MSP430平台下实现Si4432的收发数据
Si4432芯片是Silicon Labs公司推出集成度、低功耗、多频段的EZRadioPRO系列无线收发芯片。可以工作在433M免费频段。早期生产的V2版本的不太稳定，经过SI公司改进后，B1版本的性能比较稳定，最大功率可以到20dBm(100mw)，接收灵敏度可以到-121dbm，工作电压为1.9~3.6 V，20引脚QFN封装(4 mm×4 mm)，可工作在315/433/868/915 MHz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。因其发射功率大，接收灵敏度高，可以传输到上千米的距离，素有"穿墙王"之称。他与NRF905、CC1101无线模块相比，距离远好几倍，具有很高的性价比。
下面以MSP430为例，详细介绍其使用。
1、 初始化
Si4432对外以SPI接口形式实现互连，考虑到通用性，这里以软件模拟的方式实现读和写操作。
void SPI_Write(uint8 txdata)
{
uint8 i;
for (i = 0;i < 8;i++)
{
if (txdata&0x80) //总是发送最高位
{
RF4432_SDI_1;
}
else
{
RF4432_SDI_0;
}
RF4432_SCLK_1;
txdata = txdata<<1;
RF4432_SCLK_1;
}
}
SPI_Write(uint8 txdata)
{
uint8 i;
for (i = 0;i < 8;i++)
{
if (txdata&0x80) //总是发送最高位
{
RF4432_SDI_1;
}
else
{
RF4432_SDI_0;
}
RF4432_SCLK_1;
txdata = txdata<<1;
RF4432_SCLK_1;
}
}
RF4432_SDI_1、RF4432_SDI_0为宏定义，代表430输出高电平和低电平，连接至si4432芯片的14引脚(即SDI)。RF4432_SCLK_1、RF4432_SCLK_1连接至si4432芯片的15引脚(即SCLK)，每一次循环均将左移后的txdata高位发送至si4432。
uint8 SPI_Read(void)
{
uint8 i,rxdata;
rxdata = 0x00;
for (i = 0;i < 8;i++)
{
rxdata = rxdata<<1;
RF4432_SCLK_1;
if (RF4432_SDO_IN) //读取最高位，保存至最末尾，通过左移位完成整个字节
{
rxdata |= 0x01;
}
else
{
rxdata &= ~0x01;
}
delay_us(20);
RF4432_SCLK_0;
delay_us(20);
}
return rxdata;
}
RF4432_SDO_IN连接至si4432的13引脚(即SDO)，每一次循环从si4432读取一位数据，一个for循环实现读取一个字节的目的。
有了SPI_Write()和SPI_Read(),我们就可以实现430对si4432相应地址的寄存器的读写操作了。
uint8 RF4432_ReadReg(uint8 addr)
{
uint8 value;
RF4432_SEL_0;
SPI_Write(addr|RR);
value = SPI_Read();
RF4432_SEL_1;
return value;
}
void RF4432_WriteReg(uint8 addr, uint8 value)
{
RF4432_SEL_0;
SPI_Write(addr|WR);
SPI_Write(value);
RF4432_SEL_1;
}RF4432_SEL_0、RF4432_SEL_1连接至si4432的16引脚(即片选nSEL)，nSEL处于低电平时导通，完成读操作后，关闭片选信号。RR也为宏定义0x00，WR为0x80，即最高位一个是0，一个是1.该位为指示位，即告诉si4432接下来是读操作还是写操作。
下面就可以对si4432进行初始化了，这里的初始化 其实就是对si4432内部的各个寄存器进行配置，程序如下:
void RF4432_Init(void)
{
RF4432_SDN_0; //允许RF4432工作
delay_ms(20);
RF4432_WriteReg(OPERATING_FUNCTION_CONTROL_1, 0x80);//软件复位，详细请见P101页
delay_ms(10);
RF4432_ReadReg(INTERRUPT_STATUS_1);
RF4432_ReadReg(INTERRUPT_STATUS_2);
RF4432_WriteReg(INTERRUPT_ENABLE_1, 0x00);
RF4432_WriteReg(INTERRUPT_ENABLE_2, 0x01); //中断使能
RF4432_WriteReg(IF_FILTER_BANDWIDTH, 0x8b); //IF滤波器带宽 BW = 75.2Khz; Rb = 50Kbps; Fd = 25Khz;
RF4432_WriteReg( CLOCK_RECOVERY_OVERSAMPLING_RATIO, 0x2c); //时钟恢复过抽样率
RF4432_WriteReg( CLOCK_RECOVERY_OFFSET_2, 0x20); //时钟恢复偏差2
RF4432_WriteReg( CLOCK_RECOVERY_OFFSET_1, 0x6d); //时钟恢复偏差1
RF4432_WriteReg( CLOCK_RECOVERY_OFFSET_0, 0x3a); //时钟恢复偏差0
RF4432_WriteReg( CLOCK_RECOVERY_TIMING_LOOP_GAIN_1, 0x00); //时钟恢复定时增益1
RF4432_WriteReg( CLOCK_RECOVERY_TIMING_LOOP_GAIN_0, 0x18); //时钟恢复定时增益0
RF4432_WriteReg( RSSI_THRESHOLD_FOR_CLEAR_CHANNEL_INDICATOR, 0xf0); //无干扰信指示器接收信号强度指示（RSSI）
RF4432_WriteReg( DATA_ACCESS_CONTROL, 0x88); //数据存储控制
RF4432_WriteReg( HEADER_CONTROL_1, 0x8c); //帧头控制1
RF4432_WriteReg( HEADER_CONTROL_2, 0x0a);
//帧头控制2
RF4432_WriteReg( PREAMBLE_LENGTH, 0x08);
//前导码长度
RF4432_WriteReg( TRANSMIT_PACKET_LENGTH, RF4432_TxRxBuf_Len ); //发送数据包长度设置
RF4432_WriteReg( RECEIVED_PACKET_LENGTH, RF4432_TxRxBuf_Len ); //接收数据包长度设置
RF4432_WriteReg( HEADER_ENABLE_3, 0x00); //帧头使能3
RF4432_WriteReg( HEADER_ENABLE_2, 0x00); //帧头使能2
RF4432_WriteReg( HEADER_ENABLE_1, 0x00); //帧头使能1
RF4432_WriteReg( HEADER_ENABLE_0 ,0x00); //帧头使能0
RF4432_WriteReg(AGC_OVERRIDE_2, 0x0b);
//AGC过载2
RF4432_WriteReg(TX_POWER,0x07);
//发射功率
RF4432_WriteReg(TX_DATA_RATE_1, 0x0c);
//发射数据波特率1 TX_DR=10^3*txdr[15:0]/2^16 kbit/s
RF4432_WriteReg(TX_DATA_RATE_0, 0xcc);
//发射数据波特率0
RF4432_WriteReg(MODULATION_MODE_CONTROL_1, 0x02);
//调制模式控制1
RF4432_WriteReg(MODULATION_MODE_CONTROL_2, 0x26);
//调制模式控制2（设置为FIFO模式 FSK reg71H）
RF4432_WriteReg(FREQUENCY_DEVIATION, 0x40);
//频率偏差 25KHz f=fd[7:0]*625Hz
RF4432_WriteReg(FREQUENCY_BAND_SELECT, 0x53); //频段选择 reg75H
RF4432_WriteReg(NOMINAL_CARRIER_FREQUENCY_1, 0x4b);
RF4432_WriteReg(NOMINAL_CARRIER_FREQUENCY_0, 0x00);
//标称载波频率（通信频率433MHZ reg76H）
RF4432_WriteReg(TX_FIFO_CONTROL_1,0x3F);
RF4432_WriteReg(TX_FIFO_CONTROL_2,0x00); //TX_FIFO控制
RF4432_WriteReg(RX_FIFO_CONTROL,0x3F); //RX_FIFO控制
RF4432_WriteReg(OPERATING_FUNCTION_CONTROL_2,
RF4432_ReadReg(OPERATING_FUNCTION_CONTROL_2)|0x01);
RF4432_WriteReg(OPERATING_FUNCTION_CONTROL_2,
RF4432_ReadReg(OPERATING_FUNCTION_CONTROL_2)&0xFE);
RF4432_WriteReg(OPERATING_FUNCTION_CONTROL_2,
RF4432_ReadReg(OPERATING_FUNCTION_CONTROL_2)|0x02);
RF4432_WriteReg(OPERATING_FUNCTION_CONTROL_2,
RF4432_ReadReg(OPERATING_FUNCTION_CONTROL_2)&0xFD);
//工作模式和功能控制
}
上面使用了大量的宏定义，这里给出这些宏定义对应的具体寄存器地址。
#define DEVICE_TYPE 0x00 //器件类型码
#define DEVICE_VERSION 0x01 //版本号
#define DEVICE_STATUS 0x02 //器件状态
#define INTERRUPT_STATUS_1 0x03 //中断状态1
#define INTERRUPT_STATUS_2 0x04 //中断状态2
#define INTERRUPT_ENABLE_1 0x05 //中断使能1
#define INTERRUPT_ENABLE_2 0x06 //中断使能2
#define OPERATING_FUNCTION_CONTROL_1 0x07 //工作模式和功能控制1
#define OPERATING_FUNCTION_CONTROL_2 0x08 //工作模式和功能控制2
#define CRYSTAL_OSCILLATOR_LOAD_CAPACITANCE 0x09 //晶振负载电容设置
#define MICROCONTROLLER_OUTPUT_CLOCK 0x0A //微控制器输出时钟
#define GPIO0_CONFIGURATION 0x0B //GPIO0功能设置寄存器见英文文档第105页
#define GPIO1_CONFIGURATION 0x0C
#define GPIO2_CONFIGURATION 0x0D
#define IO_PORT_CONFIGURATION 0x0E //IO端口配置
#define ADC_CONFIGURATION 0x0F //ADC配置
#define ADC_SENSOR_AMPLIFIER_OFFSET 0x10 //ADC传感放大器偏差
#define ADC_VALUE 0x11 //ADC值
#define TEMPERATURE_SENSOR_CONTROL 0x12 //温度传感器校准
#define TEMPERATURE_VALUE_OFFSET 0x13 //温度传感器值偏差
#define WAKE_UP_TIMER_PERIOD_1 0x14 //唤醒定时器时期1
#define WAKE_UP_TIMER_PERIOD_2 0x15 //唤醒定时器时期2
#define WAKE_UP_TIMER_PERIOD_3 0x16 //唤醒定时器时期3
#define WAKE_UP_TIMER_VALUE_1 0x17 //唤醒定时器值1
#define WAKE_UP_TIMER_VALUE_2 0x18 //唤醒定时器值2
#define LOW_DUTY_CYCLE_MODE_DURATION 0x19 //低任务周期模式持续时间
#define LOW_BATTERY_DETECTOR_THRESHOLD 0x1A //低压检测阈值寄存器
#define BATTERY_VOLTAGE_LEVEL 0x1B //电池电压级别
#define IF_FILTER_BANDWIDTH 0x1C //中频滤波器（IF）带宽寄存器
#define AFC_LOOP_GEARSHIFT_OVERRIDE 0x1D //AFC循环变速超速
#define AFC_TIMING_CONTROL 0x1E //AFC定时控制
#define CLOCK_RECOVERY_GEARSHIFT_OVERRIDE 0x1F //时钟恢复变速超速
#define CLOCK_RECOVERY_OVERSAMPLING_RATIO 0x20 //时钟恢复过抽样率
#define CLOCK_RECOVERY_OFFSET_2 0x21 //时钟恢复偏差
#define CLOCK_RECOVERY_OFFSET_1 0x22
#define CLOCK_RECOVERY_OFFSET_0 0x23
#define CLOCK_RECOVERY_TIMING_LOOP_GAIN_1 0x24 //时钟恢复定时循环增益
#define CLOCK_RECOVERY_TIMING_LOOP_GAIN_0 0x25
#define RECEIVED_SIGNAL_STRENGTH_INDICATOR 0x26 //接收信号强度指示器（RSSI）
#define RSSI_THRESHOLD_FOR_CLEAR_CHANNEL_INDICATOR 0x27 //无干扰信道指示器接收信号强度指示（RSSI）
#define ANTENNA_DIVERSITY_REGISTER_1 0x28 //天线分集
#define ANTENNA_DIVERSITY_REGISTER_2 0x29
#define DATA_ACCESS_CONTROL 0x30 //时间存储控制
#define EZMAC_STATUS 0x31 //EzMAC状态
#define HEADER_CONTROL_1 0x32 //Header 起始码设置
#define HEADER_CONTROL_2 0x33
#define PREAMBLE_LENGTH 0x34 //前导码长度
#define PREAMBLE_DETECTION_CONTROL 0x35 //前导码检测设置
#define SYNC_WORD_3 0x36 //同步字节
#define SYNC_WORD_2 0x37
#define SYNC_WORD_1 0x38
#define SYNC_WORD_0 0x39
#define TRANSMIT_HEADER_3 0x3A //发射帧头
#define TRANSMIT_HEADER_2 0x3B
#define TRANSMIT_HEADER_1 0x3C
#define TRANSMIT_HEADER_0 0x3D
#define TRANSMIT_PACKET_LENGTH 0x3E //发送数据包长度
#define CHECK_HEADER_3 0x3F //检测帧头
#define CHECK_HEADER_2 0x40
#define CHECK_HEADER_1 0x41
#define CHECK_HEADER_0 0x42
#define HEADER_ENABLE_3 0x43 //帧头使能
#define HEADER_ENABLE_2 0x44
#define HEADER_ENABLE_1 0x45
#define HEADER_ENABLE_0 0x46
#define RECEIVED_HEADER_3 0x47 //接收到的帧头
#define RECEIVED_HEADER_2 0x48
#define RECEIVED_HEADER_1 0x49
#define RECEIVED_HEADER_0 0x4A
#define RECEIVED_PACKET_LENGTH 0x4B //接收数据包长度，详细请看P134页
#define ANALOG_TEST_BUS 0x50 //模拟测试总线选择
#define DIGITAL_TEST_BUS_ENSCTEST_ 0x51 //数据测试总线选择
#define TX_RAMP_CONTROL 0x52 //发射斜率控制
#define PLL_TUNE_TIME 0x53 //锁相环（PPL）切换时间
#define CALIBRATION_CONTROL 0x55 //校正控制
#define MODEM_TEST 0x56 //调制控制
#define CHARGEPUMP_TEST 0x57 //充电泵测试
#define CHARGEPUMP_CURRENT_TRIMMING_OVERRIDE 0x58 //充电泵电流微调/超调
#define DIVIDER_CURRENT_TRIMMING 0x59 //电流分压器微调/Delta-Sigma测试
#define VCO_CURRENT_TRIMMING 0x5A //VCO电流微调
#define VCO_CALIBRATION_OVERRIDE 0x5B //VCO校正/超驰
#define SYNTHESIZER_TEST 0x5C //合成器测试
#define BLOCK_ENABLE_OVERRIDE_1 0x5D //模块使能超驰
#define BLOCK_ENABLE_OVERRIDE_2 0x5E
#define BLOCK_ENABLE_OVERRIDE_3 0x5F
#define CHANNEL_FILTER_COEFFICIENT_ADDRESS 0x60 //频道滤波器系数地址
#define CHANNEL_FILTER_COEFFICIENT_VALUE 0x61 //频道滤波器系数值
#define CRYSTAL_OSCILLATOR_CONTROL_TEST 0x62 //晶体振荡器/上电复位控制
#define RC_OSCILLATOR_COARSE_CALIBRATION_OVERRIDE 0x63 //RC振荡器粗略校正/超驰
#define RC_OSCILLATOR_FINE_CALIBRATION_OVERRIDE 0x64 //RC震荡器精细校正
#define LDO_CONTROL_OVERRIDE_ENSPOR 0x65 //LDO控制超驰
#define LDO_LEVEL_SETTING 0x66 //保留？LDO等级设置？
#define DELTASIGMA_ADC_TUNING_1 0x67 //Delta-sigma ADC调谐
#define DELTASIGMA_ADC_TUNING_2 0x68
#define AGC_OVERRIDE_1 0x69 //AGC过载
#define AGC_OVERRIDE_2 0x6A
#define GFSK_FIR_FILTER_COEFFICIENT_ADDRESS 0x6B //GFSK FIR 滤波器系数地址
#define GFSK_FIR_FILTER_COEFFICIENT_VALUE 0x6C //GFSK FIR 滤波器系数值
#define TX_POWER 0x6D //发射功率设置,详细请见P153
#define TX_DATA_RATE_1 0x6E //数据发送波特率设置寄存器1
#define TX_DATA_RATE_0 0x6F //数据发送波特率设置寄存器0
#define MODULATION_MODE_CONTROL_1 0x70 //调制方式控制,详细请见P155
#define MODULATION_MODE_CONTROL_2 0x71
#define FREQUENCY_DEVIATION 0x72 //频率偏差
#define FREQUENCY_OFFSET_1 0x73 //频率偏移
#define FREQUENCY_OFFSET_2 0x74 //频道控制
#define FREQUENCY_BAND_SELECT 0x75 //频段选择,详细请见P157
#define NOMINAL_CARRIER_FREQUENCY_1 0x76 //基准载波频率
#define NOMINAL_CARRIER_FREQUENCY_0 0x77
#define FREQUENCY_HOPPING_CHANNEL_SELECT 0x79 //跳频频道选择
#define FREQUENCY_HOPPING_STEP_SIZE 0x7A //跳频频道间隔
#define TX_FIFO_CONTROL_1 0x7C
#define TX_FIFO_CONTROL_2 0x7D
#define RX_FIFO_CONTROL 0x7E
#define FIFO_ACCESS 0x7F //FIFO读写方式设置完成初始化后，下面将开始使用Si4432完成数据的发送和读取。
2、发送数据
发送数据的功能封装在函数RF4432_TxPacket()当中，实现选定长度的数组数据的发送。
void RF4432_TxPacket(uchar RF4432_TxRxBuf, uchar RF4432_TxRxBuf_Len)
{
//RF4432_PAC_1;
RF4432_WriteReg(OPERATING_FUNCTION_CONTROL_2,
RF4432_ReadReg(OPERATING_FUNCTION_CONTROL_2)|0x01);
RF4432_WriteReg(OPERATING_FUNCTION_CONTROL_2,
RF4432_ReadReg(OPERATING_FUNCTION_CONTROL_2)&0xFE);
RF4432_WriteBurestReg(FIFO_ACCESS,RF4432_TxRxBuf,RF4432_TxRxBuf_Len );
RF4432_ReadReg(INTERRUPT_STATUS_1);
RF4432_ReadReg(INTERRUPT_STATUS_2);
RF4432_WriteReg(INTERRUPT_ENABLE_1, 0x04);
RF4432_WriteReg(OPERATING_FUNCTION_CONTROL_1,0x09);//发射
while(1)
{
if(!RF4432_IRQ_IN)
{
if(RF4432_ReadReg(INTERRUPT_STATUS_1)&0x04)
{
break;
}
}
}
}3、读取数据
读取数据需要先设置成接收模式。
void RF4432_SetRxMode(void)
{
//RF4432_PAC_0;
RF4432_WriteReg(OPERATING_FUNCTION_CONTROL_2,
RF4432_ReadReg(OPERATING_FUNCTION_CONTROL_2)|0x02);
RF4432_WriteReg(OPERATING_FUNCTION_CONTROL_2,
RF4432_ReadReg(OPERATING_FUNCTION_CONTROL_2)&0xFD);
RF4432_ReadReg(INTERRUPT_STATUS_1);
RF4432_ReadReg(INTERRUPT_STATUS_2);
RF4432_WriteReg(INTERRUPT_ENABLE_1, 0x02);
RF4432_WriteReg(OPERATING_FUNCTION_CONTROL_1,0x05);//接收
}设置完成后就可以利用Si4432天线接收数据了。
unsigned char RF4432_RxPacket(void)
{
//RF4432_IRQ_1;
//P1DIR &= ~BIT0;
if(!RF4432_IRQ_IN)
{
if(RF4432_ReadReg(INTERRUPT_STATUS_1)&0x02)
{
return 1;
}
}
return 0;
}