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使用C51RF-2无线单片机设计工具 在家建立自己的无线产品开发工作平台 作者 无线龙 一、 电子工程师开发无线通讯产品面临的挑战 对较少接触高频设计的电子工程师而言，要快速完成一个具有无线通讯接口的系统开发/设 计是一件具有挑战性的工作，这是因为： 1/高频系统工作在300MHZ -2.4GHZ的高频频段，对线路板设计，元件选择要求更严格； 2/高频设计需要工作在GHZ的无线测试设备，价格昂贵；而没有这样的设备，很难直观地观 察系统工作状态； 3/微处理器和其他数字电路对高频电路的相互干扰； 4/无线通讯在空气中，容易被干扰，需要一系列软件处理，包括纠错，防止碰撞，通讯协议 处理等等，而开发这些软件，需要大量时间和经验。 但是，射频SoC单片机 (简称无线单片机)的出现，为不具备无线通讯经验和高频电路经验的 电子工程师，提供了非常简单的解决方案。这是因为： 1/专门的设计，将全部的高频部分电路集成到了电路内部，从无线单片机到天线之间，只有 简单的滤波电路，系统设计者完全不必进行任何高频电路设计； 2/采用特殊设计，使8051的微处理器和高频线路间，实现完美的配合，数字电路对高频通讯 的影响减低到最小； 3/设置了高频通讯的若干寄存器，将高频通讯的处理，简化为对寄存器的简单操作处理，即 你只需要对这些寄存器进行操作，就可以轻松完成无线通讯功能。 综上所述，采用无线单片机进行无线通讯设计，是开发低成本、低功耗无线通讯应用系统的 理想方案之一。但是，实际到动手开发以无线单片机芯片为核心的应用系统，希望高效率地 完成无线应用产品的设计开发工作，还必须有自己的无线开发工作平台。 下面就举例说明如何使用C51RF-2无线单片机开发系统，建立一个自己的无线产品开发平 台，快速完成一个无线应用产品的开发工作。

二、 需要的设备和条件 在无线开发技术先进的国家，例如美国，开发无线产品的实验室投资都非常巨大，动辄几十 万美元，几百万美元也很常见，这是因为美国的高频工程师年薪很高，10多万美元很常见， 所以，需要提供较高水平的开发设备来缩短开发时间，减低开发成本；同时，无线开发所需 要的高频设备，如高频示波器，频谱仪，高频信号发生器，都非常昂贵，还有专门的信号和 无线协议分析仪等，价格更是“天价”。 在国内，一般中小企业都很难有条件投资这样的实验室，更不用说是普通的电子工程师了。 但是随着技术的进步，特别是集成电路的发展，开发低成本无线芯片的厂家，采用片上系统 的办法，对高频电路进行了大量集成，诞生了无线单片机这样的产品，使普通工程师可以通 过很少的投资，就实现在家里建立自己的无线产品开发工作室、在家里从事无线产品开发工 作的梦想。 建立这个实验室需要的条件只是： 1/一台PC机，能运行WINDOWS 98，2000，XP，任何中文/英文版本， 2-4G以上的硬盘，普通光盘驱动器，一个串口，速度300MHZ就可以工作； 不必很新的电脑，一台旧电脑工作也没有问题； 2/一台C51RF-2型或C51RF-1型无线单片机开发系统，(这是市面上可以买到的国内产品，通 过http://www.c51rf.com 你可以立即买到现货)，你需要将开发系统通过 串口连接到你的电脑，同时，通过10线仿真电缆连接到无线单片机目标板；并连接附带的直 流电源； 3/ KEIL 7.0 以上C51开发环境； 4/一个万用表。 当你完成连接后，你已经拥有了自己的无线产品开发平台，采用这个平台，你可以在家使用 cc1010/nRF24E1/nRF9E5（如果你选择c51rf-2）开发许多带有无线功能的无线产品；你完全 不用去考虑这是工作在300MHZ-2.4GHZ的高频产品，只要你会8051，你就可以在这个无线平 台上自由飞翔，开发你希望的无线产品；采用这个开发系统，你照样可以开发出在国外价值 几十万的无线实验室里开发的、同样功能的高级无线通讯产品。 当然，这只是一个基本的平台，如果你有条件，你还可以选择下面的配备： 5/ Protel 99 等电路板设计软件，根据C51RF开发系统通过复制高频参考设计，容易地设计 你自己的电路板； 6/一台示波器，观察微处理器的低频数字信号； 7/在不远的将来，会有很多为无线单片机配套的低价格无线测试仪器，无线协议分析仪器， 满足你进一步的高级需要。 下面，让我们来看看如何使用这个平台，来开发你希望开发的无线产品。

三、 使用无线开发平台，评估无线单片机芯片 如果你计划开发一个无线传感器产品，需要采用无线单片机来实现温度信号的采集，用每个 无线单片机作为一个无线节点，每个节点工作在电池供电的状态，希望电池寿命为2-3年， 几十个无线节点间通过无线网络协议进行通讯，最后传输到PC机中，进行分析处理(这个系 统可以用于环境、工厂、农作物长期温度监控等应用)。 为了开始进行系统设计，你必须了解和选择确定哪种无线单片机适合，通过上网查询，目前 无线单片机有许多种，但你希望选择我们熟悉的8051内核的单片机，因为我们熟悉keil 的 C51，同时熟悉8051的结构。 8051兼容的无线单片机目前全世界共有4种，但主流的是chipcon 公司的cc1010, Nordic 公 司的nRF24E1/nRF9E5。 通过查阅资料，你发现这三种无线单片机各有自己的特点，chipcon公司的cc1010有32k存储 器，三通道A/D转换器，可以工作在300-1000mhz, 最小的功率消耗仅0.2uA；Nordic的 nRF24E1工作在2.4GHZ，nRF9E5工作在433MHZ和868-930MHZ，虽然Nordic的无线单片机存储 器较小，只有4K，但由于采用较好的电源管理方式和快速的SHOCKBURST技术，且价格较 cc1010低一些。 虽然，三种无线单片机都可以用在你的系统，但你没有亲自接触过这三种无线单片机，你不 好简单下结论，你希望能对三种无线单片机进行测试，由于你的开发系统，已经同时选购了 cc1010/nRF24E1/nRF9E5三种参考设计模块，所以你可以很方便地进行这项工作。 你将cc1010的参考设计模块通过10线电缆连接，接通5VDC电源，将开关设定到cc1010位置， 简单的按下无线单片机开发系统DB键，便可以在KEIL下下载厂家提供的评估测试软件，进行 实际无线通讯、通讯距离测试。 完成cc1010测试后，你只需要更换连接到nRF24e1/nRF9E5目标系统，切换开关，就可以快速 开始对nRF24e1/nRF9E5芯片评估测试。 通过测试，你对三种无线单片机有了具体的认识，对其通讯距离，通讯速度，软件结构，功 率消耗，外围接口等有了直接认识，考虑到你设计的无线网络通讯，需要较大的存储器来存 储程序代码，而且chipcon提供了两个无线通讯软件的C51源代码库，同时已经提供了连接层 的无线通讯协议C51源代码，方便你进行网络层软件设计，所以，你选择cc1010来设计你的 温度无线传感器网络。 四、 采用开发系统设计温度无线传感器网络软件 为了加快开发的速度，你直接采用C51RF-2提供的参考设计电路板，进行软件开发，C51RF-2 的参考设计示意图如图一。

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