Si4432无线收发系统方案设计.doc

Si4432无线收发系统方案设计
无线收发系统框图如下：
Msp430f1611
控制模块
串口通信max232
USB
供电系统
发送模块Si4432
2.4寸液晶
显示模块
30MHz晶振
8MHz晶振

图1：无线收发发送模块

图1：无线收发接收模块
Msp430f1611
控制模块
串口通信max232
USB
供电系统
接收模块Si4432
2.4寸液晶
显示模块
30MHz晶振
8MHz晶振

无线收发芯片Si4432和msp430f1611单片机的无线射频收发系统。该系统由发送模块和接收模块组成。发送模块主要将要发送的数据经msp430f1611处理后，通过Si4432发送出去；在接收模块中，Si4432则将数据正确接收后通过液晶显示出来，从而实现短距离的无线通信。该系统实现了低功耗、小体积、高灵敏度条件下的高质量无线数据传输。发送模块中的msp430f1611将数据传送给Si4432进行编码处理，并以特定的格式经天线发送给接收模块。接收模块对接收到的射频信号放大、解调之后，再将数据送给主控制器msp430f1611进行相应的处理，如送液晶显示等。系统提供了液晶人机交互界面，还留有RS232接口可以实现与PC机通信。
1无线收发芯片Si4432Si4432芯片是SiliconLabs公司推出的一款高集成度、低功耗、多频段的EZRadioPRO系列无线收发芯片。其工作电压为1．9～3．6V，20引脚QFN封装(4mm×4mm)，可工作在315／433／868／915MHz四个频段；内部集成分集式天线、功率放大器、唤醒定时器、数字调制解调器、64字节的发送和接收数据FIFO，以及可配置的GPIO等。Si4432在使用时所需的外部元件很少，1个30MHz的晶振、几个电容和电感就可组成一个高可靠性的收发系统，设计简单，且成本低。Si4432的接收灵敏度达到-117dB，可提供极佳的链路质量，在扩大传输范围的同时将功耗降至最低；最小滤波带宽达8kHz，具有极佳的频道选择性；在240～960MHz频段内，不加功率放大器时的最大输出功率就可达+20dBm，设计良好时收发距离最远可达2km。Si4432可适用于无线数据通信、无线遥控系统、小型无线网络、小型无线数据终端、无线抄表、门禁系统、无线遥感监测、水文气象监控、机器人控制、无线RS485／RS232数据通信等诸多领域。
2控制芯片msp430f1611
强大的处理能力MSP430系列单片机是一个16位的单片机，采用了精简指令集（RISC）结构，具有丰富的寻址方式（7种源操作数寻址、4种目的操作数寻址）、简洁的27条内核指令以及大量的模拟指令；大量的寄存器以及片内数据存储器都可参加多种运算；还有高效的查表处理指令；有较高的处理速度，在8MHz晶体驱动下指令周期为125ns。这些特点保证了可编制出高效率的源程序。
在运算速度方面，MSP430系列单片机能在8MHz晶体的驱动下，实现125ns的指令周期。16位的数据宽度、125ns的指令周期以及多功能的硬件乘法器（能实现乘加）相配合，能实现数字信号处理的某些算法（如FFT等）。
MSP430系列单片机的中断源较多，并且可以任意嵌套，使用时灵活方便。当系统处于省电的备用状态时，用中断请求将它唤醒只用6us。
超低功耗MSP430单片机之所以有超低的功耗，是因为其在降低芯片的电源电压及灵活而可控的运行时钟方面都有其独到之处。
首先，MSP430系列单片机的电源电压采用的是1.8~3.6V电压。因而可使其在1MHz的时钟条件下运行时，芯片的电流会在200~400uA左右，时钟关断模式的最低功耗只有0.1uA。
其次，独特的时钟系统设计。在MSP430系列中有两个不同的系统时钟系统：基本时钟系统和锁频环（FLL和FLL+）时钟系统或DCO数字振荡器时钟系统。有的使用一个晶体振荡器（32768Hz）,有的使用两个晶体振荡器）。由系统时钟系统产生CPU和各功能所需的时钟。并且这些时钟可以在指令的控制下，打开和关闭，从而实现对总体功耗的控制。
由于系统运行时打开的功能模块不同，即采用不同的工作模式，芯片的功耗有着显著的不同。在系统中共有一种活动模式（AM）和五种低功耗模式（LPM0~LPM4）。在等待方式下，耗电为0.7uA，在节电方式下，最低可达0.1uA。
系统工作稳定。上电复位后，首先由DCOCLK启动CPU，以保证程序从正确的位置开始执行，保证晶体振荡器有足够的起振及稳定时间。然后软件可设置适当的寄存器的控制位来确定最后的系统时钟频率。如果晶体振荡器在用做CPU时钟MCLK时发生故障，DCO会自动启动，以保证系统正常工作；如果程序跑飞，可用看门狗将其复位。
3系统硬件设计
（1）系统子电路：msp430及外围电路如下