Thiết kế mô đun truyền thông không dây hai chiều sử dụng sóng RF và ứng dụng trong trao đổi thông tin của hệ thống kiểm tra chất lượng bộ lưu điện cửa cuốn của công ty cổ phần công

Luận văn Thạc sĩ kỹ thuật chuyên ngành Kỹ thuật điều khiển tự động hóa LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan: - Đây công trình nghiên cứu thực - Kết nghiên cứu luận văn trung thực chưa sử dụng để công bố Người thực luận văn Dương Quang Thắng Luận văn Thạc sĩ kỹ thuật chuyên ngành Kỹ thuật điều khiển tự động hóa MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN MỤC LỤC DANH MỤC HÌNH ẢNH DANH MỤC BẢNG BIỂU DANH MỤC KÍ HIỆU VÀ VIẾT TẮT MỞ ĐẦU Chương 1: Thiết kế mô đun truyền thông không dây hai chiều sử dụng sóng RF tần số 433 Mhz 12 1.1 Tóm tắt lý thuyết sử dụng 12 1.1.1 Lý thuyết 12 1.1.2 Công cụ sử dụng 18 1.2 Thiết kế mạch nguyên lý 20 1.2.1 Cấu trúc IC CC1101 20 1.2.2 Mạch nguyên lý 29 1.3 Thiết kế mạch in 39 1.3.1 Lựa chọn linh kiện 39 1.3.2 Thiết kế mạch in với phần mềm Allegro 41 1.3.3 Mô mạch in với phần mềm ADS 43 1.4 Kết đánh giá 48 1.4.1 Mạch in hoàn thiện 48 1.4.2 Mô đun RF hoàn thiện 48 1.4.3 Đánh giá 49 Chương 2: Ứng dụng mô đun truyền thông RF trao đổi thông tin hệ thống kiểm tra chất lượng lưu điện cửa 50 2.1 Giới thiệu công ty Thái Hưng Khang 50 2.2 Bộ lưu điện cửa EMAX 51 2.2.1 Tính lưu điện EMAX 51 Luận văn Thạc sĩ kỹ thuật chuyên ngành Kỹ thuật điều khiển tự động hóa 2.2.2 Cấu trúc lưu điện EMAX 54 2.3 Hệ thống kiểm tra chất lượng lưu điện cửa EMAX 56 2.3.1 Ý tưởng hệ thống kiểm tra chất lượng 56 2.3.2 Cấu trúc hệ thống kiểm tra chất lượng tự động 58 2.4 Ứng dụng mô đun truyền thông RF trao đổi thông tin 59 2.4.1 Cấu trúc liệu truyền nhận 59 2.4.2 Cấu hình IC CC1101 61 2.5 Đánh giá 64 2.5.1 Kết 64 3.5.2 Hạn chế 64 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 65 TÀI LIỆU THAM KHẢO 66 PHỤ LỤC 67 Luận văn Thạc sĩ kỹ thuật chuyên ngành Kỹ thuật điều khiển tự động hóa DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1.1: Trở kháng đặc tính đường truyền dẫn Hình 1.2: Mô hình truyền dẫn Hình 1.3: Phối hợp trở kháng với trở kháng thực Hình 1.4: Phối hợp trở kháng với trở kháng phức Hình 1.5: Sơ đồ truyền dẫn tần số cao Hình 1.6: Giao diện phần mềm ADS 2013.06 Hình 1.7: Giao diện phần mềm Allegro 16.6 Hình 1.8: Sơ đồ chân CC1101 Hình 1.9: Sơ đồ cấu trúc CC1101 Hình 1.10: Giao diện SPI Hình 1.11: Cấu trúc liệu CC1101 Hình 1.12: Sơ đồ nguyên lý mạch RF CC1101 Hình 1.13: Cấu trúc mạch phối hợp trở kháng Hình 1.14: Sơ đồ mô cộng Hình 1.15: Kết mô cộng Hình 1.16: Sơ đồ nguyên lý lọc thông thấp Hình 1.17: Sơ đồ mô lọc thông thấp Hình 1.18: Kết mô lọc thông thấp Hình 1.19: Tính toán đường truyền dẫn 50Ω Hình 1.20-a: Kết mô mạch phối hợp trở kháng Hình 1.20-b: Kết mô mạch phối hợp trở kháng Hình 1.20-c: Kết mô mạch phối hợp trở kháng Hình 1.21-a: Mặt mạch in Hình 1.21-b: Mặt mạch in Hình 1.21-c: Lớp in hình linh kiện mạch in Hình 1.22: Cấu trúc mô mạch in với phần mềm ADS Hình 1.23-a: Sơ đồ mô mạch in Luận văn Thạc sĩ kỹ thuật chuyên ngành Kỹ thuật điều khiển tự động hóa Hình 1.23-b: Sơ đồ mô mạch in Hình 1.24-a: Kết mô mạch in Hình 1.24-b: Kết mô mạch in Hình 1.25: Mạch in hoàn thiện Hình 1.26: Mô đun RF hoàn thiện Hình 2.1: Bộ lưu điện cửa EMAX Hình 2.2: Sơ đồ cấu trúc lưu điện cửa EMAX Hình 2.3: Cấu trúc hệ thống kiểm tra chất lượng Luận văn Thạc sĩ kỹ thuật chuyên ngành Kỹ thuật điều khiển tự động hóa DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1.1: Cấu trúc chân CC1101 Bảng 1.2: Thanh ghi cấu hình CC1101 Bảng 1.3: Thanh ghi trạng thái CC1101 Bảng 1.4: Thông số cộng Bảng 1.5: Thông số lọc thông thấp Bảng 1.6: Danh sách linh kiện lựa chọn Bảng 2.1: Cấu trúc liệu truyền nhận Bảng 2.2: Thông số cấu hình CC1101 Luận văn Thạc sĩ kỹ thuật chuyên ngành Kỹ thuật điều khiển tự động hóa DANH MỤC KÍ HIỆU VÀ VIẾT TẮT 2-FSK Binary Frequency Shift Keying 4-FSK Quatemary Frequency Shift Keying ADC Analog to Digital Converter ADS Advanced Design System CCA Clear Channel Assessment CRC Cyclic Redundancy Check FIFO First In First Out GFSK Gaussian shaped Frequency Shift Keying IC Intergrated Circuit LQI Link Quality Indicator PA Power Amplifier PQI Preamble Quality Indicator RF Radio Frequency RSSI Received Signal Strength Indicator RX Receive, Receive Mode SPI Serial Peripheral Interface TX Transmit, Transmit Mode Luận văn Thạc sĩ kỹ thuật chuyên ngành Kỹ thuật điều khiển tự động hóa MỞ ĐẦU Cùng với phát triển mạnh mẽ công nghệ, kỹ thuật truyền thông không dây ngày cho thấy xu tất yếu Các ứng dụng không dây sử dụng rộng rãi nhiều lĩnh vực: thiết bị công nghiệp, thiết bị đo lường, hệ thống nhà thông minh, hay ứng dụng phục vụ nhu cầu ngày cao người giải trí, thiết bị y tế nhân… Để đáp ứng lĩnh vực đa dạng đó, kỹ thuật truyền thông không dây đưa theo nhiều chuẩn khác như: RF 1Ghz, wifi, Bluetooth, Zigbee… Mỗi chuẩn kỹ thuật có ưu điểm riêng, phù hợp với ứng dụng khác Theo chương trình đạo tạo Thạc sĩ kỹ thuật, nội dung luận văn tốt nghiệp định hướng giải vấn đề thực nghiệm khoa học nhằm đáp ứng nhu cầu phát triển, đại hóa sản xuất ứng dụng nghề nghiệp liên quan tới công việc học viên Chính vậy, với lý trên, tác giả định lựa chọn đề tài: “Thiết kế mô đun truyền thông không dây hai chiều sử dụng sóng RF ứng dụng trao đổi thông tin hệ thống kiểm tra chất lượng lưu điện cửa công ty cổ phần công nghệ Thái Hưng Khang” Nội dung đề tài gồm phần: - Thiết kế mô đun truyền thông không dây chiều sử dụng sóng RF - Ứng dụng mô đun RF ứng dụng cụ thể phần trao đổi thông tin hệ thống kiểm tra chất lượng tự động lưu điện cửa Công ty cổ phần công nghệ Thái Hưng Khang Đối với thiết kế sản phẩm RF, lựa chọn tần số thiết kế công việc cần thiết Lựa chọn tần số RF sử dụng không định tới cấu trúc thiết kế mà phải phù hợp với luật pháp nơi ứng dụng thiết bị RF Ở khu Luận văn Thạc sĩ kỹ thuật chuyên ngành Kỹ thuật điều khiển tự động hóa vực khác với quốc gia khác nhau, việc sử dụng tần số RF có quy định riêng theo khu vực quốc gia Có tần số riêng cho ứng dụng cụ thể (ví dụ Việt Nam tần số 408.925 Mhz cục tần số quy định độc quyền cho việc đọc liệu điện từ xa tập đoàn điện lực Việt Nam) Ngoài ra, có tần số RF chung, sử dụng miễn phí mà phần lớn thiết bị nhà xản xuất thiết kế với tần số Ở khu vực Bắc Mỹ, tần số RF 315Mhz 915Mhz, khu vực Châu Âu, tần số RF 433Mhz 868Mhz, Nhật Bản tần số RF 426Mhz 920Mhz, khu vực Châu Á 315Mhz, 433Mhz 915Mhz Tần số RF 433Mhz miễn phí sử dụng phổ biến, rộng rãi giới Nội dung thiết kế mô đun RF luận văn lựa chọn giải pháp thiết kế tần số 433Mhz Hiện nay, với nhà sản xuất bán dẫn lớn, giải pháp RF 1Ghz đưa giải pháp sử dụng IC tích hợp Các IC tích hợp sẵn nhiều tính nội dung xử lý bên Điều giúp cho cấu trúc thiết kế đơn giản, rút ngắn thời gian nghiên cứu, thiết kế, đồng thời nâng cao chất lượng, độ tin cậy cho sản phẩm Có thể kể số dòng IC cho giải pháp RF Ghz hãng: - Hãng Texas Instrument Mỹ với dòng IC CC1101, CC1120, CC1121, CC1125… IC tích hợp thêm vi xử lý CC1110, CC1111, CC430 Các IC lập trình linh hoạt với dải tần số RF khác nhau, với cấu trúc, việc cài đặt thu phát tín hiệu xử lý bên IC - Hãng SiliconLab với dòng IC Si4455/Si4454/Si4453 Si4464/Si4463/Si4461/Si4460 dòng IC linh hoạt cho ứng dụng RF tần số 1Ghz - Hoặc hãng ST Electronic với dòng IC SPIRIT Luận văn Thạc sĩ kỹ thuật chuyên ngành Kỹ thuật điều khiển tự động hóa Texas Instrument hãng sản xuất bán dẫn Mỹ Với giải pháp đưa hệ thống tài liệu, thiết kế mẫu Texas Instrument đầy đủ chi tiết Ở Việt Nam, Texas Instrumenr có văn phòng đại diện nhiều sách tạo thuận lợi, hỗ trợ người nghiên cứu, thiết kế việc tư vấn giải pháp, xin linh kiện mẫu hay hỗ trợ vấn đề kỹ thuật Qua việc phân tích giải pháp hãng tần số RF phù hợp, phần thiết kế mô đun truyền thông chiều sử dụng sóng RF lựa chọn giải pháp hãng Texas Instrument cụ thể IC CC1101 tần số 433Mhz Về ý nghĩa thực tế, mô đun RF CC1101 ứng dụng rộng rãi: - Thiết bị đo lường: công tơ điện tử, đồng hồ đo mức nước, khí ga… - Thiết bị bảo vệ, cảnh báo: cảnh báo dò khí ga, cảnh báo kính vỡ… - Tự động hóa: Hệ thống nhà tự động, thiết bị công nghiệp … Mô đun RF tần số 433Mhz với giải pháp sử dụng IC CC1101 Texas Instrument Việt Nam: - Trên thị trường điện tử Việt Nam, mô đun CC1101 giao bán nhiều cửa hàng điện tử Tuy nhiên, mô đun hầu hết xuất xứ từ Trung Quốc, chất lượng không đảm bảo - Mô đun chất lượng cao nhà sản xuất nước gặp phải vấn đề thủ tục nhập số lượng sản phẩm Đối với dự án số lượng không lớn, giá thành nhập mô đun cao, làm phát sinh lớn giá thành sản phẩm - Về nghiên cứu thiết kế, giải pháp RF với IC CC1101 có số thiết kế sinh viên Tuy nhiên, thiết kế chưa trình bày rõ ràng, cụ thể, chi tiết Thiết kế dừng lại mức thử nghiệm, không phù hợp cho sản xuất số lượng lớn đưa vào ứng dụng 10 Luận văn Thạc sĩ kỹ thuật chuyên ngành Kỹ thuật điều khiển tự động hóa - Khung liệu truyền nhận gồm 16 bytes:  Tín hiệu bắt đầu (START): byte  Địa thiết bị (ADD): bytes A3, A2, A1, A0  Mã lệnh (Command): byte  Dữ liệu (DATA): bytes từ D8 đến D0  Tín hiệu kết thúc (STOP): byte - Cách tính BCC: BCC= 0x66+A3+A2+A1+A0+Command+D8+D7+D6+D5+D4+D3+D2+D1+D0 - Mã lệnh (command) quy ước để phân biệt cụ thể thông số, phân biệt liệu truyền liệu nhận - Địa thiết bị mã số quản lý lưu điện cài đặt lưu điện 60 Luận văn Thạc sĩ kỹ thuật chuyên ngành Kỹ thuật điều khiển tự động hóa 2.4.2 Cấu hình IC CC1101 Các thông số cấu hình IC CC1101 bảng 2.2 Bảng 2.2: Thông số cấu hình CC1101 Thông số Giá trị Tần số RF 433Mhz Công xuất đầu 10dBm Bộ lọc RF 541.67 kHz Độ rộng liệu 250 KBaud Kiểu điều chế liệu GFSK Độ dài liệu 64 bytes Từ đồng 30/32 bit đồng 61 Luận văn Thạc sĩ kỹ thuật chuyên ngành Kỹ thuật điều khiển tự động hóa Bảng 2.3 trình bày giá trị ghi IC CC1101 Bảng 2.3: Giá trị ghi cấu hình CC1101 Tên ghi Giá trị (Hexa) FSCTRL1 0x0C FSCTRL0 0x00 FREQ2 0x10 FREQ1 0xA7 FREQ0 0x62 MDMCFG4 0x2D MDMCFG3 0x3B MDMCFG2 0x13 MDMCFG1 0x22 MDMCFG0 0xF8 CHANNR 0x00 DEVIATN 0x62 FREND1 0xB6 FREND0 0x10 MCSM0 0x18 FOCCFG 0x1D BSCFG 0x1C AGCCTRL2 0xC7 AGCCTRL1 0x00 AGCCTRL0 0xB0 62 Luận văn Thạc sĩ kỹ thuật chuyên ngành Kỹ thuật điều khiển tự động hóa FSCAL3 0xEA FSCAL2 0x2A FSCAL1 0x00 FSCAL0 0x1F FSTEST 0x59 TEST2 0x88 TEST1 0x31 TEST0 0x09 FIFOTHR 0x07 IOCFG2 0x06 IOCFG0 0x06 PKTCTRL1 0x04 PKTCTRL0 0x05 ADDR 0x00 PKTLEN 0xFF PATABLE 0xC0 63 Luận văn Thạc sĩ kỹ thuật chuyên ngành Kỹ thuật điều khiển tự động hóa 2.5 Đánh giá 2.5.1 Kết - Ý tưởng hệ thống kiểm tra chất lượng tự động lưu điện cửa EMAX có ưu điểm sau:  Rút ngắn thời gian đánh giá, kiểm tra chất lượng lưu điện trước xuất xưởng  Nâng cao chất lượng đánh giá  Thích hợp cho sản xuất sản phẩm số lượng lớn - Ứng dụng mô đun truyền thông chiều RF trao đổi thông tin hệ thống:  Xây dựng cấu trúc liệu truyền nhận  Cấu hình cho IC CC1101 3.5.2 Hạn chế - Hệ thống đưa dừng lại mức độ ý tưởng, chưa áp dụng vào thực tế - Để xây dựng thành hệ thống hoàn chỉnh, cần bổ sung thêm nhiều yếu tố khác 64 Luận văn Thạc sĩ kỹ thuật chuyên ngành Kỹ thuật điều khiển tự động hóa KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Với mục tiêu thiết kế đề qua phần trình bày chương, luận văn đạt kết sau: Thiết kế thành công mô đun truyền thông không dây chiều sử dụng sóng RF tần số 433Mhz với giải pháp sử dụng IC CC1101 Texas Instrument Mô đun thiết kế đạt tiêu chí thiết kế đề ra: - Chất lượng mô đun RF thiết kế tốt qua đánh giá từ kết mô - Mô đun RF thiết kế có kích thước nhỏ gọn (30 x 22 mm), chân kết nối theo kiểu concave, dễ dàng, tiện dụng cho việc tích hợp mô đun vào hệ thống - Sử dụng linh kiện dán, linh kiện thụ động có kích cỡ 0603 theo chuẩn, phù hợp cho việc gia công với dây chuyền sản xuất phổ biến Về ý nghĩa thực tế, mô đun RF CC1101 ứng dụng rộng rãi: - Thiết bị đo lường: công tơ điện tử, đồng hồ đo mức nước, khí ga… - Thiết bị bảo vệ, cảnh báo: cảnh báo dò khí ga, cảnh báo kính vỡ… - Tự động hóa: Hệ thống nhà tự động, thiết bị công nghiệp … Với mô đun thiết kế, luận văn trình bày ứng dụng cụ thể: - Xây dựng ý tưởng hệ thống kiểm tra chất lượng tự động lưu điện cửa EMAX Công ty cổ phần công nghệ Thái Hưng Khang Hệ thống giúp rút ngắn thời gian, nâng cao suất, độ tin cậy khâu đánh giá chất lượng sản phẩm Đồng thời giúp cho việc quản lý sản phẩm, quản lý bảo hành linh hoạt chuyên nghiệp - Luận văn xây dựng cấu trúc liệu truyền nhận cho hệ thống theo tiêu chuẩn IEC 62056-21 trình bày việc cấu hình cho IC CC1101 mô đun RF 65 Luận văn Thạc sĩ kỹ thuật chuyên ngành Kỹ thuật điều khiển tự động hóa TÀI LIỆU THAM KHẢO TS Nguyễn Việt Sơn (2012), Nhiễu tương thích trường điện từ, Đại học Bách Khoa Hà Nội Joel Dunsmore (2007), Network Analyzer Basics-EE142 Fall 07, Agilent Technologies Kraig Mitzener (2009), Complete PCB Design Using OrCAD Capture and PCB Editor, Newnes Texas Instrument (2012), AN028 LC Filter with Improved HighFrequency Attenuation Texas Instrument (2012), AN098 - Layout Review Techniques for Low Power RF Designs (Rev A) Texas Instrument (2013), CC1101 Errata Note (Rv D) Texas Instrument (2013), CC1101 Low - Power Sub-1GHz RF Transceiver (Rev I) 66 Luận văn Thạc sĩ kỹ thuật chuyên ngành Kỹ thuật điều khiển tự động hóa PHỤ LỤC Code cấu hình CC1101: “cc1101_config.h” /************************************************************************ ****** * DEFINE */ // CC1101 WRITE MASKS #define CC1101_WRITE_SINGLE #define CC1101_WRITE_BURST #define CC1101_READ_SINGLE #define CC1101_READ_BURST #define CONFIG_REG #define STATUS_REG 0x00 0x40 0x80 0xC0 0x80 0xC0 // CC1101 CONFIG REGSITER #define CC1101_IOCFG2 configuration #define CC1101_IOCFG1 configuration #define CC1101_IOCFG0 configuration #define CC1101_FIFOTHR thresholds #define CC1101_SYNC1 #define CC1101_SYNC0 #define CC1101_PKTLEN #define CC1101_PKTCTRL1 control #define CC1101_PKTCTRL0 control #define CC1101_ADDR #define CC1101_CHANNR #define CC1101_FSCTRL1 control #define CC1101_FSCTRL0 control #define CC1101_FREQ2 word, high INT8U #define CC1101_FREQ1 word, middle INT8U #define CC1101_FREQ0 word, low INT8U #define CC1101_MDMCFG4 #define CC1101_MDMCFG3 #define CC1101_MDMCFG2 #define CC1101_MDMCFG1 #define CC1101_MDMCFG0 #define CC1101_DEVIATN setting #define CC1101_MCSM2 State Machine configuration 0x00 // GDO2 output pin 0x01 // GDO1 output pin 0x02 // GDO0 output pin 0x03 // RX FIFO and TX FIFO 0x04 0x05 0x06 0x07 // // // // Sync word, high INT8U Sync word, low INT8U Packet length Packet automation 0x08 // Packet automation 0x09 // Device address 0x0A // Channel number 0x0B // Frequency synthesizer 0x0C // Frequency synthesizer 0x0D // Frequency control 0x0E // Frequency control 0x0F // Frequency control 0x10 0x11 0x12 0x13 0x14 0x15 // // // // // // Modem Modem Modem Modem Modem Modem configuration configuration configuration configuration configuration deviation 0x16 // Main Radio Control 67 Luận văn Thạc sĩ kỹ thuật chuyên ngành Kỹ thuật điều khiển tự động hóa #define CC1101_MCSM1 State Machine configuration #define CC1101_MCSM0 State Machine configuration #define CC1101_FOCCFG Compensation configuration #define CC1101_BSCFG configuration #define CC1101_AGCCTRL2 #define CC1101_AGCCTRL1 #define CC1101_AGCCTRL0 #define CC1101_WOREVT1 timeout #define CC1101_WOREVT0 timeout #define CC1101_WORCTRL #define CC1101_FREND1 configuration #define CC1101_FREND0 configuration #define CC1101_FSCAL3 calibration #define CC1101_FSCAL2 calibration #define CC1101_FSCAL1 calibration #define CC1101_FSCAL0 calibration #define CC1101_RCCTRL1 configuration #define CC1101_RCCTRL0 configuration #define CC1101_FSTEST calibration control #define CC1101_PTEST #define CC1101_AGCTEST #define CC1101_TEST2 #define CC1101_TEST1 #define CC1101_TEST0 0x17 // Main Radio Control 0x18 // Main Radio Control 0x19 // Frequency Offset 0x1A // Bit Synchronization 0x1B 0x1C 0x1D 0x1E // // // // AGC control AGC control AGC control High INT8U Event 0x1F // Low INT8U Event 0x20 // Wake On Radio control 0x21 // Front end RX 0x22 // Front end TX 0x23 // Frequency synthesizer 0x24 // Frequency synthesizer 0x25 // Frequency synthesizer 0x26 // Frequency synthesizer 0x27 // RC oscillator 0x28 // RC oscillator 0x29 // Frequency synthesizer 0x2A 0x2B 0x2C 0x2D 0x2E // // // // // Production test AGC test Various test settings Various test settings Various test settings //CC1101 Strobe commands #define CC1101_SRES 0x30 // Reset chip #define CC1101_SFSTXON 0x31 // Enable and calibrate frequency synthesizer (if MCSM0.FS_AUTOCAL=1) // If in RX/TX: Go to a wait state where only the synthesizer is // running (for quick RX / TX turnaround) #define CC1101_SXOFF 0x32 // Turn off crystal oscillator #define CC1101_SCAL 0x33 // Calibrate frequency synthesizer and turn it off // (enables quick start) #define CC1101_SRX 0x34 // Enable RX Perform calibration first if coming from IDLE and // MCSM0.FS_AUTOCAL=1 #define CC1101_STX 0x35 // In IDLE state: Enable TX Perform calibration first if 68 Luận văn Thạc sĩ kỹ thuật chuyên ngành Kỹ thuật điều khiển tự động hóa // MCSM0.FS_AUTOCAL=1 If in RX state and CCA is enabled: // Only go to TX if channel is clear #define CC1101_SIDLE frequency synthesizer and exit 0x36 // Exit RX / TX, turn off // Wake-On-Radio mode if applicable #define CC1101_SAFC of the frequency synthesizer #define CC1101_SWOR polling sequence (Wakeon-Radio) #define CC1101_SPWD when CSn goes high #define CC1101_SFRX buffer #define CC1101_SFTX buffer #define CC1101_SWORRST #define CC1101_SNOP used to pad strobe commands to two 0x37 // Perform AFC adjustment 0x38 // Start automatic RX 0x39 // Enter power down mode 0x3A // Flush the RX FIFO 0x3B // Flush the TX FIFO 0x3C // Reset real time clock 0x3D // No operation May be // INT8Us for simpler software //CC1101 Status Registers #define CC1101_PARTNUM #define CC1101_VERSION #define CC1101_FREQEST #define CC1101_LQI #define CC1101_RSSI #define CC1101_MARCSTATE #define CC1101_WORTIME1 #define CC1101_WORTIME0 #define CC1101_PKTSTATUS #define CC1101_VCO_VC_DAC #define CC1101_TXBYTES #define CC1101_RXBYTES #define CC1101_RCCTRL1_STATUS #define CC1101_RCCTRL0_STATUS 0x30 0x31 0x32 0x33 0x34 0x35 0x36 0x37 0x38 0x39 0x3A 0x3B 0x3C 0x3D #define CC1101_TXFIFO #define CC1101_RXFIFO #define CC1101_PATABLE 0x3F 0x3F 0x3E /************************************************************************ ***************/ //CONFIG CC1101 // Chipcon // Product = CC1101 // Chip version = A (VERSION = 0x04) // Crystal accuracy = 10 ppm // X-tal frequency = 26 MHz // RF output power = dBm // RX filterbandwidth = 541.666667 kHz // Deviation = 127 kHz // Datarate = 249.938965 kBaud 69 Luận văn Thạc sĩ kỹ thuật chuyên ngành Kỹ thuật điều khiển tự động hóa // Modulation = (1) GFSK // Manchester enable = (0) Manchester disabled // RF Frequency = 432.999817 MHz // Channel spacing = 199.951172 kHz // Channel number = // Optimization = Sensitivity // Sync mode = (3) 30/32 sync word bits detected // Format of RX/TX data = (0) Normal mode, use FIFOs for RX and TX // CRC operation = (1) CRC calculation in TX and CRC check in RX enabled // Forward Error Correction = (0) FEC disabled // Length configuration = (1) Variable length packets, packet length configured by the first received byte after sync word // Packetlength = 255 // Preamble count = (2) bytes // Append status = // Address check = (0) No address check // FIFO autoflush = // Device address = // GDO0 signal selection = ( 6) Asserts when sync word has been sent / received, and de-asserts at the end of the packet // GDO2 signal selection = (41) CHIP_RDY static const register_struct arraysetting[] = { {CC1101_FSCTRL1, 0x0C}, // FSCTRL1 Frequency synthesizer control {CC1101_FSCTRL0, 0x00}, // FSCTRL0 Frequency synthesizer control {CC1101_FREQ2, 0x10}, // FREQ2 Frequency control word, high byte {CC1101_FREQ1, 0xA7}, // FREQ1 Frequency control word, middle byte {CC1101_FREQ0, 0x62}, // FREQ0 Frequency control word, low byte {CC1101_MDMCFG4, 0x2D}, // MDMCFG4 Modem configuration {CC1101_MDMCFG3, 0x3B}, // MDMCFG3 Modem configuration {CC1101_MDMCFG2, 0x13}, // MDMCFG2 Modem configuration {CC1101_MDMCFG1, 0x22}, // MDMCFG1 Modem configuration {CC1101_MDMCFG0, 0xF8}, // MDMCFG0 Modem configuration {CC1101_CHANNR, 0x00}, // CHANNR Channel number {CC1101_DEVIATN, 0x62}, // DEVIATN Modem deviation setting (when FSK modulation is enabled) {CC1101_FREND1, 0xB6}, // FREND1 Front end RX configuration {CC1101_FREND0, 0x10}, // FREND0 Front end TX configuration {CC1101_MCSM0, 0x18}, // MCSM0 Main Radio Control State Machine configuration {CC1101_FOCCFG, 0x1D}, // FOCCFG Frequency Offset Compensation Configuration {CC1101_BSCFG, 0x1C}, // BSCFG Bit synchronization Configuration {CC1101_AGCCTRL2, 0xC7}, // AGCCTRL2 AGC control {CC1101_AGCCTRL1, 0x00}, // AGCCTRL1 AGC control {CC1101_AGCCTRL0, 0xB0}, // AGCCTRL0 AGC control {CC1101_FSCAL3, 0xEA}, // FSCAL3 Frequency synthesizer calibration 70 Luận văn Thạc sĩ kỹ thuật chuyên ngành Kỹ thuật điều khiển tự động hóa {CC1101_FSCAL2, calibration {CC1101_FSCAL1, calibration {CC1101_FSCAL0, calibration {CC1101_FSTEST, calibration {CC1101_TEST2, settings {CC1101_TEST1, settings {CC1101_TEST0, settings {CC1101_FIFOTHR, thresholds {CC1101_IOCFG2, configuration {CC1101_IOCFG0, configuration {CC1101_PKTCTRL1, {CC1101_PKTCTRL0, {CC1101_ADDR, {CC1101_PKTLEN, {CC1101_PATABLE, }; 0x07}, 0x2A}, // FSCAL2 Frequency synthesizer 0x00}, // FSCAL1 Frequency synthesizer 0x1F}, // FSCAL0 Frequency synthesizer 0x59}, // FSTEST Frequency synthesizer 0x88}, // TEST2 Various test 0x31}, // TEST1 Various test 0x09}, // TEST0 Various test // FIFOTHR RXFIFO and TXFIFO 0x06}, // IOCFG2 GDO2 output pin 0x06}, // IOCFG0D GDO0 output pin 0x04}, 0x05}, 0x00}, // PKTCTRL1 Packet automation control // PKTCTRL0 Packet automation control // ADDR Device address 0xFF}, // PKTLEN Packet length 0xC0}, //OutputPower: 10dBm 71 Luận văn Thạc sĩ kỹ thuật chuyên ngành Kỹ thuật điều khiển tự động hóa Code hàm giao tiếp MCU CC1101: “spi_cc1101.c” /************************************************************************ ****** * FUNCTIONS */ /************************************************************************ *****/ void spi_begin(void) { spi_csn_0(); while(SPI_PORT_IN & SPI_PIN_MISO); } /************************************************************************ *****/ void spi_tx(uint8 data) { while(!(SPI0_S & SPI_S_SPTEF_MASK)); SPI0_D = data; } /************************************************************************ *****/ void spi_wait_done(void) { while(!(SPI0_S & SPI_S_SPRF_MASK)); } /************************************************************************ *****/ void spi_end(void) { spi_csn_1(); } /************************************************************************ *****/ uint8 spi_cmdstrobe(uint8 cmd) { uint8 rc; spi_begin(); spi_tx(cmd); spi_wait_done(); rc = spi_rx(); spi_end(); return(rc); } /************************************************************************ *****/ uint8 spi_trx8bits(uint8 type, uint8 addr, uint8 *pdata, uint16 len) { uint8 readvalue; 72 Luận văn Thạc sĩ kỹ thuật chuyên ngành Kỹ thuật điều khiển tự động hóa spi_begin(); spi_tx(type|addr); spi_wait_done(); readvalue = spi_rx(); spi_write_read(type|addr, pdata, len); spi_end(); return(readvalue); } /************************************************************************ *****/ void spi_write_read(uint8 addr, uint8 *pdata, uint16 len) { uint16 i; if(addr & CC1101_READ_SINGLE) { if(addr & CC1101_WRITE_BURST) { for(i=0; i