万方数据技酬周广荣到佳夏志忠圊66翻GITCW2008∞大连海事大学信息工程学院蠢■墨一霾一计一术设．【摘要】33单片机和RFW模块的【关键词】随着信息技术的不断发展，人们对通信技术的需求越来越强，摆脱有线网络的束缚实现无线通信始终是大家关心的问题。本设计主要实现短距离无线数据通信，由发送终端和接收终端组成。无线数据的收发是通过串口来实现．发送终端和接收终端的硬件设计是一样的．只不过是在固件编程时有所不同。系统实现框图如图1所示。图1系统实现框图采用的处理器MCU为MSP430F133，它是一种超低功耗的混合信号控制器，具有16位RISC结构，CPU中的16个寄存器和常数产生器使MSP430能达到最高的代码效率。单片机通过采用不同的时钟源工作，可以使器件满足不同功耗要求．适当选择时钟源，可以让器件的功耗达到最小。外设资源丰富。支持汇编和C语言。此次开发利用的是IAR公司提供的EmbeddedWorkbench集成开发环境。RFW模块是由以色列RFWaves公司开发的。RFWl02是一个可靠而耐用的短距离射频收发器芯片组。它是一个物理层射频收发器．工作在2．4GHz，包含一个印在印制板上的天线．无需外部天线。工作电压很宽(2．7-3．6V)．适合不同的电池供电；功耗低：待机电流仅1uA．唤醒时间20p．s。模块提供—个扩频脉冲管作通信用．速率达到11Ⅶo／s。有效室内距离可达25米．在射频前端增加～个功率放大器可将有效范围扩展到100米。RFWl02芯片组包括RFW24．RFW488C和RFW488R三个芯片。RFW24完成所有时序、放大．切换、发送和接收功能：RFW488C是一个完全非差分无源器件．是DSSS(直接序列扩频技术)扩频和去扩频的基本单元．实现4引脚声表面波(SAWj相关器：RFW488R是单端口SAW谐振器．谐振频率为488MHz．可作为系统的CW谐振源。RF、阢D100是对RFW-102的补充．使得能够在MCU本文主要介绍基于MSP430F短距离无线数据通信．重点说明了RFW模块的RFW．00和RFWl02的特点和实际应用．文中给出了相关的硬件设计。无线数据通信的实现是基于CSMA协议．在固件编程有所体现。MSP430RFW．D100RFWl02CSMADll万方数据⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．OCWm_技术设计100可以缓解MCU处理MAC协议实时的要求。它在MCU2。06．oe敷字通信世界671．CSMA协议2．数据包结构介绍3．固件编程上实现无线通信协议。主要特点是提供输入输出缓存，对数据包地址进行滤波，循环冗余码校验．看门狗定时器，工作频率为6—24MHz．低功耗模式：后台处理和电源关闭模式，提供网络载波侦听，对它的发送和接收的时钟漂移进行补偿。提供中断。用于载波侦听机制的无线电信号增强指示器(RSSI，RadioIndicator)。在RFWaves的应用中，MCU主要负责MAC层协议。RFWD一和RFW一102提供了一个并行接口．它可以把快速连续输入的数据转为8bit字．这样就非常适合8bit的MCU进行处理．它采用16个字节的FIFO对输入的数据进行缓存．提高了MCU使用RFWD一100的效率。并不是～个中断读一个字节，每一个中断MCU可以读16个字节．这就减少了MCU处理数据的开销。无线数据通信的收发硬件设计是一样的。基于电路的复杂性，本文给出电路图的主要连线(见图2)。在硬件设计中，对McU提供双晶振系统，低频晶振32．768kHz为RS232接口提供频率支持，高频晶振8MHz为系统运行的主时钟，Pl口的8位为RFW—D100的8根数据线，P4．0-P4．4为RFW—D1005根地址线．P2口与P31：3部分管脚为RFW—D100的控制脚。由于MSP430系统无对外开放总线．故MSP430对RFW-D100的读写是通过模拟实现的。RFW—D100主要实现对数据的输入输出缓冲，其内部的寄存器标志着发送和接收时各种事件的发生。RFWl02主要完成对数据的无线发送和接收。局域网一般采用共同的介质(媒体)的方法．为此当多个站点同时要访问介质时．就要进行控制。CSMA(载波侦听多路访问}就是常用的一种方式。当网中站台要发送数据时，先检测是否有别的站台占用了传输媒体，方法是先进行载波侦听，如果发现介质空问，就立刻发送数据；否则就根据不同的策略退避重发。基于CSMA协议数据包结构见表l。表j数据包的结构(1)Preamble：RFW．D100发送PREAMBLE的目的是为了使接收机和发送相同步。20位长．高四位为111l，由RFW．D100自动产生．对RFWl02的接收段进行初始化。其他16位由PRE-L和PRE-H决定。发送顺序为从高到低。(2)Network：4个字节，指明数