使用合适无线单片机设计工具就可以动手进行无线产品开发工作 作者 无线谷 一、电子工程师开发无线通讯产品面临的挑战 对较少接触高频设计的电子工程师而言，要快速完成一个具有无线通讯接口的系统开发/设计是一件具有挑战性的工作，这是因为： 1/高频系统工作在300MHZ –2.4GHZ 的高频频段，对线路板设计，元件选择要求更严格； 2/高频设计需要工作在GHZ 的无线测试设备，价格昂贵；而没有这样的设备，很难直观地观察系统工作状态； 3/微处理器和其他数字电路对高频电路的相互干扰； 4/无线通讯在空气中，容易被干扰，需要一系列软件处理，包括纠错，防止碰撞，通讯协议处理等等，而开发这些软件，需要大量时间和经验。 但是，射频SoC 单片机 (简称无线单片机)的出现，为不具备无线通讯经验和高频电路经验的电子工程师，提供了非常简单的解决方案。这是因为： 1/专门的设计，将全部的高频部分电路集成到了电路内部，从无线单片机到天线之间，只有简单的滤波电路，系统设计者完成不必进行任何高频电路设计； 2/采用特殊设计，使8051 的微处理器和高频线路间，实现完美的配合，数字电路对高频通讯的影响减低到最小； 3/设置了高频通讯的若干寄存器，将高频通讯的处理，简化为对寄存器的简单操作处理，即你只需要对这些寄存器进行操作，就可以轻松完成无线通讯功能。 综上所述，采用无线单片机进行无线通讯设计，是开发低成本、低功耗无线通讯应用系统的理想方案之一。但是，实际到动手开发以无线单片机的芯片为核心的应用系统，希望高效率地完成无线应用产品的设计开发工作，还必须有自己的无线开发工作平台。 下面就举例说明如何使用C51RF-2(详情请关注：www.wvrf.com)无线单片机开发系统，建立一个自己的无线产品开发平台，快速完成一个无线应用产品的开发工作。 二、需要的设备和必要条件 在无线开发先进的国家，例如美国，开发无线产品的实验室投资都非常巨大，动辄几十万美元，几百万美元也很常见，这是因为美国的高频工程师年薪很高，10 多万美元很常见，所以，需要提供较高水平的开发设备来缩短开发时间，减低开发成本，同时，无线开发所需要的高频设备，如高频示波器，频谱仪，高频信号发生器，都非常昂贵，还有专门的信号和无线协议分析仪等，价格更是“天价”;在国内，一般中小企业都很难有条件投资这样的实验室，更不用说是普通的电子工程师了； 但是随着技术的进步，特别是集成电路的发展，开发低成本无线芯片的厂家，采用片上系统的办法，对高频电路进行了大量集成，诞生了无线单片机这样的产品，使普通工程师可以通过很少的投资，在实现在自己家里建立一个属于自己的无线产品开发工作室，在家里从事无线产品的开发工作的梦想. 建立这个实验室需要的必须条件是： 1/一台PC 机，能运行WINDOWS 98，2000，XP，任何中文/英文板本，2-4G 以上的硬盘，普通光盘驱动器，一个串口，速度300MHZ 就可以工作；不必很新的电脑，一台旧电脑工作也没有问题。 2/一台C51RF-2 型或C51RF-1 型 无线单片机开发系统，(这是市面上可以买到的国内产品，通过www.wvrf.com 你可以立即买到现货)， 你需要将开发系统通过串口连接到你的电脑，同时，通过10 线仿真电缆连接到无线单片及目标板；并连接附代的直流电源。 3/ KEIL 7.0 以上C51 开发环境(网上可下载)。 4/一个万用表，当你完成连接后，你已经拥有了自己的无线产品开发平台，采用这个平台，你可以在家使用cc1010/NRF24E1/NRF9E5(如果你选择c51rf-2)开发许多带有无线功能的无线产品；你完全不用去考虑这是工作在300MHZ-2.4Ghz的高频产品，只要你会8051,你就可以在这个无线平台上，自由飞翔，开发你希望的无线产品；采用这个开发系统，你照样可以开发出国外在价值几十万的无线实验室里开发的，同样功能的高级无线通讯产品；当然，这只是一个基本的平台，如果你有条件，你可以选择下面的配备： 5/ Protel 99 等电路板设计软件，根据C51RF 开发系统通过的复制高频参考设计，容易的设计你自己的电路板。 6/一台示波器，观查微处理器的低频数字信号。 7/在最近的将来，会有很多为无线单片及配套的低价格无线测试仪器.无线协议分析仪器，满足你进一步的高级需要。 下面，让我们来看看如何使用深圳无线谷公司的C51RF-2(详情请关注：www.wvrf.com)，来开发你自己希望开发的无线产品。 三、使用无线开发平台 评估无线单片机芯片如果你计划开发一个无线传感器的产品，需要采用无线单片机来实现温度信号的采集，用每个无线单片机作为一个无线节点，每个节点工作在电池供电的状态，希望电池寿命为2-3 年，几十个无线节点间通过无线网络协议进行通讯，最后传输到PC 机中，进行分析处理(这个系统可以用于环境、工厂、农作物长期温度监控等应用)。 为了开始进行系统设计，你必须了解和选择确定哪种无线单片机适合，通过上网查询，目前无线单片机有许多种，但你希望选择我们熟悉的8051内核的单片机，因为我们熟悉keil 的C51，同时熟悉8051 的结构。8051 兼容的无线单片机目前全世界共有4 种，但主流的是chipcon 公司的cc1010, Nordic 公司的nRF24E1/nRF9E5。 通过查阅资料，你发现这三种无线单片机各有自己的特点，chipcon 公司的cc1010 有32k 存储器，三通道A/D 转换器，可以工作在300-1000mhz, 最小的功率消耗仅0.2uA；Nordic 的nRF24E1 工作在2.4GHZ，nRF9E5 工作在433MHZ 和868-930MHZ. 虽然Nordic 的无线单片机存储器较小，只有4K，但由于采用较好的电源管理方式和快速的SHOCKBURST 技术，且价格较cc1010 低一些。虽然，三种无线单片机都可以用在你的系统，但你没有亲自接触过这三种无线单片机，你不好简单下结论，你希望能对三种无线单片机进行测试， 由于你的开发系统，已经同时选购了cc1010/nRF24E1/nRF9E5 三种参考设计模块，所以你很方面进行这项工作。 你将cc1010 的参考设计模块通过10 线电缆连接，接通5VDC 电源，将开关设定到cc1010 位置，简单的按下无线单片机开发系统DB 键，便可以在KEIL 下下载厂家提供的评估测试软件，进行实际无线通讯，通讯距离测试。完成cc1010 测试后，你只需要更换连接到nRF24e1/nRF9E5 目标系统，切换开关，就可以快速开始对nRF24e1/nRF9E5 芯片评估测试。通过测试，你对三种无线单片机有了具体的认识，对其通讯距离，通讯速度，软件结构，功率消耗，外围接口等有了直接认识，考虑到你设计的无线网络通讯，需要较大的存储器来存储程序代码，而且chipcon 提供了两个无线通讯软件的C51 源代码库，同时已经提供了连接层的无线通讯协议C51源代码，方便你进行网络层软件设计，所以，你选择cc1010 来设计你的温度无线传感器网络。 四、采用开发系统设计温度无线传感器网络软件为了加快开发的速度 你直接采用C51RF-2(详情请关注：www.wvrf.com)提供的参考设计电路板，进行软件开发，cc1010 板上已经有温度传感器电路，同时，有电池连接接头可以直接连接电池供电；也有串口电路可以和PC 通讯。 天线 cc1010 10 芯5 芯UART0 接口 仿真接口 LED1 LED2 温度传感器 作为网络通讯的一种方案，你的系统每一个温度传感器节点，在随机的时间间隔里通过A/D 转换器得到对应的温度信息，并将温度信息广播出去，然后转入监听状态，如果收到其他节点的广播，也自动进行记录和转发，最后的信息汇集到连接PC 的节点，记录、显示所有节点的温度信息。开始你的软件开发，你并不需要 从头开始，你在keil 下，打开chipcon提供的样板工程文件，选择温度广播，你看到该样板工程文件已经包含了culLib/halLib 两个完整的无线通讯库文件(也提供了这两个库的源代码)，这两个库提供了所有无线通讯需要的功能，你的程序只要包括这样的语句： #include #include 你的软件就可以在这个库的高级的水平上开始即可，举例说明：你需要发送一个包，包括序言，通讯标志，地址，数据，CRC 效验等，你只需要下列两行语句，便全部完成了！ // Transmit the temperature sppSend(&TXI); do { /*nothing*/ } while (sppStatus() != SPP_IDLE_MODE); 你需要接收一个包，包括序言，通讯标志，地址，数据，CRC 效验等，你也只需要下列两行语句，便全部完成了！ // Receive the packet (if any) YLED = LED_ON; sppReceive(&RXI); do { /*nothing*/ } while