當(dāng)前許多應(yīng)用領(lǐng)域都采用無(wú)線方式進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸是指利用無(wú)線傳輸模塊將工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備輸出的各種物理量進(jìn)行遠(yuǎn)程傳輸，如果傳輸?shù)氖情_(kāi)關(guān)量，也可以做到遠(yuǎn)程設(shè)備遙測(cè)遙控。
無(wú)線數(shù)傳設(shè)備DTD433可以提供高穩(wěn)定、高可靠、低成本的數(shù)據(jù)傳輸。它提供了透明的RS232/RS485接口，具有安裝維護(hù)方便、繞射能力強(qiáng)、組網(wǎng)結(jié)構(gòu)靈活、大范圍覆蓋等特點(diǎn)，適合于點(diǎn)多而分散、地理環(huán)境復(fù)雜等應(yīng)用場(chǎng)合。該設(shè)備提供點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信，也可以實(shí)現(xiàn)點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)通信，不需要編寫(xiě)程序，不需要布線。一般電工調(diào)試也可以通過(guò)。無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備廣泛應(yīng)用于無(wú)線數(shù)傳領(lǐng)域，典型應(yīng)用包括遙控、遙感、遙測(cè)系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)采集、檢測(cè)、報(bào)警、過(guò)程控制等環(huán)節(jié)。
1 射頻數(shù)傳模塊開(kāi)發(fā)平臺(tái)的構(gòu)建
建立軟硬件開(kāi)發(fā)平臺(tái)是模塊開(kāi)發(fā)的首要任務(wù)，比較了幾種射頻數(shù)傳模塊方案，最后決定采用由LPC900系列FLASH單片機(jī)和CC1000射頻傳輸芯片為主芯片的開(kāi)發(fā)方案。
1.1 主芯片簡(jiǎn)介
LPC2900 FLASH單片機(jī)是恩智浦半導(dǎo)體（NXP Semiconductors）（由飛利浦創(chuàng)建的獨(dú)立半導(dǎo)體公司）發(fā)布了LPC2900系列微控制器，進(jìn)一步擴(kuò)展了其ARM7和ARM9微控制器業(yè)界最廣泛的生產(chǎn)線。恩智浦LPC2900基于廣受歡迎的、高性能的ARM968E-S處理器，針對(duì)工業(yè)、醫(yī)療、發(fā)動(dòng)機(jī)控制和汽車(chē)電子行業(yè)內(nèi)的應(yīng)用，為設(shè)計(jì)師提供一個(gè)具有高成本效益、靈活的、低功耗的解決方案。
CC1000是根據(jù)Chipcon公司的SmartRF技術(shù)，在0.35μm CMOS 工藝下制造的一種理想的超高頻單片收發(fā)通信芯片。它的工作頻帶在315、868及915MHz，但CC1000很容易通過(guò)編程使其工作在300～1000MHz范圍內(nèi)。它具有低電壓（2.3～3.6V），極低的功耗，可編程輸出功率（-20～10dBm），高靈敏度（一般-109dBm），小尺寸（TSSOP-28封裝），集成了位同步器等特點(diǎn)。其FSK數(shù)傳可達(dá)72.8Kbps，具有250Hz步長(zhǎng)可編程頻率能力，適用于跳頻協(xié)議；主要工作參數(shù)能通過(guò)串行總線接口編程改變，使用非常靈活。
1.2 開(kāi)發(fā)平臺(tái)構(gòu)建
LPC900系列單片機(jī)提供了較為完善的軟硬件開(kāi)發(fā)工具，在系統(tǒng)開(kāi)發(fā)中采用TKS932仿真器，用于系統(tǒng)的仿真、調(diào)試。該仿真器支持目前流行的KEILC公司的μVisionⅡ集成開(kāi)發(fā)環(huán)境。
通過(guò)自行設(shè)計(jì)的射頻模塊開(kāi)發(fā)板以及附加一些輔助電路，配合TKS932仿真器及軟件開(kāi)發(fā)工具μVisionⅡ，構(gòu)成的射頻數(shù)傳模塊開(kāi)發(fā)平臺(tái)的框圖如圖1所示。
2 軟件開(kāi)發(fā)及調(diào)試
2.1 數(shù)傳模塊軟件基本結(jié)構(gòu)說(shuō)明
射頻傳輸芯片CCl000具有3種狀態(tài)：IDEL（空閑），RX（接收數(shù)據(jù)），TX（發(fā)送數(shù)據(jù)）。整體上看，這是個(gè)具有3種狀態(tài)的狀態(tài)機(jī)模型，狀態(tài)之間的相互轉(zhuǎn)換見(jiàn)圖2。模塊主程序除了完成基本的芯片初始化工作外，程序的運(yùn)行主要是根據(jù)在CC1000的DCLK管腳產(chǎn)生的中斷，由中斷管理程序進(jìn)行狀態(tài)檢測(cè)及切換.
2.2 軟件調(diào)試開(kāi)發(fā)中遇到的問(wèn)題分析
該開(kāi)發(fā)平臺(tái)采用的軟件開(kāi)發(fā)環(huán)境為μVisionⅡ。該環(huán)境內(nèi)嵌多種符合當(dāng)前工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的開(kāi)發(fā)工具，可以完成從工程建立和管理、編譯、連接、目標(biāo)代碼的生成，軟件仿真，硬件仿真等完整的開(kāi)發(fā)流程。即使不使用C語(yǔ)言而僅用匯編語(yǔ)言編程，其方便的集成環(huán)境、強(qiáng)大的軟件仿真調(diào)試工具也會(huì)令開(kāi)發(fā)進(jìn)度大大加快。但是其開(kāi)發(fā)環(huán)境又有其自身的特色，需要對(duì)其中一些特殊的問(wèn)題加以考慮。
2.2.1 程序中的關(guān)鍵字
在進(jìn)行程序設(shè)計(jì)時(shí)不能使用C51編譯器的關(guān)鍵字來(lái)定義變量名或者函數(shù)名。C51是區(qū)別大、小字母的，而關(guān)鍵字都是小寫(xiě)字母。
一些函數(shù)定義從字面上看沒(méi)有問(wèn)題，但在編譯時(shí)均指示錯(cuò)誤，查看C51關(guān)鍵字有關(guān)目錄，查出原因在于變量參數(shù)data為其關(guān)鍵字，造成了編譯時(shí)的錯(cuò)誤。
下面列出了一些常用的關(guān)鍵字，在程序設(shè)計(jì)時(shí)定義變量或函數(shù)名時(shí)應(yīng)特別注意避免使用：
_at_，alien，bdata，bit，code，data，idata，large，pdata，sbit，sfr，sfrl6，smal，task，using，xdata，priority。
2.2.2 BIT和SBIT的區(qū)別和全局變量、局部變量的使用
bit主要用位變量操作。sbit雖然也是用于位變量的操作，但其使用范圍較bit更廣泛。sbit不僅可以用于定義可位尋址寄存器的各個(gè)位，使我們可以對(duì)寄存器進(jìn)行位操作，sbit的另一個(gè)重要作用在于構(gòu)建類(lèi)似于共用體數(shù)據(jù)類(lèi)型，這種數(shù)據(jù)類(lèi)型在LPC922與CC1000的串行／并行數(shù)據(jù)相互轉(zhuǎn)換中起著重要的作用。例如：
unsigned char bdata myDatas2；／／定義一個(gè)可位尋址的全局變量
?。x變量的各個(gè)位
sbit cDatas0=myDatas2＾O；
sbit cDatasl=myDatas2＾l；
sbit cDatas2=myDatas2＾2；
sbit cDatas3=myDatas2＾3；
sbit eDatas4=myDatas2＾4；
sbit eDatas5=myDatas2＾5；
sbit cDatas6=myDatas2＾6；
sbit cDatas7=myDatas2＾7；
在這里myDatas2既可以作為一個(gè)8位的變量使用，同時(shí)各個(gè)位也可以單獨(dú)使用，這在串／并數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換的場(chǎng)合是很有用的。特別需要注意的是，myDatas2這個(gè)可位尋址變量必須以全局變量的形式予以定義，如果定義為局部變量，編譯器也將產(chǎn)生錯(cuò)誤。
2.2.3 UART通訊和函數(shù)調(diào)用
在進(jìn)行硬件仿真時(shí)，需要進(jìn)行LPC922與PC機(jī)之間的UART串行通信，這樣可以把有關(guān)調(diào)試信息直觀地顯示在超級(jí)終端上。初期一直存在無(wú)法通信問(wèn)題，為此調(diào)試了有關(guān)串口讀寫(xiě)的底層代碼。
原來(lái)的單片機(jī)與PC機(jī)串口通訊寫(xiě)程序如下：
原來(lái)的UART寫(xiě)字符串函數(shù)writeln是通過(guò)調(diào)用putchar函數(shù)來(lái)進(jìn)行的，但在硬件仿真時(shí)一直出錯(cuò)，當(dāng)把這部分程序單獨(dú)分離出來(lái)進(jìn)行仿真時(shí)，卻未出現(xiàn)問(wèn)題。后來(lái)分析考慮推想可能原因是：C51由于內(nèi)部堆棧空間的限制，在函數(shù)調(diào)用時(shí)，提供的是一種壓縮棧，每個(gè)過(guò)程被給定一個(gè)空間用于存放局部變量，過(guò)程中的每個(gè)變量都存放在這個(gè)空間的固定位置，當(dāng)多重調(diào)用或者遞歸調(diào)用這個(gè)過(guò)程時(shí)，會(huì)導(dǎo)致變量被覆蓋而出錯(cuò)。此時(shí)應(yīng)把該函數(shù)定義為可重入函數(shù)，但是再入函數(shù)因?yàn)橐鲆恍┨厥獾奶幚恚话氵\(yùn)行起來(lái)都比較慢。在這個(gè)程序中寫(xiě)UART操作對(duì)函數(shù)putchar調(diào)用時(shí)，程序的其他部分也在調(diào)用該函數(shù)，覆蓋了傳遞給putchar函數(shù)的參數(shù)，導(dǎo)致程序運(yùn)行出錯(cuò)。于是對(duì)程序做了修改如下：
修改過(guò)的程序與原來(lái)程序差別在于不再進(jìn)行putchar函數(shù)調(diào)用，而直接進(jìn)行有關(guān)操作。修改后再進(jìn)行硬件仿真，問(wèn)題得到了很好的解決。由此可以看到，LPC900單片機(jī)由于內(nèi)部堆棧資源有限，在程序設(shè)計(jì)時(shí)當(dāng)發(fā)現(xiàn)程序運(yùn)行異常時(shí)，應(yīng)特別注意函數(shù)調(diào)用帶來(lái)的問(wèn)題。當(dāng)然出現(xiàn)這個(gè)問(wèn)題還可能會(huì)有其他方面的原因。
2.2.4 看門(mén)狗
當(dāng)系統(tǒng)處于一些比較惡劣環(huán)境（工控、底層采集等），如果系統(tǒng)的抗干擾沒(méi)有做好，則容易出現(xiàn)"死機(jī)"現(xiàn)象，這時(shí)硬件電路并沒(méi)有損壞，只是內(nèi)部程序運(yùn)行出現(xiàn)錯(cuò)誤，必須復(fù)位才能恢復(fù)，這時(shí)可用"看門(mén)狗"來(lái)解決問(wèn)題。看門(mén)狗定時(shí)器子系統(tǒng)可通過(guò)復(fù)位使系統(tǒng)從錯(cuò)誤的操作中恢復(fù)。但是任何事情都有其兩面性，當(dāng)軟件沒(méi)能在定時(shí)器溢出之前將其清零或者重新賦值，看門(mén)狗定時(shí)器就會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)產(chǎn)生一次復(fù)位，從而產(chǎn)生錯(cuò)誤。
仿真開(kāi)發(fā)板上采用的是LPC922，因此對(duì)其復(fù)位時(shí)的有關(guān)看門(mén)狗的寄存器進(jìn)行了具體分析，最后發(fā)現(xiàn)問(wèn)題是由于沒(méi)有在一定的時(shí)間內(nèi)及時(shí)對(duì)看門(mén)狗進(jìn)行重新的配置參數(shù)造成的。通過(guò)對(duì)WDCON，WDL，WFEED1，WFEED2這4個(gè)與看門(mén)狗有關(guān)的寄存器進(jìn)行合理配置，很好地解決了程序復(fù)位問(wèn)題。
2.2.5 LPC900讀操作和CC1000寄存器讀寫(xiě)
LPC900系列單片機(jī)通常也具有51單片機(jī)的一些特點(diǎn)，在使用時(shí)也應(yīng)注意。當(dāng)其I／O口作為輸入口使用時(shí)，有2種工作方式，即讀端口和讀引腳。讀端口實(shí)際上并不從外部讀入數(shù)據(jù)，而只是把端口鎖存器的內(nèi)容讀到內(nèi)部總線，經(jīng)過(guò)某種運(yùn)算或者變換后，再寫(xiě)回到端口鎖存器。
讀引腳時(shí)才真正地把外部的數(shù)據(jù)讀入到內(nèi)部總線。這時(shí)要先通過(guò)指令，把端口鎖存器置1，然后再進(jìn)行讀引腳操作，否則就可能讀錯(cuò)。在LPC922讀寫(xiě)CC1000寄存器過(guò)程中涉及到有關(guān)讀引腳操作問(wèn)題，應(yīng)區(qū)別這2種工作方式。
3 結(jié)語(yǔ)
在本文介紹的開(kāi)發(fā)平臺(tái)上利用LPC900系列單片機(jī)實(shí)現(xiàn)了根據(jù)不同的應(yīng)用需要對(duì)射頻模塊上CC1000寄存器進(jìn)行有效的參數(shù)讀寫(xiě)配置控制，初步達(dá)到了設(shè)計(jì)要求。對(duì)軟件開(kāi)發(fā)中所遇到問(wèn)題的分析討論，在LPC900系列單片機(jī)的應(yīng)用開(kāi)發(fā)中也具有較廣泛的實(shí)際意義。