cc1101和cc1020的区别分析 CC1101与CC1020能否相符通信

　　本文主要是关于cc1101和cc1020的相关介绍，并着重对cc1101和cc1020进行了详尽的对比分析。

　　cc1101

　　CC1101 ［1］ 是一款低于1GHz设计旨在用于极低功耗RF应用。其主要针对工业、科研和医疗（ISM）以及短距离无线通信设备（SRD）。CC1101可提供对数据包处理、数据缓冲、突发传输、接收信号强度指示（RSSI）、空闲信道评估（CCA）、链路质量指示以及无线唤醒（WOR）的广泛硬件支持。CC1101在代码、封装和外引脚方面均与CC1100兼容，可用于全球最为常用的开放式低于1GHz频率的RF设计。● 超低功耗无线收发器● 家庭和楼宇自动化● 高级抄表架构（AMI）● 无线报警安全系统◆ 387.0MHz～464.0MHz工作频段。（433MHz，0.6kbps，1%误码率时为-116dBm）。（接收模式，433MHz，1.2kbps时仅16.0mA）。◆ 最高可设置为+10dBm的发射功率。◆ 支持0.6kbps～500kbps的数据传输速率。◆ 支持多种调制模式（OOK、ASK、GFSK、2-FSK、4-FSK和MSK）。◆ 提供对同步字检测、地址校验、灵活的数据包长度以及自动CRC处理的支持。◆ 支持RSSI（接收信号强度指示）和LQI（链路质量指示）。◆ 通过4线SPI接口与MCU连接，同时提供2个可设定功能的通用数字输出引脚。◆ 独立的64字节RXFIFO和TX FIFO。◆ 工作电压范围：1.9V～3.6V，待机模式下电流仅为200nA。◆ 工作温度范围：-40℃～+85℃

　　

　　CC1020

　　cc1020模块特性

　　1、频率范围为402mhz-470mhz工作 　2、高灵敏度（对12.5khz信道可达-118dbm） 　3、可编程输出功率，最大10dbm 　4、低电流消耗（rx:19.9ma） 　5、低压供电（2.3v到3.6v） 　6、数据率最高可以达到153.3kbaud 　7、spi接口配置内部寄存器 　8、标准dip间距接口，便于嵌入式应用 　9、通信距离远，10dbm功率条件室外可以传输600米左右。

　　cc1020工作参数

　　cc1020主要的工作参数可通过串行总线接口编程，例如输出功率、频率及afc。 　在接收模式下，cc1020可看成是一个传统的超外差接收器。rf输入信号经低噪声放大器（lna和lna2）放大后，翻转经过积分器（i和q）产生中频if信号。在中频处理阶段，i/q信号经混合滤波、放大后经adc转化成数字信号。然后进行自动获取控制、信道滤波、解调和二进制同步化处理，在dio引脚输出数字解调数据，dclk引脚获取同步数字时钟数据。rssi为数字形式，并可通过窜行接口读出。rssi还可作为可编程的载波检测指示器。 　在发送模式下，合成的rf信号直接馈送到功率放大器pa。射频输出是fsk信号，此信号是由馈送到dio引脚的数字比特流通过fsk调制产生的。可使用一个高频滤波器来得到高斯频移键控gfsk。芯片内部的收/发开关电路使天线容易接入和匹配。

　　cc1020信号收发接口

　　cc1020信号收发接口与微控制器的连接如图1所示。微控制器使用引脚p2.6和p3.4与cc1020的双向同步数据接口dio、dclk连接。

　　图1 cc1020与微控制器的连接电路 　微控制器的一个双向引脚与cc1020的dio连接，用于数据的发射与接收（输入与输出）。dclk提供数据定时，必须连接到微控制器的一个输入端。 　数据输出可以选择使用单独的引脚。这时要设置cc1020的interface寄存器sep_di_do=1。在同步模式下，lock引脚用作数据输出，而dclk引脚作为异步模式的数据输出，dio引脚端则只用于数据输入。 　微控制器的一个引脚可用来监视锁相环的锁定信号，即lock引脚信号。当锁相环锁定时，lock引脚为逻辑低电平。它还可以用作载波检测及监视其它内部测试信号。 　cc1020能被设置成三种不同的数据传输形式：同步nrz模式、同步曼彻斯特码模式和异步传输uart模式。这三种模式各有特点，同步曼彻斯特码抗干扰能力最好，但是波特率要低一倍，异步传输uart实现起来最简单，但是抗干扰能力最差，而同步nrz抗干扰能力比uart要好，但稍差于同步曼彻斯特码，实现难度也介于两者之间。考虑到微处理器基本都支持uart串行通讯，所以选择了这种模式，经测试效果完全能达到要求。

　　cc1020引脚接口说明

　　备注 　1.vcc引脚的电压范围为2.3-3.6v之间，不能在这个区间之外，如超过3.6v将会烧毁模块。推荐电压3.3v左右； 　2.硬件没有集成spi功能的单片机也可以控制本模块，用普通单片io口模拟spi时序进行读写操作即可；

　　cc1020结构配置接口

　　cc1020结构配置接口与微控制器的连接如图所示。微控制器使用引脚p2.2~p2.5与cc1020的结构配置接口psel、pclk、pdi、pdo连接。pdo与微控制器的一个输入端连接。pdi、pclk和psel连接到微控制器的输出端。如果把pdi和pdo连接在一起，微控制器可以使用一个双向引脚端，则可节省微控制器的一个i/o端口。 　当结构配置接口不使用时，连接到psel、pclk、pdi和pdo引脚端的微控制器引脚可作他用。当psel引脚端无效（保持高电平）时（psel引脚端低电平有效），pclk、pdi和pdo是高阻抗输入状态。psel有一个内部上拉电阻，在低功耗模式时必须断开（由微控制器三态控制），或者设为高电平，以阻止电流流入上拉电阻。

　　cc1020通过简单的四串行spi接口进行编程。有8位的结构配置寄存器。每一位寄存器的地址是7位，1位作为读/写位，初始化读或写的操作。cc1020一次完整的配置，要求发送33个数据帧，每帧16位（address 7位，r/w 1位，data 8位）。一次完整配置所需时间取决于pclk的频率。如果pclk频率为10mhz，完成一次完整配置的时间少于53ms。将cc1020设为低功耗模式，只需发送一帧数据，因此所需的时间不到2ms。所有的寄存器都是可读的。

　　CC1101与CC1020能否相符通信

　　CC101和C1020可以相互通话。这已经测试过了。使用SMARTRF工作室来生成设置——这就是我们所做的。确保为相同的频率偏差设置了两个单元（CC1020：这里输入Studio中的SEPARA.；CC1101：这里输入Studio中的DEVIA.）和数据速率。

　　浅谈cc1020的无线通信模块

　　微控制器选型

　　微控制器采用Cygnal公司生产的C8051F310，该处理器具有与8051完全兼容的CIP-51内核，是一款完全集成的混合信号ISP型MCU芯片，带有模拟多路器的10位200ksps的25通道单端/差分ADC，硬件实现的I2C、增强型UART及SPI接口，Flash存储器具有在系统重编程能力，可用于非易失性数据存储，并且允许现场更新8051固件。该型号单片机体积小、性能高，能够快速存取数据，也易于系统开发以及扩展，很适合本设计的需要。

　　CC1020结构配置接口

　　CC1020结构配置接口与微控制器的连接如图1所示。微控制器使用引脚P2.2~P2.5与CC1020的结构配置接口PSEL、PCLK、PDI、PDO连接。PDO与微控制器的一个输入端连接。PDI、PCLK和PSEL连接到微控制器的输出端。如果把PDI和PDO连接在一起，微控制器可以使用一个双向引脚端，则可节省微控制器的一个I/O端口。

　　当结构配置接口不使用时，连接到PSEL、PCLK、PDI和PDO引脚端的微控制器引脚可作他用。当PSEL引脚端无效（保持高电平）时（PSEL引脚端低电平有效），PCLK、PDI和PDO是高阻抗输入状态。PSEL有一个内部上拉电阻，在低功耗模式时必须断开（由微控制器三态控制），或者设为高电平，以阻止电流流入上拉电阻。

　　CC1020通过简单的四串行SPI接口进行编程。有8位的结构配置寄存器。每一位寄存器的地址是7位，1位作为读/写位，初始化读或写的操作。CC1020一次完整的配置，要求发送33个数据帧，每帧16位（Address 7位，R/W 1位，Data 8位）。一次完整配置所需时间取决于PCLK的频率。如果PCLK频率为10MHz，完成一次完整配置的时间少于53ms。将CC1020设为低功耗模式，只需发送一帧数据，因此所需的时间不到2ms。所有的寄存器都是可读的。

　　CC1020信号收发接口

　　CC1020信号收发接口与微控制器的连接如图1所示。微控制器使用引脚P2.6和P3.4与CC1020的双向同步数据接口DIO、DCLK连接。

　　

　　微控制器的一个双向引脚与CC1020的DIO连接，用于数据的发射与接收（输入与输出）。DCLK提供数据定时，必须连接到微控制器的一个输入端。

　　数据输出可以选择使用单独的引脚。这时要设置CC1020的INTERFACE寄存器SEP_DI_DO=1。在同步模式下，LOCK引脚用作数据输出，而DCLK引脚作为异步模式的数据输出，DIO引脚端则只用于数据输入。

　　微控制器的一个引脚可用来监视锁相环的锁定信号，即LOCK引脚信号。当锁相环锁定时，LOCK引脚为逻辑低电平。它还可以用作载波检测及监视其它内部测试信号。

　　CC1020能被设置成三种不同的数据传输形式：同步NRZ模式、同步曼彻斯特码模式和异步传输UART模式。这三种模式各有特点，同步曼彻斯特码抗干扰能力最好，但是波特率要低一倍，异步传输UART实现起来最简单，但是抗干扰能力最差，而同步NRZ抗干扰能力比UART要好，但稍差于同步曼彻斯特码，实现难度也介于两者之间。考虑到微处理器基本都支持UART串行通讯，所以选择了这种模式，经测试效果完全能达到要求。

　　CC1020天线选择

　　CC1020可以使用多种型号的天线。近程通信中常使用的天线是单极天线、螺旋型天线和环形天线。本设计使用范围最佳且简单的1/4波长单极天线。

　　电源管理

　　CC1020提供了非常灵活的电源管理，以适应电池驱动应用中对功耗的严格要求。低功耗模式通过MAIN寄存器和POWERDOWN寄存器控制。MAIN寄存器中有独立的位，用于控制接收部分、发射部分、频率合成器和晶振。这种独立控制方式使得各个应用的功耗可以优化为最小。由于本设计是单独的无线通信模块，所以对功耗要求不太严格。系统采用5V供电，经过NCP500稳定输出3V电压。

　　抗干扰措施

　　无线射频收发系统对电源噪声很敏感，因此设计时采用了无线射频部分和其它电路分开供电的方法。高频器件对于噪声敏感，因此给各部分电源加装了滤波器或稳压器，以减少电源噪声对芯片的干扰。另外，对芯片使用电源监控及看门狗电路，以便大幅度提高整个电路的抗干扰性能。

　　Chipcon公司提供了射频部分的电路参考设计，射频部分的布局参照了参考设计的布局，同时根据实际情况做了一些改动，以获得最佳效果。CC1020的外围元件很少，其中VCO电感属于关键器件，选用了高精度电感，布局上也尽可能靠近芯片，并且尽可能使两个输入引脚对称，以保证性能。另外，设计时让晶振与芯片引脚尽量靠近，并用地线把时钟区隔离起来，晶振外壳接地并固定，还使用了金属罩对射频部分进行了电磁屏蔽。使用以上措施，保证了系统的可靠运行。

　　

　　软件设计

　　通信协议采用UART格式（一个开始位，负载数据，一个结束位），另外，数据包前有同步码，同步码的作用是使接收端芯片正确识别UART格式的数据。之后要有识别码，识别码用来标志数据开始，如果正确收到识别码，说明可以正确接收数据。如果数据长度不是一定的，则在数据包开始部分加一个长度码，或在数据包结尾部分加特定结束标志。为了应付无线传输中可能出现的数据错误，在数据包最后加一个校验码，这样就可以根据应用需要选择丢掉该包或是要求重发。实际应用中发现，在数据包之后，最好要有１~２个字节的冗余码，否则，最后１个字节的数据很容易受到噪声干扰，造成错误识别。

　　结语

　　关于cc1101和cc1020的区别的相关介绍就到这了，如有不足之处欢迎指正。

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