CC1020微功率无线数传模块说明 浅谈CC1020电路应用

　　本文主要是关于CC1020的相关介绍，并着重对CC1020微功率无线数传模块进行了详尽的阐述。

　　CC1020

　　cc1020是一种理想的超高频单片收发器芯片。主要用于ism（工业、科研及医疗）频带和在426/429/433/868/915mhz频带的srd（short range device－近距离设备）中，也可经编程后用于频率为402mhz~470mhz和 804mhz~940mhz的多信道设备。

　　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。

　　CC1020微功率无线数传模块说明

　　1…微功率发射：最大发射功率为10MW ISM 2，工作频率在频带内：

　　它符合国家无线管理委员会标准，不需要申请频率。载波频率430MHz也能提供868／915MHz载波频率。它

　　三。。高抗干扰能力和低误码率：

　　基于FSK调制方式，采用高效率前向纠错信道编码技术，提高了数据的抗突发干扰和随机干扰能力。当BER为10-2时，实际BER为10-5-10-6。它

　　4…传输距离：

　　天线模型为TCA07FR（贴片天线，增益1db），距离地面2m，数据传输距离可达600m，天线模型为TQJ-400SII（长度2m，增益7.8dB），地面高度2m，数据传输距离800m。它

　　5…透明数据传输：

　　它提供透明的数据接口，可以适用于任何标准或非标准用户协议。自动滤除空气噪声和虚假数据。

　　6、多渠道：

　　C1020模块标准配置提供8个通道。以满足用户的多个通信组合。它

　　7、双串口、三接口模式：

　　C1020模块提供2个串口，COM1是TTL级的UART接口。COM2可定义为RS-232或RS-485（用户只需插入短路装置并再次上电）。它

　　8。最大数据缓冲区：

　　接口的波特率为2.4 4.8×9.6 19.2kb/s，格式为8N1/5/8E1。它可以传输无限长的数据帧一次，用户编程更灵活。

　　9…智能数据控件，用户不需要编译冗余程序：

　　即使采用半双工通信，用户也不需要编写冗余的程序，只要从接口接收或发送数据，以及进行空对空转换、控制等其他操作，模块就可以自动完成。它

　　10…低功耗和睡眠功能：

　　在接收数据的情况下，电流为22Ma，发送数据电流为33毫安，并且在睡眠时的电流仅为5uA。它

　　11…可靠性高、体积小、重量轻：

　　系统采用CC1020单片射频集成电路和单片机，外围电路少，可靠性高，故障率低。它

　　12…采用窄带通信技术。

　　由于CC1020先进射频数据芯片的窄带通信技术，通信稳定性大大提高，抗干扰性能尤其好。

　　二． CC1020微功率无线数传模块的应用 

　　CC1020微功率无线数传模块适用于：  

　　近距离无线数据传输 

　　无线数据采集 

　　无线水表、煤气表、电力表抄表 

　　工业遥控、遥测、工业数据采集 

　　自动化数据采集系统 

　　楼宇自动化、安防 

　　机房设备无线监控 

　　门禁系统 

　　POS系统，无线键盘、鼠标 无线表决器 

　　科研院所、实验室数据通讯 

　　家庭自动化数据网络组网

　　医疗设备组网 

　　江河航运、领水导航、环保检测 

　　机器人控制 

　　生物信号采集系统 

　　签到、考勤系统

　　停车场系统

　　三。采用C1020微功耗无线数据传输模块。

　　标准RS-232，485，UART/TTL级

　　有三种接口，可以直接与计算机、单片机或其它UART设备连接。cc1020无线数据传输模块应用示意图如下：

　　

　　1. 电源 

　　     CC1020使用直流电源，电压+3.0~5.0V。可以与其它设备共用电源，但请选择纹波系数较好的电源，如果有条件的话，可采用7805或其它稳压片单独供电。另外，系统设备中若有其他设备，则需可靠接地。若没有条件可靠接入大地，则可自成一地，但必须与市电完全隔离。 

　　工作时发射电流≤33mA ， 接收电流≤22mA ，休眠电源≤5uA 。

　　

　　

　　4. 信道、接口、数据格式设定： 

　　     用户使用CC1020之前，需要根据自已的需要进行简单的配置，以确定信道、接口方式和数据格式。 

　　CC1020的右上角有一组5位的短跳线（JP2），分别定义为ABCDE，假设跳线开路（不插短路器）为状态1，跳线短路（插入短路器）为状态0，则配置方法如下：

　　四． CC1020无线模块的组网应用及编程时注意事项：

　　CC1020的通信信道是半双工的，最适合点对多点的通信方式，这种方式首先需要设1个主站，其余为从站，所有站都编一个唯一的地址。通信的协调完全由主站控制，主站采用带地址码的数据帧发送数据或命令，从站全部都接收，并将接收到的地址码与本地地址码比较，不同则将数据全部丢掉，不做任何响应; 地址码相同，则证明数据是给本地的，从站根据传过来的数据或命令进行不同的响应，将响应的数据发送回去。这些工作都需要上层协议来完成，并可保证在任何一个瞬间，通信网中只有一个电台处于发送状态，以免相互干扰。 

　　CC1020也可以用于点对点通信，使用更加简单，在对串口的编程时，只要记住其为半双工通信方式，时刻注意收发的来回时序就可以了。

　　结语

　　关于CC1020的相关介绍就到这了，如有不足之处欢迎指正。

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