EZRadioPRO SI4432编程与寄存器配置指南

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"SI4432编程指南，涵盖了EZRadioPRO射频芯片的配置，包括数据包发射、接收、双向通信以及大容量数据传输。提供了适用于Si4431-A0和Si4432-V2版本的源代码，并详细列出了两者之间的差异，如寄存器设置、自动频率调整和调制解调器参数。文档中的示例程序可以在Silicon Labs网站或评估板工具包的WDS光盘上获取。" SI4432编程指南主要针对的是EZRadioPRO系列的射频收发器，特别是Si4431-A0和Si4432-V2型号。这个指南的核心目的是教会用户如何配置和控制这些设备，以便在FIFO模式下进行高效的数据传输。在FIFO（First In First Out，先进先出）模式中，数据包的发送和接收可以通过缓冲区进行管理，提高了数据处理的速度和效率。文档中包含的几个关键操作示例： 1. FIFO模式下的数据包发射：展示如何使用EZRadioPRO发射器或收发器设置和传输数据包。 2. FIFO模式下的数据包接收：演示如何使用接收器或收发器接收FIFO模式下的数据包。 3. 双向基本通信：解释如何利用EZRadioPRO收发器实现双向通信，这是许多无线通信应用的基础。 4. 大容量数据包传输：教用户如何处理超过64字节的大数据包，这对于大数据量的无线传输至关重要。硬件选项部分详细比较了Si4431-A0和Si4432-V2的差异，例如Si4432-V2需要对某些寄存器进行非默认值编程，而Si4431-A0则不需要；频率调整机制的不同，以及调制解调器参数的差异。这些信息对于正确配置和优化设备性能至关重要。文档还提供源代码示例，这些示例可以直接在Silicon Labs网站下载，或者在与评估板工具包配套的WDS光盘上找到。这些示例已经针对Si4431-A0和Si4432-V2进行了优化，可以无缝支持对应的设备，甚至在某些情况下，如Si4431-A0的发射代码，可以应用于其他类似型号，只需调整中心频率设置。 "SI4432编程指南"是一个全面的参考资料，对于开发基于EZRadioPRO芯片的无线通信系统或产品设计人员来说，是不可或缺的工具。通过深入理解并应用该指南中的知识，开发者能够有效配置和控制这些射频设备，实现高效的无线通信功能。

length）和 CRC。

在允许接收器后，将开始接收数据，即使没有信号存在。为了使接收器能侦测到可用数据包存在，发

射的数据包应该以引导码和同步字开始。

z 引导码（preamble）是一串连续的 0101，用于同步发射器和接收器。引导码是数据中具有连续边

沿变化的一串已知的序列，所以接收器节点的解调器和时钟恢复电路能够被正确地处理。引导码最小长度

与应用有关。详细内容见“4.使用接收数据包处理器（packet handler）的数据包接收”。

z 在发射器和接收器同步之后，接收器必须找出数据包中的有效载荷数据（payload data）从什么地

方开始。发射器包含了一个已知位字段来帮助识别有效载荷数据（payload data）：同步字（synchron word）。

接收器还需要知道发送的数据包有多长。有几种可能性可以用于指示数据包的长度：

z 在数据包的结尾发送一个特殊的字符；

z 总是发射固定长度的数据包；

z 在发射的数据包中包含长度信息。

在示例代码中，有效载荷的长度包含在数据包里。

在 RF 物理信道中，发射的数据包会由于噪声或其他 RF 发射器在同一时间发送数据包而破坏，所以

强烈建议使用一些错误检查，以便确认接收的数据是否可用或包含错误。

如果通信受到干扰，将引起一系列的位错误，这可以用 CRC 来识别。简单的检验可以用于识别单个

位错误，大多数链接中断则会引起突发错误，这就需要 CRC 来做健壮检测。

3.1. 器件的初始化

EZRadioPRO 器件有一个内置的数据包处理器（packet handler）来自动进行数据包发射。在基本的数

据包参数被初始化之后，有效载荷数据（payload data）只需要送到 FIFO，数据包发射就会自动开始。整

个数据包的建立和发送都由器件完成，而不用微控制器。在数据包发射完成后，器件将为微控制器产生一

个中断，并返回以前的激活状态。

本节描述如何配置 EZRadioPRO 发射器或收发器来发送表 1 所示的数据包。tx_SDBC_DK3或 tx_EZlink

示例项目用于演示数据包发射。本节使用的代码段拷贝至 main_sdbc_dk3.c 或 main_ezlink 文件。

器件初始化的代码部分必须在下列情况执行：

z 一个复位事件发生。

z 器件的 power down 引脚被拉低（器件允许）。

注意：EZRadioPRO 器件的上电复位周期持续 15ms。在这个复位期间，器件不能接收任何 SPI 命令。

有两种方法可以确定在复位事件后芯片是否准备好接收 SPI 命令。

z 在微控制器中使用一个定时器来等待 15ms。

z 允许微控制器的外部中断，等待来自芯片的一个中断。在 MCU ISR 程序中检查 ipor 中断状

态位，该状态位在 POR 事件正确结束后会被置 1。

3.1.1. 器件的软件复位

如果微控制器要处理整个应用的上电复位，那么建议在每次微控制器执行一系列上电复位时为芯片提

供一个软件复位。

以下的代码部分给出了如何执行软件复位，并确定复位过程什么时候结束，以允许接收来自微控制器

的 SPI 命令：

//SW reset

SpiWriteRegister(0x07, 0x80); //write 0x80 to the Operating & Function Control1 register

//wait for chip ready interrupt from the radio (while the nIRQ pin is high)

while ( NIRQ == 1);

//read interrupt status registers to clear the interrupt flags and release NIRQ pin

ItStatus1 = SpiReadRegister(0x03); //read the Interrupt Status1 register

ItStatus2 = SpiReadRegister(0x04); //read the Interrupt Status2 register

3.1.2. 设置 RF 参数

以下部分设置需要进行 OOK、FSK 或 GFSK 调制数据包发射的基本 RF 参数。这些参数包括：中断频

率（center frequency）、发射数据速率（transmit data rate）和发射偏差（transmit deviation）。

/*set the physical parameters*/

//set the center frequency to 915 MHz

SpiWriteRegister(0x75, 0x75); //write 0x75 to the Frequency Band Select register

SpiWriteRegister(0x76, 0xBB); //write 0xBB to the Nominal Carrier Frequency1 register

SpiWriteRegister(0x77, 0x80); //write 0x80 to the Nominal Carrier Frequency0 register

//set the desired TX data rate (9.6kbps)

SpiWriteRegister(0x6E, 0x4E); //write 0x4E to the TXDataRate 1 register

SpiWriteRegister(0x6F, 0xA5); //write 0xA5 to the TXDataRate 0 register

SpiWriteRegister(0x70, 0x2C); //write 0x2C to the Modulation Mode Control 1 register

//set the desired TX deviation (+-45 kHz)

SpiWriteRegister(0x72, 0x48); //write 0x48 to the Frequency Deviation register

注意：对于 OOK 调制，不需要配置发射偏差（transmit deviation）。

除了 TX Data Rate 0 和 TX Data Rate 1 寄存器以外，还有一位用于定义数据速率：“txdtrtscale”

（Modulation Mode Control1 寄存器的 bit5）。如果希望数据速率低于 30kbps，“txdtrtscale”位必须设置为 1。

偏差（deviation）的最高位（MSB）设置在 Modulation Mode Control register 2 (fd[8] – bit2)。

3.1.3. 设置数据包配置（Packet Configuration）

EZRadioPRO 器件提供了一个非常灵活的处理器来支持宽范围的数据配置，包括以下内容：

z 可编程引导码（最多 512 字节）

z 可编程同步字长度和字段（最多 4 字节）

z 自动桢头（header）发生和 qualification（最多 4 字节）

z 最多 64 字节的有效载荷数据（payload data）（使用内置 FIFO）

z 自动 CRC 计算和检验（支持 3 种不同的 CRC 多项式）

如果用户的应用使用符合以下选项的数据包配置，就可以使用 EZRadioPRO 数据包处理器（packet

handler）。使用数据包处理器（packet handler）允许 MCU 在配置期间对发射数据包格式和结构进行配置。

在发射数据包时，MCU 只需要在每个数据包发射之前将有效载荷数据（

payload data）放到 TX FIFO 中，

数据包处理器（packet handler）将自动构造和发射该数据包。

EZRadioPRO 器件另一个强大的功能是自动天线分集（Automatic Antenna Diversity）。天线分集（Antenna

diversity）允许接收器使用两个独立的天线，以帮助解决多路径衰减或天线极化的影响。接收器将自动评

估两个天线的信号强度，并选择功率最大的天线。在接收模式中使用天线分集（Antenna diversity），发射

器需要被正确配置以便系统支持分集（diversity）。对天线分集（Antenna diversity）需要考虑以下内容：

z 需要较长的引导码以便接收器评估两个天线的信号强度等级，从而确定使用哪一个天线来接收数

据包。

z 内置天线分集算法（antenna diversity algorithm）使用 GPIO 引脚来控制 RF 开关（用于选择正确

的天线）。两个 GPIO 必须配置成 RF 开关的控制信号。

z RF 开关控制信号的极性必须配置正确。

下面给出的示例代码演示了如何为表 1 所示的简单数据包配置数据包处理器（packet handler）。

该示例可以被编译用于天线分集（Antenna diversity）或非天线分集（Antenna diversity）操作。这可以

通过以下配置选项（见“2. 硬件选项” ）来选择：SEPARATE_RX_TX 、 ANTENNA_DIVERSITY 、

ONE_SMA_WITH_RF_SWITCH。

引导码（preamble）长度要根据是否允许天线分集算法（antenna diversity algorithm）来设置：

z 在天线分集（Antenna diversity）被禁止时，需要发送 5 个字节的引导码（preamble）。较少的引导

码会使得接收器使能自动频率调整（AFC），引导码检测阀值（

preamble detection threshold）为 2 个字

节。

z 在天线分集（Antenna diversity）被允许时，必须发射一个较长的引导码。较长的引导码可让接收

器有充足的时间来评估两个天线的信号强度、正确处理时钟恢复（clock recovery）电路等。

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