本文主要是關(guān)于CC1000電路的相關(guān)介紹,并著重射頻CC1000電路連接圖進(jìn)行了詳盡的闡述。
CC1000是根據(jù)Chipcon公司的SmartRF技術(shù),在0.35μm CMOS 工藝下制造的一種理想的超高頻單片收發(fā)通信芯片。它的工作頻帶在315、868及915MHz,但CC1000很容易通過編程使其工作在300~1000MHz范圍內(nèi)。它具有低電壓(2.3~3.6V),極低的功耗,可編程輸出功率(-20~10dBm),高靈敏度(一般-109dBm),小尺寸(TSSOP-28封裝),集成了位同步器等特點。其FSK數(shù)傳可達(dá)72.8Kbps,具有250Hz步長可編程頻率能力,適用于跳頻協(xié)議;主要工作參數(shù)能通過串行總線接口編程改變,使用非常靈活。
三線串行數(shù)據(jù)口
CC1000 可通過簡單的三線串行接口(PDATA、 PCLK 和PALE) 進(jìn)行編程,有36個8位配置寄存器,每個由7位地址尋址。一個完整的CC1000配置,要求發(fā)送29個數(shù)據(jù)幀,每個16位(7個地址位,1個讀/寫位和8個數(shù)據(jù)位)。PCLK 頻率決定了完全配置所需的時間。在10MHz的PCLK頻率工作下,完成整個配置所需時間少于60μs。在低電位模式設(shè)置時,僅需發(fā)射一個幀,所需時間少于2μs。所有寄存器都可讀。在每次寫循環(huán)中,16位字節(jié)送入PDATA通道,每個數(shù)據(jù)幀中7個最重要的位(A6:0)是地址位,A6是MSB(最高位),首先被發(fā)送。下一個發(fā)送的位是讀/寫位(高電平寫,低電平讀),在傳輸?shù)刂泛妥x/寫位期間,PALE (編程地址鎖存使能)必須保持低電平,接著傳輸8 個數(shù)據(jù)位(D7: 0),如圖3所示。表1是對各參數(shù)的說明。PDATA 在PCLK 下降沿有效。當(dāng)8位數(shù)據(jù)位中的最后一個字節(jié)位D0 裝入后,整個數(shù)據(jù)字才被裝入內(nèi)部配置寄存器中。經(jīng)過低電位狀態(tài)下編程的配置信息才會有效,但是不能關(guān)閉電源。
微控制器通過相同的接口也能讀出配置寄存器。首先,發(fā)送7位地址位,然后讀/寫位設(shè)為低電平,用來初始化讀回的數(shù)據(jù)。接著,CC1000從尋址寄存器中返回數(shù)據(jù)。此時,PDATA 用作輸出口,在讀回數(shù)據(jù)期間(D7:0),微控制器必須把它設(shè)成三態(tài),或者在引腳開路時設(shè)為高電平。
CC1000采用鎖相環(huán)技術(shù),發(fā)射頻率是通過內(nèi)部的頻率合成器來配置的,可配置的范圍為300~1000MHz,適合應(yīng)用跳頻協(xié)議,一般可配出10或20個頻點,該芯片靈敏度為-109dBm,并可自動校準(zhǔn),可編程輸出功率為-20dBm~+10dBm,通信速率可達(dá)78.6Kbps。
CC1000的主要工作參數(shù)可由一個串行接口編程設(shè)定,使用非常方便并且具有靈活性。CC1000芯片的外圍元件較少,且對精度要求不高,并提供三種編碼方式與微控制器接口。所以CC1000與一個微控制器和少數(shù)幾個外接元件便可組成一個完整的RF收發(fā)系統(tǒng)。
上圖是CC1000的一個典型的應(yīng)用電路,調(diào)節(jié)元器件C1-C13 、L1-L3、R1的參數(shù)值可使
CC1000工作在不同工作頻率(300~1000MHz)。
微控制器可以通過CC1000的串行接口(PDATA、PAlE和PCLK)對CC1000進(jìn)行設(shè)置,通過CC1000的DIO完成數(shù)據(jù)的接收和發(fā)送。
圖1顯示了cc1000的簡化框圖。在接收模式下,可以將cc1000視為傳統(tǒng)的超外差接收機。射頻(RF)輸入信號由低噪聲放大器(LNA)放大并翻轉(zhuǎn)到混頻器中。中頻(IF)信號是通過將RF輸入信號混入混頻器而產(chǎn)生的。在中頻處理階段,在將信號發(fā)送到解調(diào)器之前,對信號進(jìn)行放大和濾波。可選的RSSI信號和IF信號也可以通過引腳混合RSSI/IF產(chǎn)生。解調(diào)后,CC1000從管腳DIO輸出解調(diào)后的數(shù)字信號,通過芯片上的PCLK提供的時鐘信號完成解調(diào)信號的同步。
在發(fā)送模式中,壓控振蕩器(VCO)的輸出信號直接饋送到功率放大器(PA)中。射頻輸出是由添加到DIO腳的數(shù)據(jù)控制的,稱為FSK。這種內(nèi)部T/R切換電路使得天線連接和匹配的設(shè)計更容易。它
由頻率合成器產(chǎn)生的本地振蕩器在接收狀態(tài)下被饋送到功率放大器。頻率合成器由晶體振蕩器(XOSC)、鑒相器(PD)、充電脈沖、VCO和分頻器(/R和/N)組成。外部晶體必須連接到XOSC引腳,只有外圍電感需要連接到VCO。(2)應(yīng)用電路
當(dāng)cc1000工作時,很少有外部組件。典型的應(yīng)用電路如圖2所示。在配置不同的cc1000傳輸頻率時,外圍組件的參數(shù)也不同。
表1 串行接口時序說明
微控制器還可以通過相同的接口讀出配置寄存器。首先,發(fā)送7位地址位,然后將讀/寫位設(shè)置為低電平以初始化讀取數(shù)據(jù)。接下來,cc1000從可尋址寄存器返回數(shù)據(jù)。此時,PDATA被用作輸出端口,并且微控制器必須在回讀(D7:0)期間將其設(shè)置為三個狀態(tài),或者在管腳打開時將其設(shè)置為高電平。讀取操作的時間如圖4所示。
與微控制器連接
微控制器使用3個輸出引腳用于接口(PDATA、PCLK、PALE),與PDATA相連的引腳必須是雙向引腳,用于發(fā)送和接收數(shù)據(jù)。提供數(shù)據(jù)計時的DCLK 應(yīng)與微控制器輸入端相連,其余引腳用來監(jiān)視LOCK 信號(在引腳CHP_OUT)。當(dāng)PLL 鎖定時,該信號為邏輯高電平。圖5為P87LPC762單片機與CC1000接口示意圖。
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