1、Si4463Si4463 芯片使用小結(jié)二、功能實現(xiàn)1、引腳說明Si4463有20個引腳，主要引腳功能可以分為兩大類：硬件引腳和軟件引腳。硬件引腳 主要由電源、射頻局部組成，軟件引腳主要分為SPI、芯片使能以及GPIO。硬件引腳在原理圖、PCB設(shè)計局部需要注意，此處主要是介紹芯片的程序操作，硬件局部就此帶過。下 表列舉了si4463的21個引腳包括芯片正下方的Exposed pad引腳的具體引腳號和功能簡述：表1 Si4463引腳簡述Si446xPin NumberPin NamePin FunctionExposed pad, 18GNDGround6, 8VDDSupply input2,3

2、Rxp,Rxnused for Rx4,7Tx,TXRampused for Tx16,17Xin,Xoutcrystal11NIRQInterrupt output, active low1SDNShutdown input, active high15NSELSPI select input12SCLKSPI clock input、芯片介紹GPI03GPI03 GPlOJGPlOJXINXIN XOUTXOUT i446xi446xSilicon Labs的Si4463芯片 是高性能的低電流收發(fā)器，其覆蓋了119MHz至1050 MHz的Sub-1GHz頻段。還是EZRadioPRO系列

3、的一局部，該系列包含覆蓋各種應(yīng)用的完整發(fā)射 器、接收器和收發(fā)器產(chǎn)品線。所有 器件都具有杰出的靈敏度-126dBm,同時實現(xiàn)了極低的活動和休眠電流消耗。Bootup.Bootup.1osc1I 30 MHz XORFRFPKDETPKDET ! !r.lODFMFIFOFIFOPa也HHandlerDigitalLogicLogicnSELnSELSCHSDOSCKnIRQGPIOO GPIO114SDISPI data input13SDOSPI data output9GPIO0GPIO10GPIO1GPIO19GPIO2GPIO20GPIO3GPIO2、功能實現(xiàn)1) SPI操作芯片的12-

4、15腳為SPI引腳，最大支持速率到達10MHz.芯片支持標(biāo)準的SPI總線協(xié)議， 操作方便。整個芯片的所有SPI操作都可以分成兩種方式：寫命令和讀數(shù)據(jù)。SPI操作最需要注意的一點是芯片狀態(tài)， 因為芯片不可能隨時隨地處在SPI就緒狀態(tài)，所以每次操作SPI時必須 讀取芯片的當(dāng)前狀態(tài)(CTS),確保操作成功。OxFFSendSend CommandCommand ReadRead CTSCTS CTSCTS ValueValuei i*NotOxFF圖CTS讀取流程寫命令的流程如下：NSELNSEL.申SDOSDOI- 1f fI ISDISDI?CcammandibCcammandib X X Pa

5、ramParam Byt&DByt&Dt * * ParaParam m B B僧rtrt ) )sc，bm皿皿3I皿皿皿川！Jimumnw1111圖寫命令Si4463至少有28條命令I(lǐng)D,每個命令都有不同的含義，有的可以直接操作芯片執(zhí)行各項功能，有的可以讀取芯片各種狀態(tài)。上述的讀取CTS也是其中一種命令。命令內(nèi)容詳情RetriesResponse可參閱Siliconlabs官方文檔 “AN633.pdf 讀數(shù)據(jù)流程如下：圖讀數(shù)據(jù)有局部命令是讀取命令，寫完命令后可讀出該命令規(guī)定的相應(yīng)字節(jié)數(shù)據(jù)，如上圖，SDI在寫完0 x44讀取到CTS信號后，寫入0 x00(空操作命令)來讀取回

6、復(fù)字，切忌用有效命 令操作(會導(dǎo)致數(shù)據(jù)異常)！2)初始化Si4463不支持上電自動復(fù)位功能，因此每次上電后都需認為給出初始化操作，具體可 參見下述代碼：void SI446X RESET( void ) /Si4463復(fù)位函數(shù)SI_SDN_HIGH( ); /SDN引腳拉高，芯片關(guān)斷waitus(10);/延時10usSI_SDN_LOW( );/SDN引腳拉低，芯片使能SI_nSEL_HIGH( ); /nSEL弓I腳拉高，禁止SPI片選，釋放SPI waitms(5); /延時5ms,芯片自動復(fù)位在芯片重新復(fù)位后可以對芯片進行相應(yīng)的配置。寫配置信息有兩種方式，其一查詢器件手冊，對每一個存放

7、器進行直接配置；其二，按順序?qū)懭肱渲眯畔?shù)組，該數(shù)組在頭文件中進行定義，而頭文件可由Siliconlabs公司的配置軟件WDS生成。我們選擇方法二，具體操作后面細述。uint8 Si4463 init( void ) SI446X_RESET( );/SI446X模塊復(fù)位SI446X CONFIG INIT( );/SI446X模塊初始化配置函數(shù)SI446X INT STATUS( Si446x CMD Buf ); /去除中斷狀態(tài)SI446X_EN_INT(SI446X_INT_STAUS); /使能中斷SI446X_START_RX( Rx_channel, 0, PACKET_LENGT

8、H,0,0,3 ); /開接收return (Si4463 diagnose();/讀取芯片狀態(tài)，返回芯片信息3)發(fā)送模式發(fā)送函數(shù)比擬簡單，在初始化結(jié)束后只需填數(shù)據(jù)至TXFIFO ,并使能發(fā)送，Si4463會自動完成發(fā)送功能，在發(fā)送完成后產(chǎn)生中斷信號(nIRQ弓I腳)或置位中斷狀態(tài)存放器，因此 在程序?qū)崿F(xiàn)中可以采用查詢方式或中斷方式實現(xiàn)發(fā)送，具體流程如下：NSELSDQSOISCLK0 x44GTSGTS = = QwFFQwFFResponse By拒。 * 工Response Byte n4)接收模式接收模式與發(fā)送類似也有兩種方式可以實現(xiàn)，從產(chǎn)品角度或MCU資源方面考慮，一般不選用查詢方式

9、，5)休眠模式Si4463低功耗有兩種方式：休眠模式以及關(guān)斷模式，兩者的功耗分別為30nA和50nA。休眠模式以關(guān)斷模式之間的主要區(qū)別在于存放器狀態(tài)，關(guān)斷后所有存放器數(shù)據(jù)喪失， 重新上電需要再次初始化，而休眠模式能夠保持，具體使用可根據(jù)實際需求自行選擇。至于程序操作，這兩種方式都較為簡單：關(guān)斷只需將SDN引腳拉高；休眠需執(zhí)行存放 器操作：void SI446X_CHANGE_STATE( uint8 state) /改變芯片狀態(tài)uint8 cmd2;cmd0 = CHANGE STATE;/芯片狀態(tài)發(fā)送函數(shù)流程圖NNcmd1 = state&0 x0F;SI446X CMD( cmd,

10、 2 );三、配置說明Si4463的參數(shù)配置主要采用WDS軟件進行配置，設(shè)置好相應(yīng)的內(nèi)容后生成一個參 數(shù)宏定義的頭文件，在程序中只需將該頭文件中的參數(shù)以相應(yīng)的命令寫入射頻芯片即可完成 配置。1、頻率和功率第一步選擇模擬方式第二步選擇芯片F(xiàn)requency and poiwer Rf parametera | Packet | Imemjts GPlOandFR)R|FrgicyFrgicy發(fā)射發(fā)射* * 日日asease frequency.frequency.更率更率信通信通MHzMHz OiamelOiamel spacingspacing. .，間隔顓率，間隔顓率心加心加000000凰凰

11、250.00250.00； kHtkHtCient erfnequency:=Base fraiuency +Chi5st&晶振晶振433433 MFkMFk annelannelspacingspacing頻頻率率Ch君 西 雪 |nurnberOhannel nurriber 上上Crystal Frequency:CrystaJ Cap. baric9K叼口DO ：MHi Ctystai tcterance TX目Gtystal tplflrgncp RX：劉力劉力岳岳ppmppm52| A.J3030 0 0* * ppmppmUse adefral TCXD/Ref Soir

12、eePtwetPtwet 0mpiIter0mpiIter (PA)(PA). .PA mode.Class E-Squafe W PAptMerlevel.Ox7F fnegiL-stof voftiag?.JXD圖中標(biāo)注的幾處為必須配置的參數(shù)，具體參數(shù)芯片數(shù)據(jù)手冊O(shè)2、RF參數(shù)FrcqaencyFrcqaency dnddnd powerpower RF paramets fadatfadat | | JntemiJteJntemiJte GPIQandGPIQand FRRRXRX dNmdNm raerae error:error: 1 1& & 同PreamblePr

13、eamble patternpattern： |9td. 101G PMPM patterpatter ?&iab*e antenna diveraityEnable IQ calibrationRSSIRSSIarooeRSSIarooefiSaawraaadMfiSaawraaadMRSSItfnMd:RSSItfnMd:叫電圖叫電圖RSSIIQI I Disablsd.wialwaysDisablsd.wialways - -R R狗狗thtshold:thtshold:囪匚囪匚 . .I Check threrfxjkl at latch接收端的調(diào)制方式、速率、頻偏以及帶寬必須

14、與發(fā)射端匹配，否那么無法接收3、數(shù)據(jù)包參數(shù)數(shù)據(jù)包主要有引導(dǎo)碼、同步字、數(shù)據(jù)域以及CRC構(gòu)成，每項都可選可去，為保證數(shù)據(jù) 可靠接收，同時減少不必要的數(shù)據(jù)接收，引導(dǎo)碼和同步字就十分必要， 這兩局部中的內(nèi)容可以自由配置，此處就不細述，具體可參見芯片數(shù)據(jù)手冊以及WDS使用指南。數(shù)據(jù)域有幾種模式，可單域也可多域，一般選用變長發(fā)送模式時采用雙域，前一域幀長，后一域數(shù)據(jù)。CRC模式也可采用分域校驗和整體校驗，一般選用整體，最后兩個直接為CRC結(jié)果校驗由硬件完成，校驗通過標(biāo)志可通過配置設(shè)定在這兩個直接中任意直接的高位或低位。PA bias:Ox JRampRamp HVeawude-HVeawude- 292

15、9= =6=6 陽陽Enaole amp central of Bfiemal PADataData raterate二速率二速率卜卜0,0(50,0(5囹囹kbps(=ksps)kbps(=ksps)Deviation:Deviation:頻偏頻偏2D.DDD2D.DDD : :444-444- 11RXbaTdwiRXbaTdwi的帶寬的帶寬AutoGIcAutoGIc：kHzkHz回RXOMIWUa a hbflhhbflh RXperformancsRXperformancsLew current consumptian&i曲PLLAFC2GFSK2GFSK2.2. CorfC

16、orf iQirciQirc prqcctprqcctFrequency and power .F parametersHP1D and ERRUwUw preddintdpreddintd partpart | | kUckUc I#I# MMMM M MCRC數(shù)據(jù)包格式 目Packet config VaiaHg length config CRC cai西西 | |Field coriqRpwmbte EmtUse- trancheSer etmdng4、中斷配置芯片有一個中斷引腳， 可對應(yīng)3個中斷存放器，共計22中不同中斷狀態(tài)。 在正常發(fā)送、接收中一般只用以下3個中斷：發(fā)送完成、接收、

17、CRC異常，其余中斷對應(yīng)的具體說明可參見芯片用戶指導(dǎo)。2.2. CorfigwECorfigwE： projectprojectFrequency and power RF parameiera Packet Interrupts GPIO and FRRPacket Handler HW interruptChip HV/ rtenuptBilled5、GPI5口快速存放器配置Si4463有4個GPIO引腳外加一個NIRQ和SDO引腳可進行自由配置，具體功能參見 用戶指導(dǎo)，一般會選用兩個引腳作為射頻開關(guān)的控制引腳，如下列圖：nUnused status fieldSTBITSTBITEnab

18、ledEnabled. . ueerueer setset statinstatin AddAddSTBITSTBITSTBITSTBITDisabled,Disabled, useruser setset statusstatus heldheldSTBITSTBITColorColor conventionconventionGearGear ddlusddlus WdWdEnabled-Enabled- protectprotect requiredrequired setset敏敏fieldfieldDisabled,Disabled, prefectprefect requiredr

19、equired setset statusstatusfiddfiddJ J &iabte&iabte pnsamUepnsamUe?Enate jyridwi wgnj0 R目目d dfltft wtilsnng & N bRnrirg d IM pK北由北由口叫口叫110adwm.101bylsfa)PraurbtePraurbteSyncWodF1LF1LCfiCl野喇* 10W D1D115rtbdes/ / EnabledEnabledFLTOKFLTOK FlTMSFlTMS PENTPENTPRXPRX CRCECRCEACRCACRC | | TFAET

20、FAERFAfRFAfModem HVF nfenuptBailed發(fā)送接收發(fā)送接收CRCR異異田田三中斷申斷常中斷三中斷申斷常中斷| FUOE | STCHflimbef erf同步字Pacfcel TXlhrttbiMdPrearnWePrearnWeGcnfiguilwnGcnfiguilwnPreamUe TX length數(shù)據(jù)域Plwmbte parttem fon w inteHace)4B ： bytMM觸圖|byte阿2.CnltgmCnltgm pnsicclpnsiccl；RnagpangrandipowBfRnagpangrandipowBf | | RFparametm

21、RFparametm PacketPacket Irtmi3tBIrtmi3tB | | GPGPndnd FRRFRRGPIOBnGPIOGPIO 3 3首able pulupsGPJOO:DO NOTH! MG - Oo nd mo題題the behavior of lbs pmGPJ01:DONOTHI MG - Do na gdiiy the bchawicr of Ihij pmGPQ2:0DCSTATE Output Hgh whic in TX stotc QlpU匕匕W dhcrariK：GPDlHRX_STATE - Oulpul hiflh whde油油RX*乖乖O(shè)ulpt

22、l lg gEi$e*NIRQ:OONOTHI NG - Do nd motfy the tiehvior 0 #悟悟pn.SW:1-iDONQTHI NG - Do nd medtfy the xh占占wior M 1hi pr守Drive ilrerigih；GPKk wM如如red as autputsMUhave hhest drive srenh丁Fart RMpQrtK： Apgisief5快速存放器I己置Fas Response Reg star A:Fas Response Fl eg star B:Fast Responw Asgsler C:Fas Response Asg

23、ster D:快速存放器主要用于快速讀出芯片的某些狀態(tài)或存放器值，相對于直接操作普通存放器,速度要更快，更節(jié)省MCU資源，具體配置可根據(jù)實際使用進行配置，如RSSI、芯片 工作狀態(tài)等都是比擬常用的。四、問題總結(jié)1、發(fā)送功率與功耗Si4463的發(fā)送功率可調(diào)，功率越大功耗自然越大，尤其是超過15dBm后發(fā)射功率每增加一點，功耗會增加很多，下列圖是理論參數(shù)橫坐標(biāo)是電流：PAPA PWRPWR LVL實際使用中發(fā)現(xiàn)模塊功率很難到達20dBm,經(jīng)過測試排查，發(fā)現(xiàn)發(fā)射功率受供電電壓影響也較大，下列圖是最大發(fā)射功率與供電電壓之間的關(guān)系：Latch led RSSl valueCurrent slarleOiublcd Wldwaysb