基于USB接口的嵌入式无线传输系统设计

摘要：为了解决有线数据传输的线路布放和数据通信接口问题，方便仪器设备之间的连接，设计了一种基于USB接口的嵌入式无线传输系统。系统把新一代USB接口芯片CP2101与低功耗RF收发芯片CC1101相结合，采用单片机控制，通过自主灵活的通信协议和全球ISM频段通信标准，以及高效前向纠错信道编码技术，实现了中短距离内准确、稳定、高速的数据传输。关键词：无线传输；CP2101；CC1101；嵌入式系统 基于USB接口的嵌入式无线传输系统设计在涉及通信接口时，为了解决PC机串口和并口严重不足的问题以及方便仪器设备之间的连接，提出了无线传输技术和USB接口相结合的方案。无线传输和USB接口在各自的应用领域都不再是新概念，但将两者相结合确是一个较为独特的设计创新。1 系统结构总体设计 整个设计主要实现基于USB接口的数字无线RF发送与接收，系统结构设计如图1所示，可分为3大部分：无线RF电路、微控制器电路、USB接口电路。

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无线RF电路的主要功能是将从微控制器送来的数据按照预设的调制格式送到天线激励电磁波发射，并将从天线接收到的调制信号解调得到基带信号，再送给微控制器。微控制器(AT89C51)电路是整个设计系统的控制核心，是RF电路与USB接口之间的通信桥梁，同时也是RF电路的控制芯片，这部分需完成两大功能：其一是对RF芯片进行寄存器配置(通信参数配置)和数字通信，其二是与USB芯片进行数据传递以及对USB接口通信波特率设置。2 硬件电路设计与实现 硬件电路按结构与功能分由3部分组成：无线RF电路、微控制器接口电路、USB接口电路。2．1 无线RF电路 基于CC1101的无线RF电路设计如图2所示。

CC1101是TI公司生产的一款高集成度、高灵敏度、多通道UHF收发机，专为低功耗无线数据传输所设计，特别是用在315／433／868／915 MHz频点的ISM(工业、科学、医疗)和SRD(短距离设备)领域。它的RF收发器集成了一个配置非常灵活的调制解调器，支持多种不同的调制方式，其数据传输率可达500 kbps，且具有远程无线唤醒(WOR)功能。RF芯片CC1101采用的是基于0．18μsCMOS晶体的Chipcon的SmartRF04技术，它资源开放性非常好，外围电路设计简单，特别是这款RF芯片的输出功率、载波频率、通信波特率可由控制芯片对相关寄存器编程更改，设计与应用非常灵活。

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