系統(tǒng)軟件實現(xiàn)? - 數(shù)控燈光的短距離無線通信系統(tǒng)方案

　　3? 系統(tǒng)軟件實現(xiàn)

　　3.1 主要程序流程

　　系統(tǒng)上電后首先進行初始化配置，包括I／O端口輸入／輸出狀態(tài)配置、串口配置、SPI接口設置、CC1100寄存器配置，以及無線傳輸數(shù)據(jù)格式的配置，使系統(tǒng)處于正常工作狀態(tài)。此時主發(fā)射模塊等待DMX512總線數(shù)據(jù)的到來。一旦DMX512數(shù)據(jù)包起始標志出現(xiàn)，即打開單片機串口，等待串口接收中斷產(chǎn)生。中斷產(chǎn)生之后單片機緩存總線數(shù)據(jù)，激活CC1100，并向其發(fā)送FIFO中寫入發(fā)送數(shù)據(jù)，然后無線發(fā)送出去。

　　接收模塊的工作流程和發(fā)送模塊相反。在初始化完成之后，單片機設置好CC1100的FIFO寄存器，等待FIFO產(chǎn)生外部中斷。這里外部中斷被用作無線數(shù)據(jù)接收成功的標志。FIFO中斷產(chǎn)生后，單片機通過SPI總線緩存FIFO中的數(shù)據(jù)，并立刻通過串口模擬DMX512時序，恢復總線信號，完成信號的無線傳輸。發(fā)送和接收數(shù)據(jù)流程如圖4所示。

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　　3.2 自定義通信數(shù)據(jù)格式

　　雖然CC1100的傳輸數(shù)率比DMX512的時序速率要高，但畢竟CC1100的FIFO有限，不可能把一個DMX512數(shù)據(jù)包一次性全部發(fā)送出去，因此在主從端之問必須協(xié)商一種合適的數(shù)據(jù)通信格式。CC1100支持4種格式的數(shù)據(jù)包，分別是：定長（小于255字節(jié)）、變長（小于255字節(jié)）、無限長和有限長。完整的數(shù)據(jù)包包括前導碼、同步字、數(shù)據(jù)長度、地址、有效數(shù)據(jù)和CRC校驗。本系統(tǒng)采用有效數(shù)據(jù)為32字節(jié)的有限長格式，具體的數(shù)據(jù)格式如下：

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　　DMX512的數(shù)據(jù)包中包含有512路調(diào)光數(shù)據(jù)，而CC1100發(fā)送一次數(shù)據(jù)包只包含32個有效數(shù)據(jù)，因此在發(fā)送時要在CC11OO的地址碼段填入該次發(fā)送有效數(shù)據(jù)在總數(shù)據(jù)包中的序號，以保證接收端在接收的時候按順序重組成功。

　　3.3 拆解和重組DMX512總線數(shù)據(jù)

　　系統(tǒng)在對DMX512總線數(shù)據(jù)的拆解和重組過程中，都利用了單片機內(nèi)部的串口單元。但DMX512總線數(shù)據(jù)時序與單片機UART串口不完全相同，因此在使用的時候需要做如下修正。

　　主發(fā)射端對DMX512總線數(shù)據(jù)的拆解，需要先將串口端口（P3.1）配置為I／O口。當接收到DMX512的起始標志（即P3.1=0）時，開啟定時器0開始計數(shù)，88μs溢出中斷后準備接收數(shù)據(jù)。單片機確認M.a.B（MarkafterBreak）信號出現(xiàn)后，配置串口端口為普通串口，開始緩存數(shù)據(jù)幀。

　　從接收端在無數(shù)據(jù)傳輸時，要把串口端口配置為I／O口，并置為高電平。在接收完畢無線數(shù)據(jù)后，先將串口端口拉低，利用定時器延時超過88μs，完成起始標志（Break）信號的發(fā)送。然后配置串口端口為普通串口，按緩存的順序?qū)?shù)據(jù)發(fā)送到DMX512總線上。數(shù)據(jù)發(fā)送完成之后，還需要將串口端口還原為普通I／O，發(fā)送結(jié)束信號（小于1s的高電平），完成DMX512時序要求。

　　4? 總結(jié)

　　基于CC1100設計的DMX512燈光控制信號無線傳輸系統(tǒng)，具有成本低、外圍器件少、電路結(jié)構簡潔的特點。雖然CC11OO標稱空曠地發(fā)射距離可以達到200m，但在實際使用時，由于樓宇等建筑物的影響，有效的通信距離為30m左右。因此利用該系統(tǒng)能實現(xiàn)小范圍（如室內(nèi)環(huán)境）將DMX512有線傳輸轉(zhuǎn)變?yōu)闊o線傳輸。為了延長系統(tǒng)傳輸距離，可以考慮在射頻收發(fā)單元增加功放模塊，在保證燈光數(shù)據(jù)實時傳輸?shù)臈l件下，降低通信速率，提高系統(tǒng)傳輸?shù)姆€(wěn)定性。

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