收發(fā)器單元

　　CC1100是Chipcon/TI公司力推的一款性價(jià)比“最高” 的射頻單片收發(fā)器芯片，它體積?。?0pins，QLP 4×4mm）、接收靈敏度高（-110dBm/1.2kbps）、速率可編程（1.2kb/s～500kb/s）、工作電壓低（1.8V～3.6V）、功耗低（15.4mA/433MHz/1.2kb/s，1.8μA的待機(jī)電流，待機(jī)模式下的啟動(dòng)時(shí)間僅為0.3ms）、在所有頻段輸出功率高達(dá)+ 10dBm、高效的SPI接口、數(shù)字RSSI（接收信號(hào)強(qiáng)度指示）輸出、無(wú)線喚醒（WOR）功能等。它的工作頻率為300MHz～1000MHz［2］。考慮到高頻干擾，該單元單獨(dú)做一塊PCB板，并用金屬罩對(duì)其進(jìn)行電磁屏蔽，通過(guò)一個(gè)7針的連接器與底板相連，如圖2所示。GDO0與MCU的P0.7相接，用于指示是否已完整地接收了一個(gè)數(shù)據(jù)包，它可作為MCU的外部中斷源信號(hào)。在缺省情況下，GDO0會(huì)輸出一個(gè)頻率為晶振頻率（192Hz）的方波，這可作為在調(diào)試時(shí)判斷CC1100是否正常工作的依據(jù)。SCLK（串行時(shí)鐘）、SO（串行輸出）、SI（串行輸入）、CSn（片選）分別與MCU的 P0.0、P0.1、P0.2和P0.6相接，實(shí)現(xiàn)MCU與CC1100的 SPI接口相連。MCU對(duì)CC1100的配置、控制和數(shù)據(jù)收發(fā)都通過(guò)該SPI接口進(jìn)行。在設(shè)計(jì)PCB時(shí)要讓晶振與芯片引腳盡量靠近，并用地線把時(shí)鐘區(qū)隔離開(kāi)，晶振外殼接地并固定，元件都使用SMT（表帖式）元件，以減少過(guò)孔和體積。 VCC為3.3V。 C4、C5、C6和L3、L4組成一個(gè)非平衡變壓器，用于在差分和單端RF（射頻）信號(hào)之間進(jìn)行變換，C1、C2、C3和L1、L2組成一個(gè)LC濾波器，它與非平衡變壓器一起實(shí)現(xiàn)與50Ω的天線相適配。電阻R1用于為CC1100的偏壓設(shè)置一個(gè)精準(zhǔn)的參考電流。DS1用于指示模塊上的電源是否正常。