无线抄表PDA射频模块驱动程序的设计与实现
摘要:文章基于arm9TDMI 微处理器,Linux 2.4 内核无线抄表PDA,根据嵌入式系统驱动程序的开发步骤并结合Linux下中断驱动程序的开发模型,实现了无线抄表PDA(personal digital assistant)上射频芯片CC2420驱动程序的设计,成功得完成了无线抄表PDA与无线传感器网络(WSN)中节点信息的交互。
关键词:Linux内核;个人数字助理(PDA);CC2420;无线传感器网络(WSN)
1相关硬件
1.1 CC2420无线通讯模块
CC2420是TI-Chipcon公司推出的首款符合2.4 GHz IEEE 802.15.4 标准的射频收发器。它是第一款适用于无线传感器网络产品的RF器件。CC2420的选择性和敏感性指数超过了IEEE 802.15.4标准的要求,可确保短距离通讯的有效性和可靠性。利用此芯片开发的无线通讯设备支持数据传输率达到250 kb/s, 可以实现多点对多点的快速组网。其MAC层和物理层协议都符合802.15.4规范,工作于免授权的2.4 GHz频段。利用此芯片开发的短距离射频传输系统成本低,功耗小,适用于电池长期供电。
1.2CC2420基本结构和接口介绍
CC2420内部含有368字节的RAM,被分为3个bank,其中,bank0大小为128个字节的,用于存放待发送的数据,bank1小为128个字节,用于存放CC2420接收到的数据,bank2大小为112个字节,用于存储CC2420的16位网络地址、64位IEEE地址及密钥等一些信息。
CC2420内部还有50个寄存器,其中状态和配置寄存器33个,用于设置CC2420的工作模式,命令寄存器15个,对不同的命令寄存器写入特定格式的命令字,就会执行相应的动作,其余2个是用来访问TXFIFO和RXFIFO的8位数据寄存器,可以通过这两个寄存器读写TXFIFO和RXFIFO中的数据。
CC2420的CSn、SCLK、SI和SO分别与ARM处理器一路SPI接口对应引脚相连,SFD、CCA和FIFO与ARM 处理器的通用I/O口相连。对于FIFOP引脚,将FIFOP连接到ARM处理器的一个外部中断引脚上,当CC2420接收到一个完整的数据包或者接收的数据大小超出门限值时,CC2420会触发ARM处理器的中断,在中断处理程序中对接收到的数据作进一步的处理。采用这种连接方式,CC2420的驱动程序实现相对繁琐,但是效率高,且比较稳定可靠,节省CPU资源。
1.3PDA的硬件体系