Top Banner
Studienarbeit Vortrag Wireless Communication Von Spisa Yang Liu(215622) 30.11.2005
30

Studienarbeit Vortrag Wireless Communication Von Spisa Yang Liu(215622) 30.11.2005.

Mar 27, 2015

Download

Documents

Devin Morgan
Welcome message from author
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
Page 1: Studienarbeit Vortrag Wireless Communication Von Spisa Yang Liu(215622) 30.11.2005.

Studienarbeit

VortragWireless Communication

Von Spisa

Yang Liu(215622)30.11.2005

Page 2: Studienarbeit Vortrag Wireless Communication Von Spisa Yang Liu(215622) 30.11.2005.

Einleitung Digital Signal Controller(dspic30F3013)

I/O Ports UART SPI

Radio Frequenz Funkmodule nRF905 Transceiver Steuerungsregister Transmit and Receive Komplete Module Interface

Anwendungsbeispiel

Page 3: Studienarbeit Vortrag Wireless Communication Von Spisa Yang Liu(215622) 30.11.2005.

dspic30F3013 I/O Ports TRISx: Data Direction Register

1:Input, 0:Output PORTx: I/O Port Register

Read: Value of the I/O Pin Write: To Port Data Latch

LATx: I/O Latch Register Read: Value in Port Data Latch Write: To Port Data Latch

ADPCFGx: ADC Port Configuration Register (Port B)

1: Digital I/O, 0: Analog I/O

Page 4: Studienarbeit Vortrag Wireless Communication Von Spisa Yang Liu(215622) 30.11.2005.

Universal Asynchronous Receiver Transmitter(UART) Full-Duplex 8- or 9 Bit Data Transmission Even, Odd or No Parity One or Two Stop Bits Fully Integrated Baud Rate Generator 16 Bit

Prescaler Baud Rate 29bps to 1.875Mbps 4 Deep FIFO Transmit Data Buffer 4 Deep FIFO Receive Data Buffer Error Detection 9 Bit Mode with Address Detection Transmit Receive Interrupt

Page 5: Studienarbeit Vortrag Wireless Communication Von Spisa Yang Liu(215622) 30.11.2005.

UART Register Control Register: UxMode

Enable, Alterative IO Pins, Parity Data Selection… Status and Control Register: UxSTA

Transmit Enable, Address Detect Mode, Error Detection, Buffer Overflow, Transmit Buffer Full…

Receive Register: UxRXREG Example: unsigned char c = U1RXREG;

Transmit Register: UxTXREG Example: U1TXREG = ‘c’;

Baud Rate Generator: UxBRG

Page 6: Studienarbeit Vortrag Wireless Communication Von Spisa Yang Liu(215622) 30.11.2005.

UART Register

4Quarze

CY

FF

)1(16

UxREG

FBaudRate CY

116

BaudRate

FUxREG CY

Example: Quarze: 20MHzBaudRate: 57.6KbpsUxREG = 4.42=4Real BaudRate: 62.5KbpsError: 8.5%>3%

Quarze: 22.1184MHzBaudRate: 57.6KbpsUxREG = 5Error: 0%

Page 7: Studienarbeit Vortrag Wireless Communication Von Spisa Yang Liu(215622) 30.11.2005.

Serial Peripheral Interface(SPI) Synchronous Serial Interface communicate

with other Peripheral or Microcontroller Serial EEPROMs, Shift Register, Display

Drivers, ADCs, nRF905 SPI Interface consist of 4 Pins

SDIx: Serial Data Input SDOx: Serial Data Output SCKx: Shift Clock Input or Output SSx: Active low Slave Select or Frame

Synchronization I/O Pulse

Page 8: Studienarbeit Vortrag Wireless Communication Von Spisa Yang Liu(215622) 30.11.2005.

SPI Register SPI Status and Control Register: SPIxSTAT

SPI Enable, SPI Transmit Buffer Full Status, SPI Receive Buffer Full Status

SPI Control Register: SPIxCON Framed SPI Support, 8-Bit or 16-Bit Select, Master or

Slave Select Secondary and Primary Prescale Bits

Bit Rate from Fcy to Fcy/512

Page 9: Studienarbeit Vortrag Wireless Communication Von Spisa Yang Liu(215622) 30.11.2005.

SPI Master Mode Operation

Page 10: Studienarbeit Vortrag Wireless Communication Von Spisa Yang Liu(215622) 30.11.2005.

Radio Frequenz Funkmodule Single Chip Transceiver nRF905

433MHz, 868MHz, 915MHz ISM Band GFSK Transceiver Betriebspannung 1.9v-3.6v Bis 50Kbps Multikanäle Senderleistung –10dBm--10dBm Carrier Detection Adress Match von Packet 8-Bit, 16-Bit CRC Codierung Manchester Codierung 5x5mm 32Pin QFN Package

Page 11: Studienarbeit Vortrag Wireless Communication Von Spisa Yang Liu(215622) 30.11.2005.

nRF905 Blockschaltbild

Page 12: Studienarbeit Vortrag Wireless Communication Von Spisa Yang Liu(215622) 30.11.2005.

nRF905 Register

Page 13: Studienarbeit Vortrag Wireless Communication Von Spisa Yang Liu(215622) 30.11.2005.

nRF905 Instruction

Page 14: Studienarbeit Vortrag Wireless Communication Von Spisa Yang Liu(215622) 30.11.2005.

nRF905 Configuration Register

Page 15: Studienarbeit Vortrag Wireless Communication Von Spisa Yang Liu(215622) 30.11.2005.

nRF905 Configuration Register CH_NO, 9 Bits: Frequenz Einstellen

Freq = (422.4+CH_NO/10)*(1+HFREQ_PLL)MHzBeispiel: Freq = 433MHz

CH_NO=0x04c=0b001001100 HFREQ_PLL, 1 Bit: Frequenz Einstellen

0: 433MHz Band, 1: 868MHz oder 915Mhz Band PA_PWR, 2 Bits: Sendleistung Einstellen

-10dBm, -2dBm, 6dBm, 10dBm RX_AWF, TX_AWF, 3 Bits: Adressenbereit

001: 1 Byte …… 100: 4 Byte

Page 16: Studienarbeit Vortrag Wireless Communication Von Spisa Yang Liu(215622) 30.11.2005.

nRF905 Configuration Register RX_PW, TX_PW, 6 Bits: Payload Bereit

000001: 1 Byte……100000: 32 Byte RX_ADDRESS, 4 Byte: Receiver Adresse XOF, 3 Bits: Oszillator Frequenz

4MHz, 8MHz, 12MHz, 20MHz011: 16MHz

CRC_EN 1 Bit: CRC Codierung Enable0: Disable, 1: Enable

CRC_MODE 1 Bit: CRC Codierung Mode0: 8 Bit Mode, 1: 16 Bit Mode

Page 17: Studienarbeit Vortrag Wireless Communication Von Spisa Yang Liu(215622) 30.11.2005.

nRF905 Register and Control TX_ADDRESS, 4 Byte: Send Address TX_PAYLOAD, 32 Byte: Send Data RX_PAYLOAD, 32 Byte: Receive Data STATUS_REGISTER, 1 Byte:

AM, DR

Page 18: Studienarbeit Vortrag Wireless Communication Von Spisa Yang Liu(215622) 30.11.2005.

nRF905 Receive

Standby ModePWR_UP = HITX_EN = LOTRX_CE = HI

Carrier DetectSet CD High

CorrectAddress?

no

CorrectCRC?

yes

Set AM LO

no

Set DR HI

yes

Read Data inRX_PAYLOAD

Via SPISet DR and AM LO

Page 19: Studienarbeit Vortrag Wireless Communication Von Spisa Yang Liu(215622) 30.11.2005.

nRF905 Transmit

Standby ModePWR_UP = HITX_EN = HI

TRX_CE = LO

SPI ProgrammingLoad TX_ADDRESSand TX_PAYLOAD

TRX_EN = HI?

no

Transmitter isPowered up

Generate Preamble andCRC, Send Package

Set DR Hi when FinishMaximal 1ms

TRX_EN = HI?no

yes

yes

Preamble10 Bits

AddressTo 4 Bytes

DataTo 32 Bytes

CRC0, 1 or 2 Byte

Page 20: Studienarbeit Vortrag Wireless Communication Von Spisa Yang Liu(215622) 30.11.2005.

Wireless Communication Interfaceunsigned char NRFConfig[10]; // Configuration Bytesunsigned char RX_ADDRESS[4]; // Speicherplatz RX Addressunsigned char TX_ADDRESS[4]; // Speicherplatz TX Addressunsigned char SpiRxBuf[32]; // Speicherplatz Receive Dataunsigned char SpiTxBuf[32]; // Speicherplatz Send Data

void SetNRFRegister(unsigned char CBit, unsigned char Register[],unsigned char Counter); // nRF905 Konfigurieren

void SetTxMode(void); // Set TX Modevoid SetRxMode(void); // Set RX Modevoid TXPackage(void); // Send Data Packagevoid RXPackage(void); // Receive Data Package

Page 21: Studienarbeit Vortrag Wireless Communication Von Spisa Yang Liu(215622) 30.11.2005.

Komplete Schaltung 433MHz

Page 22: Studienarbeit Vortrag Wireless Communication Von Spisa Yang Liu(215622) 30.11.2005.

Funkmodule PCB 433MHz

Page 23: Studienarbeit Vortrag Wireless Communication Von Spisa Yang Liu(215622) 30.11.2005.

Anwendungsbeispiel Aufgabe: Ein String(bis 512 Byte) von einem

PC nach ander PC Schicken.

PC1 Max232 dspicFunk

Module

PC2 Max232 dspicFunk

Module

Page 24: Studienarbeit Vortrag Wireless Communication Von Spisa Yang Liu(215622) 30.11.2005.

Schaltplan

Page 25: Studienarbeit Vortrag Wireless Communication Von Spisa Yang Liu(215622) 30.11.2005.

Protokoll Kommunikation zwischen PC und dspic durch UART

CMD TA1 TA2 TA3 TA4 DT MP1 MP2 LL Data …… Data

byte0 byte8 byte9 byte521

•CMD: Command Byte, 0x00 für String Schicken•TA1-TA4: TX Address•DT: Datatyp (Char, Int, Float, Double...)•MP1,MP2: Maxmale Package Number

int MaxPackNr = (MP1<<8)+MP2;•LL: Last Package Length

int Datalength = (MaxPackNr-1)*29 + LL

Page 26: Studienarbeit Vortrag Wireless Communication Von Spisa Yang Liu(215622) 30.11.2005.

Protokoll Wireless Kommunikation Protokoll

ROC TA1 TA2 TA3 TA4 DT MP1 MP2 LL ……byte8

•Sender: First Package

byte0

•ROC: 0x01, Request of Connection•TA1…TA4: TX Address•DT: Datatyp(Char, Int, Float, Double)•MP1,MP2: Maxmale Package Number

int MaxPackNr = (MP1<<8)+MP2;•LL: Last Package Length

int Datalength = (MaxPackNr-1)*29 + LL

Page 27: Studienarbeit Vortrag Wireless Communication Von Spisa Yang Liu(215622) 30.11.2005.

Protokoll

DAT PN1 PN2 Data …… Data

byte0 byte3 byte31

•Sender:

CMD

•Empfanger:byte0

……

•DAT: 0x02, Data•PN1,PN2: Package Number int PackNr = (PN1<<8)+PN2;•Data: Byte3…Byte31

•CMD: Command Byte 0x03: Accept of Connection 0x04: Accept of Data 0x05: Error Package Number

Page 28: Studienarbeit Vortrag Wireless Communication Von Spisa Yang Liu(215622) 30.11.2005.

Protokoll

ROC

AOC

DAT1

AOD

A B

Header

Pack. 1

DAT2Pack. 2

A B

DAT1Pack.1

DAT1

AOD

Pack.1

Tim

eo

ut

A B

DAT1Pack.1

DAT1

EPN

Pack.1

Tim

eo

ut

Pack.1

Pack.1Pack.1

Pack.2

Page 29: Studienarbeit Vortrag Wireless Communication Von Spisa Yang Liu(215622) 30.11.2005.
Page 30: Studienarbeit Vortrag Wireless Communication Von Spisa Yang Liu(215622) 30.11.2005.

Literatur [1] dsPIC30F Family Reference Manual www.microchip.com [2] dsPIC30F3013 Data Sheet www.microchip.com [3] MPLAB C30C COMPILER USER'S GUIDE

www.microchip.com [4] NORDIC SEMICONDUCTOR, Single Chip 433/868/915MHz

Transceiver nRF905 www.nordicsemi.no [5] William Stallings, Data & Computer Communications

Sixth Edition, Publishing House of Electronics Industry Beijing, 2001

[6] Karl-Dirk Kammeyer, Nachrichtenübertragung 3. Auflage, Teubner Verlag, 2004

[7] Gordon L. Stueber, Principles of Mobile Communication Second Edition, Kluwer Academic Publishers, 2001