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XL4432-D01模块设计指南1SI4432概述：Si4432主要有关闭模式，挂机模式，发射模式和接收模式组成。关闭状态下可以降低功耗，各模式切换必须先进入挂起状态再切换。其中的挂机模式，给SPI寄存器地址07h赋予不同的值，又分为五种不同的子模式。待机模式，睡眠模式，传感器模式，预备模式，调谐模式。上电复位后，或者芯片由掉电状态退出后将默认进入预备模式。Si4432数据传输方式主要有三种，FIFO模式，直接模式，和PN9模式。在FIFOMode下,使用片内的先入先出堆栈区来发送和接收数据。对FIFO的操作是通过SPI对07H寄存器的连续读或者写进行的。在FIFOMode下,Si4432自动退出发送或者接收状态,当相关的中断信号产生,并且自动处理字头和CRC校验码。在接收数据时,自动把字头和CRC校验码移去。在发送数据时,自动加上字头和CRC校验码。在直接收发模式下,Si4432如传统的射频收发器一样工作PN9模式，在这种模式下的Tx数据是内部产生使用伪随机(PN9序列)位发生器。这种模式的目的是用作测试模式不断观察调制频谱,而不必负载/提供数据。配置Si4432模块是通过SPI方式进行的,可配置为FIFO方式和直接方式,推荐Si4432工作于FIFO收发模式,这种工作模式下,系统的程序编制会更加简单,并且稳定性也会更高.。其中配置Si4432主要包括载波频率、调制方式、数据发送速率、CRC校验、前导码、同步字、数据头、地址等,具体可参考寄存器配置工具进行。Si4432的寄存器操作：Si4432共有128个寄存器(O一127)，它们控制芯片的工作和记录芯片的状态。可通过SPI对它们进行访问。SPI的it顺序是可配置的，其缺省配置(MSB在前)与MCU的顺序相同。命令格式为2字节结构：读／写标志(1bit，0—读，l一写)，寄存器地址(7bit)+待写数据(对于读操作，该值也必须有，只是可为任意值)。每次可以读写1／多(burst)个字节，它们是由时钟信号决定的，在读写一个字节后，如果时钟继续有效，那么，地址将会自动加1，接下来的操作将是对下一个寄存器的读写。只能在空闲状态下对寄存器进行初始化，否则，可能会出现意外的结果。为了提高传输信号的质量，增大发射距离，保证数据的传输，建议用曼彻斯特Manchester)编码、CRC校验和采用GFSK调制。状态机：在完成不同的功能时，芯片所处的状态是不同的。这些状态在满足一定的条件时可实现相互转移。关闭(shutdown)和空闲(idle)状态称为低功耗状态，而idle又可细分为5个不同的子状态，它们在低功耗下完成各种与无线数据收发无关的操作。发送(Tx)和接收(RX)状态称为激活状态，它们完成无线数据的收发。除了关闭状态外(只能通过MCU的I／O脚来设置)，其余状态都可以通过SPI接El进行设置和读取。可通过寄存器07h实现状态的切换，这种切换表现在两个方面：1)当设置其中的某一位时，状态立即发生切换；2)在完成收发任务后，决定返回到idle状态的哪一个子状态(在本系统中为休眠状态，即设置enwt=1)。可通过02h寄存器获取当前的状态。芯片的常态为idle，为了保证不漏收数据，可利用唤醒定时器来定时唤醒芯片进入融状态(此时要设置08h寄存器中的enldm位为l，并设置定时常数寄存器14h和19h中的值)，在确认没有数据／收完数据后再返回到原来的idle子状态。用普通51单片机IO口模拟SPI：SPI读操作函数：unsignedcharSPI_Read(void){unsignedchari,rxdata;rxdata=0x00;for(i=0;i8;i++){rxdata=rxdata1;SI4432_SCLK=0;if(SI4432_SDO==1)//读取最高位，保存至最末尾，通过左移位完成整个字节{rxdata|=0x01;}delay_10us(2);SI4432_SCLK=1;delay_10us(2);}returnrxdata;}SPI写操作函数:voidSPI_Write(unsignedchartxdata){unsignedchari;for(i=0;i8;i++){SI4432_SCLK=0;if((txdata&0x80)==0x80)//总是发送最高位{SI4432_SDI=1;}else{SI4432_SDI=0;}txdata=txdata1;delay_10us(2);SI4432_SCLK=1;delay_10us(2);}}SI4432寄存器读操作函数:unsignedcharSI4432_ReadReg(unsignedcharaddr){unsignedcharvalue;SI4432_SEL=0;SPI_Write(addr|RR);value=SPI_Read();SI4432_SEL=1;returnvalue;}SI4432寄存器写操作函数:voidSI4432_WriteReg(unsignedcharaddr,unsignedcharvalue){SI4432_SEL=0;SPI_Write(addr|WR);SPI_Write(value);SI4432_SEL=1;}程序设计思路SI4432软件编程采用模块化设计思想，系统中各主要功能模块均编成独立的函数由主程序调用。功能模块包括：初始化程序(包括初始化单片机、SPI、Si4432)，无线发送程序，无线接收程序等。无线发送程序负责写入数据，并根据通信协议为数据加上前导码、同步字、数据长度及CRC校验字节，形成数据包将其发送出去；无线接收程序负责接收并检验数据包中的CRC字节，以确保接收到的数据的正确性。无线收发模块之间的通信是以数据包的形式发送的，本系统定义的数据包格式如下：其中，Preamble(前导码)是一连串的10101010，其数量为8n位，n的大小由用户编程决定。数据包在传输过程中会在每个包的前面加上可设置长度的前导码；接收端为了识别帧的到来，需要前导码进行帧同步，从而确定收发系统之间何时发送和接收数据。SyncWord(同步字)在前导码之后，要用设定好的同步字来作为同步模式的标志码。本系统设定的同步字为2个字节，同步字内容为0x2DD4，接收端在检测到同步字后才开始接收数据。PacketLength是数据载荷长度。PAYLOAD(有效数据)是用户所发送的数据。CRC(CRC校验和)由内置CRC校检。Si4432内部集成有调制／解调、编码／解码等功能，从而Preamble、Syncword、PacketLength和CRC都是硬件自动加上去的，用户只需设定数据包的组成结构和部分结构的具体内容(如前导码和同步字)。(1)初始化程序初始化程序包括单片机的初始化，SPI的初始化，以及Si4432的关于无线收发频率、工作模式、发射速率等内部寄存器的初始化配置。系统上电后，单片机处于默认状态，根据系统功能需求重新进行初始化配置。单片机的数字交叉开关允许将内部数字系统资源映射到端口I／O引脚，可通过设置交叉开关控制寄存器，将片内资源配置到具体的端口I／O引脚上。这一特性允许用户根据自己的特定应用选择通用端口I／O和所需数字资源的组合，提高了应用的灵活性。本系统中，主要配置了SPI通信的4线，液晶LCD的数据线接口、控制线接口和RS232串口数据输入／输出等。初始化SPI时，可以通过对SPI1CFG寄存器和SPI1CN寄存器的配置来选择具体使用规则。这里，选择主SPI，4线模式，时钟极性为低电平，在时钟上升沿时对数据采样；通过配置SPI1CKR寄存器，可将同步时钟频率设为晶振频率的1／4。上电之初，Si4432也处于默认状态，需要进行配置才能工作。Si4432有70多个寄存器需要配置，它们决定了Si4432的工作模式，具体配置可以参考Si4432的数据手册。Si4432的初始化是一个重要的部分，配置的恰当与否对系统最终的通信效果有很大的影响。主控制器单片机通过SPI配置Si4432的1ch、1dh等寄存器，写入相应的初始化RF控制字(主要是频率、传输速度、传输方式等)；通过配置33h、34h等寄存器来设置包的结构、前导码长度、同步字内容等。本系统采用同步传输模式，以0x2DD4作为同步模式的标志码，传输完同步字后才开始传输数据载荷。每次发送数据必须以同步字0x2DD4作为发送数据的同步标志，接收端在检测到同步字后才开始接收数据。(2)无线发送程序无线发送程序流程如图3所示。完成单片机、SPI和Si4432的初始化后，配置寄存器写入相应的初始化RF控制字。接下来，通过配置Si4432的寄存器3eh来设置包的长度，通过SPI连续写寄存器7fh，往TXFIFO里写入需要发送的数据。然后打开“发送完中断允许”标志，将其他中断都禁止。当有数据包发送完时，引脚nIRQ会被拉低以产生一个低电平从而通知单片机数据包已发送完毕。完成中断使能后，使能发送功能，数据开始发送。等待nIRQ引脚因中断产生而使电平拉低，当nIRQ引脚变为低时读取中断状态并拉高nIRQ，否则继续等待。如果数据发送成功，指示灯会变亮。一次数据发送成功后，进入下一次数据循环发送状态。(3)无线接收程序无线接收程序流程如图4所示。程序完成单片机、SPI接口和Si4432的初始化后，配置寄存器写入相应的初始化RF控制字。通过访问寄存器7fh从RXFIFO中读取接收到的数据。相应的控制字设置好之后，若引脚nIRQ变成低电平，则表示Si4432准备好接收数据。完成这些初始化配置后，通过寄存器4bh读取包长度信息。然后，打开“有效包中断”和“同步字检测中断”，将其他中断都禁止。引脚nIRQ用来检测是否有有效包被检测到，若引脚nIRQ变为低电平，则表示有有效的数据包被检测到。本系统用Ox2DD4作为同步模式的标志码，接收模块通过检测这个同步字来同步接收数据。最后，使能接收功能，数据开始接收。等待nIRQ引脚因中断产生而使电平拉低，读取中断标志位复位nIRQ引脚，使nIRQ恢复至初始的高电平状态以准备下一次中断触发的检测。通过SPI读取RXFIFO中的数据，将数据送至液晶显示，之后进入下一次数据接收状态。