基于SX1233的无线手持终端的设计方案

作，从而解放出微控制器的资源，或者让设计者选择一种成本更低或功耗更低的替代方案。封包引擎还可通过CRC错误检查、AES-128 加密和一个66 字节的FIFO,提供数据包的传输安全性。

SX1233 的频率范围为290~1 020 MHz,已通过全球规范的认证，包括欧盟（ETSI EN 300-220-1）、北美（FCC part 15），以及韩国和日本的ARIB 监管标准。它还支持全球的调制格式（FSK、GFSK、MSK、GMSK、OOK）。

为了防止射频干扰，无线收发单元采用射频板材单独制版， 并用金属罩对其进行屏蔽， 通过10×2 连接器与主板相连。如图2 所示，因为单片机的P1 口和P2 口能够接受外部上升沿或下降沿的中断输入，所以DIO0-DIO5 分别与单片机的P2.0-P2.5 连接，便于数据收发过程中的状态检测。SPI 口连接单片机的P3.0-P3.3,将单片机的USART0 设置为SPI 工作模式，单片机通过该SPI 口对SX1233 进行参数配置、控制和数据收发。RESET 和RXTX 脚分别接P3.4 和P3.5.

图2 射频收发单元电路图

在手持终端的设计中，SX1233 的可设置参数包括频段、发射功率、数据传输速率， 这些参数存放在MCU 的FLASH存储器中，即使发生掉电情况也不会丢失，用户可根据需要进行设置。其余参数不可改变。

1.3 键盘和LCD 显示单元

键盘包括开关键、功能键、数字加一键、光标移动键。4 键接MCU 的P1.0-P1.3 口， 由于P1 口能够接受外部上升沿或下降沿中断[6],因此可采用中断式按键编程方式，有助于节省功耗。

LCD 为定制的段式液晶，MSP430F449 内有LCD 驱动模块，因此既节省了成本也减小了体积。它的LCD 驱动模块最大显示段数为40×4=160 段，能够直接显存读写，控制显示，自动产生液晶驱动信号， 支持4 种LCD（static,2mux,3mux,4mux），并支持闪烁功能[7].

1.4 电源管理单元

手持终端采用3.6 V 锂电池供电， 由于所采用的MCU、无线收发模块、LCD 均为3.3 V 供电器件，因此可直接使用电池电源。MCU 采用基本定时器1 分钟定时检测电源电压，当电池电压低于3.0 V 时主动报警。检测的方法是将电源电压分压一半送入P6.3 口， 采用MCU 内部产生的2.5 V 参考电平， 利用MCU 内部的AD 转换器实现A/D 转换即可计算出实际电源电压的大小。

2 软件设计

软件的开发环境为IAR Embedded Workbench, 使用C430 语言。系统的无线通信部分采用标准MODBUS 协议，为点对多点的通信方式。主机由设在厨房的基站组成，从机为手持终端，每一个手持终端都拥有一个唯一的地址，工作方式为主站轮询，从站监听的方式。系统软件的主要流程如图3所示。

图3 系统程序框图

无事件发生时，MCU 进入LPM3 低功耗模式，SX1233 进入Sleep 模式。当服务员使用按键记录客人点菜时，MCU 被激活。菜单数据存放在MCU 的FLASH 存储器中，记录客人点菜时只需将菜名序号存放即可， 点菜完成后MCU 重新进入LPM3 低功耗模式。

当SX1233 被唤醒时，会从Sleep 状态中进入接收工作状态并触发MCU 退出LPM3 模式， 当发现通信地址非本机地址时立即中断接收，SX1233 重新进入Sleep 状态，MCU 进入LPM3 模式。否则，完成数据帧的接收工作，并根据协议执行相应的程序，返回响应代码后，SX1233 回到Sleep 状态，MCU进入LPM3 低功耗模式。

2.1 MCU 编程要点

IO 口配置： MSP430 的多数IO 口都有2 种或以上的功能，每个IO 位都可以独立编程，因此初始化时要对IO 口进行配置。

LPM3 低功耗模式： MSP430F449 有5 种低功耗模式，即LPM0-LPM4.本系统设计在没有按键和数据收发的工作状态下工作在LPM3 模式，耗电仅为0.9 μA.此时CPU 处于禁止状态，DCO 被禁止， 直流发生器被禁止，MCLK 和SCLK 被禁止，只有低速时钟ACLK（32 768 Hz）活动[3].因此当按键或无线侦听激活MCU 时，程序应立刻从LPM3 模式中退出。

MCU 的FLASH 存储区分配： MSP430F449 不同于传统的51 单片机， 其存储器为冯·诺依曼结构， 其FLASH 区有60KB+256B.本系统地址分配如下：

SX1233 配置参数 0X1000-0X107F

MOBUS 通信协议配置参数0X1080-0X10FF

用户参数（菜单等） 0X1100-0X1FFF

用户程序区 0X2000-0X6FFF

升级程序区 0XE000-0XFDFF

2.2 SX1233 编程要点

SX1233 可工作于较宽的频率范围，本系统采用433 MHz免许可证频段。考虑到点菜系统对通信实时性要求不高，收发器休眠时侦听的占空比可尽量降低， 这样有利于节省用电。SX1233 的发射功率可调，不同的用户可根据实际需要进行设置。为减小MCU 负担，系统采用包（Packet）模式工作。

3 结束语

文中介绍的无线手持终端，硬件结构简单，成本低，技术开发成熟、功耗低，性价比高。实验结果表明，当发射功