CC1101中文数据手册

CC1101SWRS061DPage1of42低成本、低功耗1GHz以下无线收发器（增强型CC1100）应用l基于315/433/868/915MHzISM/SRD的极低功耗的无线应用。l无线报警和安全系统l工业监视和控制产品描述CC1101是低成本的1GHz以下的无线收发器，为极低功耗的无线应用而设计。电路主要设计为ISM(工业、科学和医疗)和SRD(短距离设备)，频段在315、433、868和915，但是可以很容易的编程，使之工作在其他频率，在300-348MHz，387-464MHz和779-928MHz频段。CC1101是CC1100RF收发器改良以及代码一致的版本。CC1101的主要改进如下：l改良的伪应答l更好的关闭相位噪声，因而改善相邻信道功耗（ACP）的性能l更高的输入饱和级别l改善输出功率斜面l扩大工作频段：CC1100:400-464MHzand800-928MHzCC1101:387-464MHzand779-928MHzCC1101SWRS061DPage2of42104线串口配置和数据接口CC1101通过4线SPI兼容接口（SI,SO,SCLK和CSn）进行配置，CC1101作为从设备。这个接口同事用作读写缓冲器数据。SPI接口上所有的数据传送都是先传送MSB。SPI接口上的所有传送都是以一个头字节（headerbyte）开始，包含一个读写位（R/W），一个突发(burstaccess)访问位（B）和6位地址位（A5~A0）。在SPI总线上传输数据时，CSn脚必须保持低电平。如果在发送头字节或者读写寄存器时CSn拉高，传送将被取消。SPI接口上地址和数据的发送时序图见图12，并参考表19。当CSn被拉低，MCU在发送头字节之前，必须等到CC1101的SO脚变为低电平。这说明晶振开始工作。除非芯片在SLEEP或者XOFF状态，SO脚在CSn引脚被拉低后马上变为低电平。图12：配置寄存器读写操作表19：SPI接口时序要求CC1101SWRS061DPage3of4210.1芯片状态字节当在SPI接口上发送头字节，数据字节或者命令选通（commandstrobe）时，CC1101在SO引脚上发送芯片状态字节。状态字节包含对MCU有用的关键状态信号。第1位，S7，为CHIP_RDYn信号，在SCLK的第一个上升沿之前，该信号必须变为低电平。CHIP_RDYn表示晶振已经开始工作。第6、5、4位组成（STATE）状态值，该值反映芯片的状态。在空闲（IDLE）状态，XOSC和数字核的电源被打开，但是其他模块全部掉电。频率和信道配置只能在芯片处于该状态时被更新。当芯片处于接收模式时，接收（RX）状态被激活。同样，当芯片处于发送模式时，发送（TX）状态被激活。状态字节的最后4位（3：0）包含FIFO_BYTES_AVAILABLE。在读操作中（头字节的R/W位置1），FIFO_BYTES_AVAILABLE包含从RXFIFO可读到的数据字节数。在写操作中（头字节的R/W位置0），FIFO_BYTES_AVAILABLE包含可写入到TXFIFO中的字节数。当FIFO_BYTES_AVAILABLE=15，15个或者更多字节是可读的/空闲的。表20为状态字节概要。位名称描述7CHIP_RDYn保持高电平，直到电源和晶振稳定。当时用SPI接口时必须变为低电平。6:4STATE[2:0]显示当前主状态机器模式值状态描述000IDLE空闲状态001RX接收模式010TX发送模式011FSTXON快速TX准备100CALIBRATE频率合成器校准运行中101SETTLINGPLL设置中110RXFIFO_OVERFLOWRXFIFO溢出。读出有用的数据，时用SFRX清洗FIFO111TXFIFO_UNDERFLOWTXFIFO下溢，使用SFTX命令3:0FIFO_BYTES_AVAILABLE[3:0]表20：状态字节概要10.2寄存器访问CC1101的配置寄存器位于SPI地址的0x00~0x2E。64页的表37列出了所有配置寄存器。推荐使用SmartRF@Studio生成合适的寄存器设定值。每个寄存器的详细说明见67页的29.1和29.2。所有配置寄存器都是可读写的。当写寄存器时，每次一个头字节或者数据字节在SI引脚上传送，一个状态字节都在SO引脚上传送。当读寄存器时，每次一个头字节在SI引脚上传送时，一个状态字节都在SO引脚上传送。通过设置头字节的burst位（B）可以高效的实现寄存器的连续地址访问。地址位（A5~A0）CC1101SWRS061DPage4of42在内部地址指针中设置起始地址。指针通过每一个新的字节自动增加（每8个时钟脉冲）。突发访问可以是读，也可以是写访问，必须通过将CS脚拉高来停止操作。在0x30-0x3D的寄存器地址范围，burst位置1选择状态寄存器，而burst置0选择命令选通（commandstrobes）。详见10.3。因此，突发访问不可用于状态寄存器的访问，一次只能访问一个状态寄存器。状态寄存器为只读。10.3读SPI10.4命令选通（commandstrobes）命令选通可以看做是CC1101的一个单字节指令。通过寻址一个命令选通寄存器，将启动内部序列。这些命令用来禁止晶振，使能接收，使能无线唤醒等。13个命令选通的清单见63页的表36。Note：一个SIDLE命令将清除所有的未定命令，直到达到IDLE状态。这意味着比如当无线处于接收状态时执行SIDLE命令，当无线达到IDLE状态之前执行任何其他的命令选通都是无效的。命令选通寄存器通过发送单一的头字节来访问（不传送数据字节）。也就是说，只有一个R/W位，一个突发访问位（置0）和6位地址位（在0x30~0x3D范围内）被传送。R/W位可以是1或者0，这将决定状态字节中的FIFO_BYTES_AVAILABLE区域如何确认。当写命令选通时，状态字节将在SO引脚上被发送。命令选通可以在CSn不被拉高的情况下，跟随在任何其他SPI访问之后。然而，如果一个SRES命令被执行，下一个头字节被执行之前必须等到SO引脚被拉低，见图13。命令选通将立即被执行，除了SPWD和SXOFF命令在CSn拉高之后执行。10.5FIFO访问64字节的TXFIFO和64字节的RXFIFO通过0x3F地址访问。当R/W位置0时，TXFIFO被访问，当R/W位置1时RXFIFO被访问。TXFIFO为只写，RXFIFO为只读。Burst位用来确定FIFO访问时单字节访问还是突发访问。单字节访问方式是一个burst位置0的头字节和一个数据字节。数据字节之后，跟随一个新的头字节。因此，CSn可以保持低电平。突发访问的方式是一个头字节和连续的数据字节，直到将CSn拉高来停止访问。使用下列头字节来访问FIFO：Ø0x3F：单字节访问TXFIFOØ0x7F：突发访问TXFIFOCC1101SWRS061DPage5of42Ø0xBF：单字节访问RXFIFOØ0xFF：突发访问RXFIFO当向TXFIFO写入数据时，在每一个新的字节发送时状态字节在SO引脚上输出。（图12）当向TXFIFO写入数据时，状态字节可以用来检测TXFIFO的下溢。注意状态字节包含的空闲字节数是正在传送到TXFIFO的字节写入之前的值。当最后一个可以写入TXFIFO的字节在SI引脚上传送的时候，同时在SO引脚上接收的状态字节将显示TXFIFO中有一个字节的空闲。TXFIFO可以通过SFTX命令刷新。同样SFRX命令可以刷新RXFIFO。SFTX和SFRX命令只能再IDLE、TXFIFO_UNDERFLOW、RXFIFO_OVERFLOW状态使用。在进入SLEEP状态时，两个FIFO都将被刷新。10.6PATABLE访问0x3E地址用来访问PATABLE，用来选择PA功率控制设置。SPI在接收到该地址后，传送8字节数据。通过编程PATABLE，可以完成对PA功率的增加和减少的控制，以及ASK调制的修正以减小带宽。参照samrtRFstudio推荐的修正和PA序列。参照55页的Section24对PA功率输出编程的详细说明。PATABLE是一个8字节表，定义PA功率控制使用的8个字节中的任意值。（通过FREND0.PA_POWER中的3位值选择）表格可以从最低设置（0）到最高的（7）读写，一次一个字节。一个索引指针用来控制访问表格。指针在每次读写表格的一个字节时自动增加，并且在CSn拉高时自动设置为最小值。当达到最高值时自动复位。依靠burst位，访问PATABLE既可以是单字节访问也可以是突发访问。当时用突发访问时，索引指针自动增加，当指针达到7时，自动复位为0。R/W位控制访问时读操作还是写操作。注意，当进入SLEEP状态时PATABLE的内容将全部消失，除了第一个字节（index0）。11.MCU接口和引脚配置在典型系统中，CC1101必须连接MCU。MCU必须具备：Ø编程CC1101到不同的模式。Ø读写数据缓冲器。Ø通过4线SPI总线（SI、SO、SCLK和CSn）读取状态信息。CC1101SWRS061DPage6of4211.1配置接口MCU使用4个IO口作为SPI配置接口。（SI、SO、SCLK和CSn）SPI的描述见28页的Section10。11.2基本控制和状态脚CC1101有2个专用配置脚（GDO0和GDO2）和一个共用脚（GDO1）可以向控制软件输出有用的内部状态信息。这些脚可以用来向MCU产生中断。GDO1和SPI的SO引脚共用。GDO1/SO的默认设置时3态输出。通过选择任何编程选项，GDO1/S将变为普通引脚。当CSn拉低，该引脚将始终作为普通的SO功能引脚。在同步和异步串行模式，在发送模式下，GDO0引脚将作为串行TX数据输入引脚。GDO0也可以用作片上模拟温度传感器。通过外部ADC测量GDO0脚的电压，可以计算出温度。温度传感器的详细说明见18页的Section4.7。通过默认的PTEST寄存器设置（0x7F），如果频率合成器被允许温度传感器的的输出时可用的。（例如：MANCAL，FSTXON，RX和TX状态）在IDLE状态向PTEST寄存器写入0xBF允许模拟温度传感器是必要的。离开IDLE状态之前，必须恢复PTEST寄存器为默认值（0x7F）。11.3可选的无线控制特性CC1101有一个可选的控制方式，通过SPI接口的SI，SCLK和CSn的重新使用。这个特性允许普通的三引脚控制无线的主要状态：SLEEP，IDLE，RX和TX。这些附加功能通过MCSM0.PIN_CTRL_EN配置为来使能。状态变化遵从以下命令：n如果CSn被拉高，SI和SCLK依照表21设置好想要的状态。n如果CSn被拉低，SI和SCLK的状态被锁定，按照引脚的配置在内部产生一个commandstrobe。只允许在功能实现之后改变状态。例如，如果SI和SCLK设置为RX状态，并且已经由CSn触发，RX将不能再重新启动。当CSn拉低吼，SI和SCLK将作为普通的SPI功能。除了SPWD外，所有引脚控制命令将立即执行，SPWD延时到CSn拉高后执行。CC1101SWRS061DPage7of4212数据速率编程发送或者接收的数据速率通过MDMCFG3.DRATE_M和MDMCFG4.DRATE_E配置寄存器来编程。数据速率由下面的公式来计算。根据公式，数据速率的编程依赖于晶振频率。下面的方面可以计算出适合的数据速率：如果DRATE_M接近整数并且变为256，DRATE_E加1并且DRATE_M=0.数据速率可以设置为从1.2K~500K，按照表22的最小步值。13接收信道滤波带宽为了区分不同信道带宽，接收信道滤波器是可设置的。MDMCFG4.CHANBW_E和DMCFG4.CHANBW_M配置寄存器控制接收信道滤波器带宽，通过晶振频率来衡量。下面的公式给出寄存器配置和信道滤波带宽之间的关系：表23列出了CC1101支持的信道滤波带宽。CC1101SWRS061DPage8of42为了达到更好的性能