《單片機技術(shù)》課件-7-2醫(yī)療系統(tǒng)任務2實現(xiàn)基于433MHz無線收發(fā)

無錫職業(yè)技術(shù)學院內(nèi)部資料實現(xiàn)基于433MHz無線收發(fā)做題啦課前互動選擇題SPI規(guī)定了兩個SPI設備之間通信必須由（

）來控制（

）。請選擇合適的答案（

）A、從設備Slave控制主設備MasterB、主設備Master控制從設備SlaveB*CONTENTSPAGE目錄頁1任務發(fā)布沖關(guān)學習任務小結(jié)課外拓展234目錄*TRANSITIONPAGE過渡頁模塊一

任務發(fā)布任務描述制定職業(yè)能力目標12重點分析難點分析34模塊一任務發(fā)布某公司準備為醫(yī)院開發(fā)一套醫(yī)療無線呼叫系統(tǒng)，在考慮成本與實用性安全性后，采用STM32系列單片機，Si4432無線收發(fā)模塊。此任務主要分為三部分，任務2為第二部分，實現(xiàn)兩個Si4432無線收發(fā)器自動通信。你的具體任務如下：對Si4432無線收發(fā)模塊進行初始化配置實現(xiàn)Si4432的接收和發(fā)送功能。實現(xiàn)兩個Si4432之間的通信1任務描述模塊一任務發(fā)布任務描述制定職業(yè)能力目標12重點分析難點分析34模塊一任務發(fā)布能根據(jù)任務要求，快速查閱硬件連接資料，準確搭建設備環(huán)境；能根據(jù)功能需求，正確添加代碼，實現(xiàn)兩個無線設備之間的信息收發(fā)。2制定職業(yè)能力目標模塊一任務發(fā)布任務描述制定職業(yè)能力目標12重點分析難點分析34模塊一任務發(fā)布01Si4432無線收發(fā)模塊；02通過SPI通信協(xié)議控制Si4432無線收發(fā)模塊的數(shù)據(jù)收發(fā)。3重點分析模塊一任務發(fā)布任務描述制定職業(yè)能力目標12重點分析難點分析34模塊一任務發(fā)布02STM32F1定時器CR101SPI控制Si14432無線收發(fā)模塊的數(shù)據(jù)收發(fā)。4難點分析模塊一任務發(fā)布*TRANSITIONPAGE過渡頁模塊二

沖關(guān)學習3熟悉工單2知識儲備4任務實施1設備選型模塊二沖關(guān)學習1設備選型1．單片機開發(fā)板模塊二沖關(guān)學習1設備選型2.含有Si4432無線模塊的開發(fā)板Si4432芯片模塊二沖關(guān)學習沖關(guān)啦模塊二沖關(guān)學習闖關(guān)題目選擇題以下關(guān)于SPI總線的描述錯誤的是：()A、SPI總線系統(tǒng)是一種同步串行外設接口，這里的同步通信相對于異步通信B、由于是同步通信方式，所以主機和從機共用一個時鐘，這個時鐘由主機提供C、當主機通過SPI總線連接多個設備時，可通過片選信號SS來控制對哪個從機進行操作D、在主機和從機連接時，主機的MOSI信號要連接到從機的MISO信號，而主機的MISO信號要連接到從機的MOSI信號D模塊二沖關(guān)學習3熟悉工單4任務實施2知識儲備1設備選型模塊二沖關(guān)學習無線通信頻段介紹①無線收發(fā)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)分析SPI控制Si4432收發(fā)邏輯分析2知識儲備Si4432無線模塊②③④①模塊二沖關(guān)學習藍牙NFCWiFiZigbee常見的無線通信技術(shù)2知識儲備模塊二沖關(guān)學習①無線通訊頻段介紹2知識儲備

平常用的無線模塊主要有315MHZ，433MHZ，2.4GHZNRF24L012.4GHZ433MHZSI4432CC1100315MHZRF無線遙控模塊二沖關(guān)學習①無線通訊頻段介紹2知識儲備頻率高波長短傳輸速率高繞射能力差通信距離短2.4G無線通信特點頻率低波長較長傳輸速率低繞射能力強通信距離遠433MHZ無線通信特點頻率低波長較長傳輸速率低繞射能力更強通信距離遠135MHZ無線通信特點模塊二沖關(guān)學習①無線通訊頻段介紹2知識儲備三個主要無線通信模塊的對比表模塊二沖關(guān)學習無線通信頻段介紹無線收發(fā)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)分析SPI控制Si4432收發(fā)邏輯分析2知識儲備Si4432無線模塊②③④①②模塊二沖關(guān)學習②Si4432無線模塊：Si4432無線模塊簡介2知識儲備工作頻段：315/433/868/915MHz內(nèi)部集成：天線功率放大器喚醒定時器數(shù)字調(diào)制解調(diào)器數(shù)字調(diào)制解調(diào)器64字節(jié)的發(fā)送接收數(shù)據(jù)FIFO可配置的GPIO模塊二沖關(guān)學習②Si4432無線模塊：Si4432無線模塊簡介2知識儲備無線抄表門禁系統(tǒng)水文氣象監(jiān)控機器人控制思考一下，SI4432無線模塊可以用到哪些場景？模塊二沖關(guān)學習②Si4432無線模塊：Si4432無線模塊簡介2知識儲備SI4432一些內(nèi)置的功能，比如天線的分集算法、喚醒定時器、低電壓監(jiān)測、溫度傳感器、常用的A/D轉(zhuǎn)換、TX/RX先進先出緩沖寄存器（FIFOs）、上電復位（POR）和通用I/O口（GPIOs）。Si4432內(nèi)部邏輯圖模塊二沖關(guān)學習②Si4432無線模塊：Si4432無線模塊簡介2知識儲備Si4432外圍電路有一個MCU、一個晶體和一些被動元件。系統(tǒng)如圖所示。芯片集成了電壓調(diào)節(jié)器，工作電壓從1.8V~3.6V，只有四針SPI線與MCU連接。三個配置通用I/O，可用于調(diào)整的需要的系統(tǒng)。

Si4432線片引腳圖模塊二沖關(guān)學習②Si4432無線模塊：工作模式介紹2知識儲備模塊二沖關(guān)學習②Si4432無線模塊：數(shù)據(jù)傳輸方式2知識儲備模塊二沖關(guān)學習②Si4432無線模塊：Si4432的寄存器操作2知識儲備1寫寄存器2字節(jié)結(jié)構(gòu)命令格式

Si4432共有128個寄存器(0一127)，它們控制芯片的工作和記錄芯片的狀態(tài)?？赏ㄟ^SPI對它們進行訪問讀寫標志位（1bit）寄存器地址（7bit）待寫數(shù)據(jù)（8bit）模塊二沖關(guān)學習②Si4432無線模塊：Si4432的寄存器操作2知識儲備0讀寫標志位（1bit）寄存器地址（7bit）待寫數(shù)據(jù)（8bit任意數(shù)據(jù)）讀寄存器2字節(jié)結(jié)構(gòu)命令格式

每次可以讀寫1／多(burst)個字節(jié)，它們是由時鐘信號決定的，在讀寫一個字節(jié)后，如果時鐘繼續(xù)有效，那么，地址將會自動加1，接下來的操作將是對下一個寄存器的讀寫。模塊二沖關(guān)學習②Si4432無線模塊：Si4432的寄存器操作2知識儲備系統(tǒng)使能數(shù)據(jù)白化曼徹斯特Manchester)編碼采用GFSK調(diào)制CRC校驗提高傳輸信號的質(zhì)量，增大發(fā)射距離，保證數(shù)據(jù)的可靠傳輸方法：注意事項：只能在空閑狀態(tài)下對寄存器進行初始化模塊二沖關(guān)學習②Si4432無線模塊：狀態(tài)機2知識儲備

除了關(guān)閉狀態(tài)外，其余狀態(tài)都可以通過SPI接El進行設置和讀取。模塊二沖關(guān)學習②Si4432無線模塊：狀態(tài)機2知識儲備

可通過寄存器07h實現(xiàn)狀態(tài)的切換，這種切換表現(xiàn)在兩個方面：1)當設置其中的某一位時，狀態(tài)立即發(fā)生切換；2)在完成收發(fā)任務后，決定返回到idle狀態(tài)的哪一個子狀態(tài)(在本系統(tǒng)中為休眠狀態(tài)，即設置enwt=1)?？赏ㄟ^02h寄存器獲取當前的狀態(tài)。模塊二沖關(guān)學習無線通信頻段介紹SPI控制Si4432收發(fā)邏輯分析2知識儲備Si4432無線模塊②無線收發(fā)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)分析③④①③模塊二沖關(guān)學習③無線收發(fā)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)分析2知識儲備圖中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ是本次任務的重點，需要涉及開發(fā)相關(guān)代碼圖中Ⅳ主要是數(shù)據(jù)串口實現(xiàn)，同學們基本都會用STM32F1開發(fā)板STM32F1開發(fā)板模塊二沖關(guān)學習③無線收發(fā)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)分析2知識儲備1系統(tǒng)主要有STM32F103VET6單片機（MCU）和無線射頻收發(fā)芯片Si4432組成2無線收發(fā)模塊有RF無線射頻芯片和一個單極433MHz天線組成，兩部分通過SPI接口進行互聯(lián)通信。無線收發(fā)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)發(fā)送端和接收端主要在433MHz頻段進行通信，這個頻段傳輸距離比較遠，可以繞開一定的的障礙物，比較適合一些距離比較遠的數(shù)據(jù)傳輸量小的項目進行應用模塊二沖關(guān)學習無線通信頻段介紹2知識儲備Si4432無線模塊②無線收發(fā)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)分析③SPI控制Si4432收發(fā)邏輯分析④①④模塊二沖關(guān)學習④SPI控制Si4432收發(fā)邏輯分析2知識儲備1.無線發(fā)送流程

小組討論：整個系統(tǒng)的發(fā)送流程應該是什么樣的，小組討論并畫出流程圖模塊二沖關(guān)學習④SPI控制Si4432收發(fā)邏輯分析2知識儲備1.無線發(fā)送流程1STM32F103串口發(fā)送、SPI和Si4432的初始化2配置寄存器寫入相應的初始化RF控制字3配置Si4432的寄存器3eh來設置包的長度,通過SPI連續(xù)寫寄存器7fh,往TXFIFO里寫人需要發(fā)送的數(shù)據(jù)4打開“發(fā)送完中斷允許標志”,將其他中斷都禁止5有數(shù)據(jù)包發(fā)送完時,引腳IRQ會被拉低以產(chǎn)生一個低電平從而通知STM32數(shù)據(jù)包已發(fā)送完畢6完成中斷使能后,使能發(fā)送功能,數(shù)據(jù)開始發(fā)送7等待IRQ引腳因中斷產(chǎn)生而使電平拉低,當IRQ引腳變?yōu)榈蜁r讀取中斷狀態(tài)并拉高IRQ，否則繼續(xù)等待8一次數(shù)據(jù)發(fā)送完成后，進入下一次數(shù)據(jù)循環(huán)發(fā)送狀態(tài)模塊二沖關(guān)學習④SPI控制Si4432收發(fā)邏輯分析2知識儲備2.無線接收流程

小組討論：整個系統(tǒng)的接收流程應該是什么樣的，小組討論并畫出流程圖模塊二沖關(guān)學習④SPI控制Si4432收發(fā)邏輯分析2知識儲備2.無線接收流程1完成STM32F103、串口接收、SPI接口和Si4432的初始化2配置寄存器寫入相應的初始化RF控制字3通過訪問寄存器7fh從RXFIFO中讀取接收到的數(shù)據(jù)4相應的控制字設置好之后,若引腳IRQ變成低電平,則表示S4432準備好接收數(shù)據(jù)5完成這些初始化配置后,通過寄存器4bh讀取包長度信息6打開有效包中斷和同步字檢測中斷,將其他中斷都禁止,引腳RQ用來檢測是否有有效包被檢測到,若引腳IRQ變?yōu)榈碗娖?則表示有有效的數(shù)據(jù)包被檢測到7使能接收功能,數(shù)據(jù)開始接收，等待IRQ引腳因中斷產(chǎn)生而使電平拉低,讀取中斷標志位復位IRQ引腳,使IRQ恢復全初始的高電平狀態(tài)以準備下一次中斷觸發(fā)的檢測8通過SPI讀取RXFIFO中的數(shù)據(jù),串口顯示接收到的數(shù)據(jù),之后進入下一次數(shù)據(jù)接收狀態(tài)模塊二沖關(guān)學習沖關(guān)啦模塊二沖關(guān)學習闖關(guān)題目多選題1、433MHZ頻段無線通信的特點有（）A、頻率低B、波長較長C、傳輸出速度低D、繞射能力強E、通信距離遠F、繞身能力差G、波長短H、頻率高A、B、C、D、E模塊二沖關(guān)學習4任務實施1設備選型3熟悉工單2知識儲備模塊二沖關(guān)學習請參照任務工單完成相關(guān)內(nèi)容3熟悉工單模塊二沖關(guān)學習3熟悉工單步驟1：設備準備步驟2：進行STM32CubeMX配置步驟3：添加代碼包步驟4：添加代碼程序步驟5：編譯代碼步驟6：硬件環(huán)境搭建步驟7：固件下載步驟8：結(jié)果驗證模塊二沖關(guān)學習沖關(guān)啦模塊二沖關(guān)學習闖關(guān)題目在STM32系列單片機中，可以通過（）寄存器來設置時鐘的極性（CPOL）與相位（CPHA）A、SPI_CR1B、C、D、ASPI_MRSPI_RDRSPI_CR2模塊二沖關(guān)學習1設備選型2知識儲備4任務實施3熟悉工單模塊二沖關(guān)學習請參照任務工單完成基于433MHz無線收發(fā)的操作請觀看任務實施視頻4任務實施模塊二沖關(guān)學習*TRANSITIONPAGE過渡頁模塊三

任務小結(jié)(一）Si4432無線收發(fā)模塊Si4432無線模塊是采用Si4432芯片制作的無線模塊?？晒ぷ髟?15/433/868/915MHz四個頻段；內(nèi)部集成分集式天線、功率放大器、喚醒定時器、數(shù)字調(diào)制解調(diào)器、64字節(jié)的發(fā)送和接收數(shù)據(jù)FIFO，以及可配置的GPIO等。其發(fā)射功率大，接收靈敏度高，可以傳輸?shù)缴锨椎木嚯x，具有很高的性價比。模塊三任務小結(jié)(二）通過SPI通信協(xié)議控制Si4432無線收發(fā)模塊的數(shù)