无线传输模块设计开发方案报告书.doc

H All Right Reserved Copyright Hiline 第 1 页 共 28 页 扬 州 海 菱 电 讯 科 技 实 业 公 司 Yangzhou Hiline Telecommunication Technology Industry Co 无线传输模块无线传输模块 设计开发方案报告书设计开发方案报告书 拟拟 制制 人 黄家升人 黄家升 审审 核核 人 人 批批 准准 人 人 版版 本本 号 号 V1 0V1 0 发布日期 发布日期 20102010 年年 3 3 月月 1010 日日 文件编号 文件编号 Q HL J 014 15A 001 文件密级 文件密级 机密 电子围栏低压告警模块设计开发方案报告书 V1 0 Tel 0514 82720277 Fax 0514 87807509 2 版本修订记录版本修订记录 版本号修订日期修订内容修订人审核人 V0 12010 3 3 草稿 V1 02010 3 10 正式版 电子围栏低压告警模块设计开发方案报告书 V1 0 Tel 0514 82720277 Fax 0514 87807509 3 目录目录 1设计任务的来源和任务要求 设计任务的来源和任务要求 4 1 1任务来源 4 1 2任务要求 4 2设计方案考虑 方案说明 主要技术关键及实现途径等 设计方案考虑 方案说明 主要技术关键及实现途径等 4 2 1监控板技术要求 4 2 2监控板硬件设计 5 2 2 1原理框图 5 2 2 2关键技术设计 5 2 3监控软件设计方案 5 2 3 1监控程序设计 6 2 4主要协作 配套要求 原材料 监视和测量装置 配套件等 即组织和技术接口 8 2 5标准化考虑 8 2 6经济指标 试制费 成本估算 8 2 7设计开发各阶段计划完成日期 即试制进度 8 电子围栏低压告警模块设计开发方案报告书 V1 0 Tel 0514 82720277 Fax 0514 87807509 4 1 设计任务的来源和任务要求 设计任务的来源和任务要求 1 1 任务来源 任务来源 根据客户的合同需求和考察行业的市场需求而开发 1 2 任务要求 任务要求 功能需求 满足客户提出的各种监控要求 可靠性要求 满足系统稳定性和可靠性要求 安全性 符合 GB15842 1995 标准中的有关规定 工作环境 温度 40 85 95 相对湿度 2 设计方案考虑 方案说明 主要技术关键及实现途径等 设计方案考虑 方案说明 主要技术关键及实现途径等 2 1 监控板技术要求监控板技术要求 采用德州仪器 MSP430 高性能低功耗单片机架构 调制解调方式为 FSK 信号发射频率为 433MHz 信号发射功率为 10dBm 系统接收灵敏度为 110dBm 信号传输距离为 100m 系统集成微带天线 供电方式为电池供电 平均电流小于 100uA 电池使用时长大于 2 年 PCB 板尺寸 不大于 100 x80 mm 电子围栏低压告警模块设计开发方案报告书 V1 0 Tel 0514 82720277 Fax 0514 87807509 5 2 2 监控板硬件设计监控板硬件设计 2 2 12 2 1 原理框图原理框图 MSP430 F 2012 系统配置接口 滤波器 CC1100 微带 天线 运行指示灯 干电池稳压电路 2 2 22 2 2 关键技术设计关键技术设计 采用德州仪器 MSP430 高性能低功耗单片机架构 通过 FSK 方式实现短程无线信号传输 抗干扰设计 超低功耗设计 2 3 监控软件设计方案监控软件设计方案 无线传输模块在发送端将数字信号通过 FSK 调制到 433MHz 射频信号 并通过空间传输至目的地 接 收端将射频信号接收 并通过 FSK 解调还原成数字信号 完成信号传输 系统可实现半双工式传输 即 发送端同时也可以是接收端 藉此完成信号互传 最高传输速率高达 250KPS 电子围栏低压告警模块设计开发方案报告书 V1 0 Tel 0514 82720277 Fax 0514 87807509 6 2 3 12 3 1 监控程序设计监控程序设计 无线传输模块程序大致可以分成以下几个模块 定时器模块 FSK 发射模块 FSK 接收模块 协议 组包模块 协议拆包模块 硬件初始化模块 每个模块以下又分别有若干个处理函数 各个模块相对独 立又相互协作 由此构成一个完整的监控程序 这样使得编写代码的时候按照模块进行分工 每个人完 成相应模块 分工明确 有利于保持思维清晰 提高工作效率 在此方案里 我们将以程序的流程图为主 阐述整个程序的主要工作流程 同时规定了一些主要的 函数及其入口参数 这样有利于不同模块之间的协作 防止不同模块之间产生重复或者冲突 避免不必 要的耽误 下图为整个程序的流程图 定时器初始化 有信号待发送 协议解释 数据传输 Y N 硬件初始化 协议组包 信号发送 有信号待接收 CRC 校验码计算 有信号待发送 发送成功 超过三次 信号发送失败 校验成功 Y N Y N N N Y Y 2 3 1 12 3 1 1 定时器模块定时器模块 定时器初始化函数定时器初始化函数 电子围栏低压告警模块设计开发方案报告书 V1 0 Tel 0514 82720277 Fax 0514 87807509 7 void time init 功能 将定时器定时为 10ms 中断 参数 无 返回值 无 定时中断处理函数定时中断处理函数 interrupt void Timer A void 功能 对中断产生相应 并进行相应计数 参数 无 返回值 无 2 3 1 22 3 1 2 硬件初始化模块硬件初始化模块 硬件初始化函数硬件初始化函数 Void devInit void 功能 硬件初始化 参数 无 返回值 无 2 3 1 32 3 1 3 信号接收模块信号接收模块 FSK 信号接收函数信号接收函数 INT8U halRfReceivePacket INT8U rxBuf INT8U length 功能 接收信号 参数 rxBuf 为要接收的信号 length 为信号长度 返回值 无 2 3 1 42 3 1 4 信号发送模块信号发送模块 FSK 信号发送函数信号发送函数 void halRfSendPacket INT8U txBuf INT8U size 功能 信号发送 参数 txBuf 为发送信号的内容 size 为发送长度 返回值 无 2 3 1 52 3 1 5 协议模块协议模块 协议组包函数协议组包函数 INT8U pack INT8U bufIn INT8U bufOut INT8U size 功能 按照协议进行组包 参数 bufIn 为待组包内容 bufOut 为已组包内容 返回值 组包成功或失败 协议拆包函数协议拆包函数 电子围栏低压告警模块设计开发方案报告书 V1 0 Tel 0514 82720277 Fax 0514 87807509 8 INT8U unPack INT8U bufIn INT8U bufOut INT8U size 功能 按照协议进行组包 参数 bufIn 为待拆包内容 bufOut 为已拆包内容 返回值 拆包成功或失败 2 4 主要协作 配套要求 原材料 监视和测量装置 配套件等 主要协作 配套要求 原材料 监视和测量装置 配套件等 即组织和 即组织和 技术接口 技术接口 对外主要协作是模块的安装固定和机箱机加工 负责人 曹汉之 属于海菱研发部 原材料的采购 负责人 张琳 属于海菱采购部 主要研发设计 负责人 黄家升 属于海菱研发部 2 5 标准化考虑标准化考虑 监控板的尺寸 安装结构符合客户提出的要求 2 6 经济指标 试制费 成本估算 经济指标 试制费 成本估算 预计试制期间需要采购小批量的不同类型的器件 需要 150 元 每套监控板的成本估算为200 元 2 7 设计开发各阶段计划完成日期 即试制进度 设计开发各阶段计划完成日期 即试制进度 方案报告阶段 含评审 2010 年 3 月 10 日 2010 年 3 月 15 日 样品试制阶段 含评审 2010 年 3 月 15 日 2010 年 4 月 5 日 电子围栏低压告警模块设计开发方案报告书 V1 0 Tel 0514 82720277 Fax 0514 87807509 9 文 档 名 版 本 号 制 定 人 制定日期 研发部审批 意见 签名 日期 生产部审批 意见 签名 日期 财务部审批 意见 签名 日期 客户方审批 意见 签名 日期 总经理审批 意见 签名 日期 经办人签字 日 期 电子围栏低压告警模块设计开发方案报告书 V1 0 Tel 0514 82720277 Fax 0514 87807509 10 全局变量定义 INT8U PaTabel 8 0 xC6 0 xC6 0 xC6 0 xC6 0 xC6 0 xC6 0 xC6 0 xC6 void nop char i 0 i i i i i i void delay INT16U t while t 函数名 SpiInit void 输入 无 输出 无 功能描述 SPI 总线初始化程序 电子围栏低压告警模块设计开发方案报告书 V1 0 Tel 0514 82720277 Fax 0514 87807509 11 void SpiInit void CC1100 CSN LOW CC1100 SCK LOW CC1100 CSN HIGH 函数名 SpisendByte INT8U dat 输入 发送的数据 输出 无 功能描述 SPI 发送一个字节 INT8U SpiTxRxByte INT8U dat INT8U i temp temp 0 CC1100 SCK LOW nop for i 0 i 8 i if dat else CC1100 MOSI LOW 电子围栏低压告警模块设计开发方案报告书 V1 0 Tel 0514 82720277 Fax 0514 87807509 12 dat 1 CC1100 SCK HIGH nop nop nop nop temp 1 if CC1100 MISO temp CC1100 SCK LOW nop nop nop nop return temp 函数名 void halSpiWriteReg INT8U addr INT8U value 输入 地址和配置字 输出 无 功能描述 SPI 写寄存器 void halSpiWriteReg INT8U addr INT8U value CC1100 CSN LOW while CC1100 GDO0 电子围栏低压告警模块设计开发方案报告书 V1 0 Tel 0514 82720277 Fax 0514 87807509 13 SpiTxRxByte addr 写地址 SpiTxRxByte value 写入配置 CC1100 CSN HIGH 函数名 void halSpiWriteBurstReg INT8U addr INT8U buffer INT8U count 输入 地址 写入缓冲区 写入个数 输出 无 功能描述 SPI 连续写配置寄存器 void halSpiWriteBurstReg INT8U addr INT8U buffer INT8U count INT8U i temp temp addr WRITE BURST closeGlobalIsr 关中断 CC1100 CSN LOW while CC1100 GDO0 SpiTxRxByte temp for i 0 i count i SpiTxRxByte buffer i openGlobalIsr 开中断 CC1100 CSN HIGH 电子围栏低压告警模块设计开发方案报告书 V1 0 Tel 0514 82720277 Fax 0514 87807509 14 函数名 void halSpiStrobe INT8U strobe 输入 命令 输出 无 功能描述 SPI 写命令 void halSpiStrobe INT8U strobe CC1100 CSN LOW while CC1100 GDO0 SpiTxRxByte strobe 写入命令 CC1100 CSN HIGH 函数名 INT8U halSpiReadReg INT8U addr 输入 地址 输出 该寄存器的配置字 功能描述 SPI 读寄存器 INT8U halSpiReadReg INT8U addr INT8U temp value temp addr READ SINGLE 读寄存器命令 电子围栏低压告警模块设计开发方案报告书 V1 0 Tel 0514 82720277 Fax 0514 87807509 15 CC1100 CSN LOW while CC1100 GDO0 SpiTxRxByte temp value SpiTxRxByte 0 CC1100 CSN HIGH return value 函数名 void halSpiReadBurstReg INT8U addr INT8U buffer INT8U count 输入 地址 读出数据后暂存的缓冲区 读出配置个数 输出 无 功能描述 SPI 连续写配置寄存器 void halSpiReadBurstReg INT8U addr INT8U buffer INT8U count INT8U i temp temp addr READ BURST 写入要读的配置寄存器地址和读命令 CC1100 CSN LOW while CC1100 GDO0 SpiTxRxByte temp for i 0 i count i buffer i SpiTxRxByte 0 CC1100 CSN HIGH 电子围栏低压告警模块设计开发方案报告书 V1 0 Tel 0514 82720277 Fax 0514 87807509 16 函数名 INT8U halSpiReadReg INT8U addr 输入 地址 输出 该状态寄存器当前值 功能描述 SPI 读状态寄存器 INT8U halSpiReadStatus INT8U addr INT8U value temp temp addr READ BURST 写入要读的状态寄存器的地址同时写入读命令 CC1100 CSN LOW while CC1100 GDO0 SpiTxRxByte temp value SpiTxRxByte 0 CC1100 CSN HIGH return value void halWait INT16U timeout INT8U i 电子围栏低压告警模块设计开发方案报告书 V1 0 Tel 0514 82720277 Fax 0514 87807509 17 do for i 0 i j break Asserts when sync word has been sent received i 0 while 0 CC1100 GDO0 if i j break de asserts at the end of the packet delay j 保证一定的延时 否则出现乱码 电子围栏低压告警模块设计开发方案报告书 V1 0 Tel 0514 82720277 Fax 0514 87807509 22 halSpiStrobe CCxxx0 SFTX halSpiStrobe CCxxx0 SIDLE INT8U rssiLevel 函数名 NT8U halRfReceivePacket INT8U rxBuf INT8U length 输入 接收的缓冲区 接收数据个数 输出 无 功能描述 CC1100 接收一组数据 INT8U halRfReceivePacket INT8U rxBuf INT8U length INT8U status 2 INT8U packetLength halSpiStrobe CCxxx0 SRX 进入接收状态 while 0 CC1100 GDO0 while 0 CC1100 GDO0 delay 25 length 保证一定的延时 否则出现乱码 delay 1000 保证一定的延时 否则出现乱码 halWait 1 delay 10 if halSpiReadStatus CCxxx0 RXBYTES 读出第一个字节 此字节为该帧数据长度 电子围栏低压告警模块设计开发方案报告书 V1 0 Tel 0514 82720277 Fax 0514 87807509 23 if packetLength EVENT0 10400 0 x28A0 halSpiWriteReg CCxxx0 WOREVT1 0 x28 High byte Event0 timeout halSpiWriteReg CCxxx0 WOREVT0 0 xA0 Low byte Event0 timeout EVENT0 52000 0 xCB20 1 5s halSpiWriteReg CCxxx0 WOREVT1 0 xCB High byte Event0 timeout halSpiWriteReg CCxxx0 WOREVT0 0 x20 Low byte Event0 timeout EVENT0 62400 0 xF3C0 1 8s halSpiWriteReg CCxxx0 WOREVT1 0 xF3 High byte Event0 timeout halSpiWriteReg CCxxx0 WOREVT0 0 xC0 Low byte Event0 timeout Setting Rx timeout 1 0 ms MCSM2 RX TIME 101b Rx timeout T event0 2 8 WOR RES 300 ms 256 1 17 ms i e 0 391 RX duty cycle 电子围栏低压告警模块设计开发方案报告书 V1 0 Tel 0514 82720277 Fax 0514 87807509 26 halSpiWriteReg CCxxx0 MCSM2 0 x04 1 17 ms 5 2 halSpiWriteReg CCxxx0 MCSM2 0 x05 1 17 ms 5 halSpiWriteReg CCxxx0 MCSM2 0 x06 1 17 ms 5 2 halSpiWriteReg CCxxx0 MCSM2 0 x02 1 17 8 ms 5 halSpiWriteReg CCxxx0 MCSM2 0 x03 1 17ms 4 5 Enable automatic FS calibration when going from IDLE to RX TX FSTXON in between EVENT0 and EVENT1 halSpiWriteReg CCxxx0 MCSM0 0 x18 RXOFF MODE 01b RX FSTXON 9 6 us TXOFF MODE 00b TX IDLE no FS calib 0 1 us halSpiWriteReg CCxxx0 MCSM1 0 x04 Enable external interrupt when packet is received IOCFG2 register 0 x06 GDO2 pin is asserted when sync word detected sent de asserted at end of packet MCU is interrupted by radio on low edge of GDO2 i e whenever a packet is received closeGlobalIsr startGDO0Isr Enable external interrupt on low edge openGlobalIsr LED OFF Turn on yellow LED to indica