内嵌微控制器的无线数据发射器的特性及应用

1、    内嵌微控制器的无线数据发射器的特性及应用    内嵌微控制器的无线数据发射器的特性及应用    类别：嵌入式系统      作者：南华大学电气工程学院    黄智伟 朱卫华 陈 和    来源：单片机与嵌入式系统应用         

2、0;                                                 

3、0;摘要：简要介绍内嵌AVR    RISC微控制器的无线数据发射器AT86RF401的功能、内部结构、引脚排列及典型的应用电路。                关键词：线数据传输    无线发射器 微控制器            概 述&

4、#160;   AT86RF401是单片机集成内嵌AVR RISC微控制器的RF无线数据发射器，输出频率范围为250450MHz，最大输出功率+6dBm，发射率10Kband。芯片内嵌AVR    RISC微控制器、2KB（1K×16b）的Flash程序存储器、128B（字节）的可下载的EEPROM数据存储器、128B的RISC    SRAM、看门狗定时器、6个通用I/O、在系统可编程。工作电压2.03.5V。待机电流0.10.5A，发射电流17mA，可用CR20332/C

5、R201B    LiMnO2电源供电。可用于遥控无键入口（RKE）发射器、车库门开门器、遥测(轮胎压力，水、电、气表，贵重物品跟踪)、无线安防系统、无线电遥控等应用领域。     一、引脚排列及功能    AT86RF401采用20脚TSSOP封装，各引脚功能如表1所列。     表1 AT86RF401引脚功能         引 脚 

6、0;  符 号    功     能         1    ANTB    天线输出         2    LOOPFIL    外接VCO回路滤波器  

7、;       3    L1    外接VCO电感         4    L2    外接VCO电感         5    RESETB   

8、; SPI复位输入         6    NC    空脚         7    SDI/IO0    SPI数据输入、输出/输出0         8  

9、60; SDO/IO1    SPI数据输入、输入/输出1         9    SCK/IO2    SPI时钟输出、输入/输出2         10    XTAL    晶振输入   &#

10、160;     11    XTALB/CLK    晶振/时钟输入         12    IO3    输入/输出3         13    IO4   &

11、#160;输入/输出4         14    IO5    输入/输出5         15    DGND    数字地         16    

12、AGND    模拟地         17    DVDD    数字电源         18    AVDD    模拟电源         19

13、0;   CFIL    外接数据滤波器         20    ANT    天线输出        二、基本结构和特性    AT86RF401内部结构框图如图1所示，包括一个完整的发射器电路和微控制器电路。   

14、; 1.发射器    晶体振荡器振荡频率范围是620MHz，为整个芯片提供主时钟，并使用一个可编程的分频器为AVR系统提供时钟。PLL输出信号经RF功率放大器产生一个适合驱动在片调谐回路天线的差动输出（即RF发射）。PLL输出信号在发射前被选通（导通一截止ASK）或被调幅，使用RF载波发射数据流。RF功率放大器输出功率能够使用软件调节。    2.AVR微控制器结构    I/O和控制寄存器：I/O空间地址和功能如表2所列。AT86RF401  

15、  I/O和外设被设置在I/O空间内。各I/O存储单元利用输入和输出指令在32个通用工作寄存器和I/O空间之间传送数据。地址范围$00$1F内的I/O寄存器，使用SBI和CBI指令，可直接进行存取。在这些寄存器中的每位数值都能够使用SBIS和SBIC指令检验。     表2 AT86RF401 I/O空间地址和功能        地 址     名 称     功 能 

16、;    $3F     SREG     状态寄存器     $3E     SP     堆栈指针高位寄存器     $3D     SPL     堆栈指针低位寄存器     $35  

17、;   B_CONFIG     低电池组低寄存器     $34     B_DET     按键检测寄存器     $33     PWR_CTL     功能控制寄存器     $32     IO_DATIN&#

18、160;    I/O DATA输入寄存器     $31     I_DATOUT     I/O DATA输出寄存器     $30     IO_ENAB     I/O使能寄存器     $22     WDTCR  &#

19、160;  看门狗定时控制寄存器     $21     BTCR     位定时控制寄存器     $20     BTCNT     位定时控制寄存器     $1E     DEEAR     数据EEPROM地址寄存器&#

20、160;    $1D     DEEDR     数据EEPROM数据寄存器     $1C     DEE     数据EEPROM控制寄存器     $17     TXCR7     发射组态寄存器7   

21、60; $16     TXCR6     发射组态寄存器6     $15     TXCR5     发射组态寄存器5     $14     TXCR4     发射组态寄存器4     $13   &#

22、160; TXCR3     发射组态寄存器3     $12     CTL0             $11    TXCR2    发射组态寄存器2        $10  

23、  TXCR1    发射组态寄存器1     AVR状态寄存器SREG为8位，包括：总中断使能、位复制存储、半进位标志、符号位、溢出标志、负数标志、零标志和进位标志。可读可写，初始值为00H。复位和中断处理，必须设置SREG中的中断控制使能位。    对于位定时器，AT86RF401使用2个中断。这些中断和复位在程序存储器空间有各自的编程向量。复位和中断向量如表3所列。    对于复位中断处理，最典型和通用的程序设

24、置是：    地址表 编码 注释    $000 jmp RESET ;复位处理    $002 jmp BT_F2_ISR ;位定时器2中断服务程序    $004 jmp BT_F0_ISR ;位定时器0中断服务程序    $006 MAIN：<instr>XXXX;主程序开始         

25、;            AT86RF401复位源有：上电复位。当电源电压加到VDD和GND端时，AT86RF401复位。外复位。当逻辑低电平加在RESETB端时，AT86RF401复位。这个复位复位所有的I/O寄存器和置通道进入SPI模式。在2个AVR系统时钟脉冲后，I/O寄存器可通过SPI接口读和写。看门狗复位。类似上电复位，由看门狗定时器引起。按键复位（软件复位）。是由软件设置的专门复位，在按键复位时大多数的I/O寄存器不被复位。电压下降复位。当电池电压低于设定值时，产生复位。在

26、上电复位和看门狗复位时，所有I/O寄存器是被设置在初始状态，程序开始执行的地址是$000。设置在$000单元的指令必须是RJMP或JMP转向复位处理程序。    存储器编程：AT86RF401 MCU提供2个程序存储器允许编程/不允许编程锁定位。锁定位保护模式如表4所列。AT86RF401提供2KB（字节）的可反复编程的Flash程序存储器和1Kb(位)的EEPROM数据存储器。存储器可由串行SPI接口编程。当RESETB端接地时，程序存储器和数据存储器可使用串行SPI总线编程。串行接口由SCK、SDI（输入）和SDO（输出）组成。在RESETB被设置为

27、低后，在编程/擦除操作执行前，必须首先执行编程命名能指令。     表3 AT86RF401复位和中断向量        向量编号    编程地址    源    中断定义        1    $000   

28、; 复位、看门狗、按键    硬件端、看门狗或按键复位        2    $002    位定时器    位定时器标志2中断        4    $004    IO3    位定时器标志0中断        5    $006    TBD    未使用     表4 AT86RF401锁定位保护模式