基于RF2.4 GHz的超低功耗无线数传系统设计

如图5所示。在发射数据时，先设置Reg7的第8位为1，允许在内部状态机控制下进入数据发射状态，再设置Reg7的O～6位为所选通道。在发送前导尾区数据前，MSP430F247必须将数据放人FIFO中，如果数据长度超过63字节，应该分多次写入。FIFO_flag=1表示FIFO为空，MSP430F247利用此信号作为中断请求，保证发送数据写入FIF0的实时性，在数据发送完成后PKT_flag=1。

　　如果设置Reg7[7]=1和Reg7[O～6]为与发射相同的通道，则芯片进入自动接收状态，接收数据流程如图6所示。当检测到同步字后会自动进行数据包的接收解码，接收完成后进入待机模式。如果接收数据超过63字节，则有FIFO_flag=1，MSP430F247利用此信号作中断请求以保证读出数据的实时性。

　　在进行超低功耗设计时，MSP430F247可以设置定时器中断。平常处于LPM3或LPM4模式，要发送数据时产生定时器中断，同时控制EMl98-810处于待机或睡眠模式。MSP430F247工作在LPM3模式下电流为O．8μA左右，LPM4模式下电流为0．1μA左右。EMl98810正常情况下发射电流26 mA，接收电流25 mA，待机电流1．9mA；睡眠模式下为3．5μA。若将EMl98810设置为睡眠模式，将MSP430F247设置为LPM3模式，则系统耗电仅为4．3μA，使用干电池供电完全可行。

　　MSP430F247通过SPI接口与EMl98810相连，进入LPM3模式和退出LPM3模式的程序如下：

　　将EMl98810的Reg48的第2位设置为1，并将SPI_SS设为高电平，则进入睡眠模式；如再将SPI_SS设为低电平，则EMl98810会自动唤醒，退出睡眠模式。

　　结语

　　经过实际电路连接后测试，数据发送端在进行500kbps速率下连续发送数据时，整个系统电流为28．2 mA，接收数据端的电流为26．1 mA；当发射端进入到睡眠模式时电流为5．2μA；当接收端进入待机状态LPM3后，整个系统电流为l．9 mA。按照2节干电池容量1 300 mAh计算，间隔1 min发送100字节数据，考虑单片机模式切换时间，则在500 kbps速率下：

　　发送数据所需时间为5 ms，1小时耗能：

　　28．2mA×5ms×60次=8460(mA·ms)

　　睡眠模式下1小时耗能：

　　5．2μA×3600S×1000ms=18720(mA·ms)

　　发送状态下可以工作的时间为：

　　(1300mA×3600S×1000ms)／(18720+8460)=172185h

　　即2节干电池供电时可以工作20年。同样，可以计算出接收状态下可以工作683小时(大约28天)。因此本设计可以适合长期进行低功耗无线数据采集方面的应用。

参考文献:

[1].MSP430datasheethttp://www.dzsc.com/datasheet/MSP430_490166.html.
[2].EMCdatasheethttp://www.dzsc.com/datasheet/EMC_2342312.html.