quinta parte do material do curso avançado I

1. Material auxiliar para curso Avançado I de MSP430 – Prof. Alessandro F. Cunha
28. COMUNICAÇÃO WIRELESS
Nos chips das famílias 1, 2, 3 e 4, a comunicação wireless é feita através dos tranceivers da
Chipcom. As famílias CC tem diversos dispositivos, com freqüências de atuação desde 300
Mhz a até 2.4 Ghz.
Vários tipos de protocolos podem ser utilizados para a comunicação de dados via RF.
Alguns podem ser vistos abaixo:
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Neste treinamento será utilizada a EVM CC1101, que contém um chip CC1101. Este é um
transceiver de baixo custo, na faixa abaixo do 1 GHz, desenvolvido para trabalhar em
aplicações wireless de baixa potência. O principal foco de atuação deste chip são os
produtos do tipo ISM (Industrial, Scientific e Medical) e SRD (Short Range Device), com
freqüências de 315, 433, 868, e 915 MHz. Porém ele é facilmente programável para
trabalhar em qualquer outra freqüência entre 300-348 MHz, 387-464 MHz e 779-928 MHz.
A máxima taxa de transmissão obtida por este dispositivo é de 500 Kbaud. Ele aceita ainda
diversos formatos de modulação de sinal, buferização de dados (até 64 bytes em FIFO),
transmissão por rajada (bursts) e indicação de qualidade de canal de transmissão. Seu
desenho foi feito para uma total integração com sistemas microcontrolados, em especial o
MSP430.
Algumas de suas características de RF são:
• Alta sensibilidade de recepção (–111 dBm @ 1.2 kBaud, 868 MHz, 1% packet error
rate);
• Baixo consumo de corrente (14.7 mA @ RX, 1.2 kBaud, 868 MHz);
• Potência de saída programável para até + 10 dBm (10 mW), para todas as
freqüências suportadas;
• Excelente seletividade de recepção e capacidade de bloqueio;
• Taxa de transmissão programável entre 1,2 e 500 KBaud;
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• Trabalha com modulações 2-FSK (Binary Frequency Shift Keying), GFSK (Gaussian
shaped Frequency Shift Keying), MSK (Minimum Shift Keying), OOK (On-Off Keying)
e ASK (Amplitude Shift Keying);
• Tem sensor de temperatura integrado no dispositivo;
• Saida de nível de sinal RSSI (Received Signal Strenght Indicator)
Suas principais características elétricas são:
• 400 nA de consume quando em sleep mode;
• Curto tempo para ficar em operação: 240 μs do sleep mode até RX ou TX mode;
• Consumo de 32,4 mA para a máxima potência de TX, em 868 Mhz
28.1. O dispositivo CC1101
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28.2. Smart RF Studio (www.ti.com/smartrfstudio)
Toda a configuração de registradores necessária para o funcionamento dos dispositivos de
RF da Texas são feitas através do software gratuito Smart RF Studio.
Através dele é possível ajustar todos os parâmetros automaticamente e em seguida gerar o
código, em assembly ou linguagem C, que será inserido no MSP430.
Esta ferramenta agiliza muito o desenvolvimento de programas.
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Uma vez que os parâmetros a serem ajustados no CC1101 estejam configurados, o
carregamento no transceiver é feito através dos quatro terminais que compõem a interface
digital SPI.
28.3. O pacote de dados transmitidos pelo CC1101
28.4. O ajuste de potência no CC1101
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28.5. Os registradores do CC1101
Toda a configuração do CC1101 é baseada em registradores programáveis de 8 bits. Os
melhores parâmetros destes registradores para cada aplicação podem ser obtidos
facilmente através do SmartRF Studio, visto nos itens anteriores.
Dentre os registradores, 13 são de comando, mostrados na tabela a seguir. Ao acessar
qualquer um destes registradores, será modificado algum estado interno do CC1101, de
acordo com a função desejada.
Existem ainda 47 registradores de configuração, mostrados na tabela a seguir. A grande
maioria destes registradores são apenas para teste e não podem ser escritos para que a
operação do CC1101 ocorra normalmente.
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Existe ainda 12 registradores de estatus, mostrados na tabela a seguir. Estes registradores
são de apenas leitura e contem informações sobre o funcionamento do CC1101.
Existem ainda duas pilhas FIFO, uma para TX e outra para RX, acessíveis através de
registradores de 8 bits. Uma operação de escrita grava uma informação na FIFO de TX.
Uma operação de leitura lê uma informação na FIFO de RX.
Um resumo de todos os endereços dos registradores do CC1101 pode ser visto na próxima
tabela.
O endereço a ser utilizado é dado pela soma do endereço base na esquerda com a rajada
(burst) e os bits de leitura/escrita no topo. Note que diferentes rajadas (bursts) servem como
base para endereços diferentes.
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29. EXERCÍCIO 9: Interface wireless com a Experimenter Board.
Estes exercícios devem ser resolvido em duplas, devido a necessidade de duas
Experimenter Boards, de modo que seja possível testar transmissão e recepção da dados.
Conecte as EVMs CC1101 às Experimenter Boards.
29.1. Pressionar botão e acender LED via interface wireless
(Aplication Report SLAA325 – July 2006)
http://focus.ti.com/apps/docs/techdocsabstract.tsp?appId=120&abstractName=slaa325
1. Carregue o Aplication Report SLAA325 (MSP430 Interface to CC1100/2500 Code
Library) na Experimenter Board. Será necessário adicionar o projeto fornecido aos
projetos que já estão sendo criados durante os exercícios. Para isto, basta seguir
atentamente os passos descrito no documento Instructions.pdf, que acompanha
o Aplication Report.
2. Verifique o funcionamento deste Aplication Report: ao pressionar um botão na
Experimenter Board 1, será aceso um led correspondente na Experimenter Board 2.
Ao pressionar novamente, o mesmo led será apagado. O funcionamento com o outro
led será idêntico.
3. Modifique o programa do SLAA325 de modo que o chip passe a transmitir na potência
máxima (+10 dBm (10 mW)).
4. Modifique o programa do SLAA325 de modo que a Experimenter Board passe a
escrever no display Botão 1 ou Botão 2, de acordo com o botão pressionado.
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29.2. Transferência de dados avançados via interface wireless
(Aplication Report SWRA141 – July 2006)
http://focus.ti.com/analog/docs/techdocsabstract.tsp?familyId=936&abstractName=swra141
Este Aplication Note, produzido por Magnus Wines, contém quatro aplicativos a serem
testados/modificados em laboratório:
• “hello” – Exemplo do tipo “Hello world”. Apresenta o número de série do
CC1100/CC2500 e o número de revisão no display LCD e escreve como string na
UART
• “link” – Transmite ou recebe pacotes de dados, com tamanho variável, mas sempre
em tamanhos menores do que a FIFO do chip
• “link_poll” – Transmite ou recebe pacotes de dados de tamanhos variáveis (até 255
bytes) utilizando a informação de status do chip.
• “link_interrupt” – Transmite ou recebe pacotes de dados de tamanhos variáveis (até
255 bytes) utilizando as características avançadas da FIFO dos chips
Para executar este exercício será necessário seguir atentamente os passos abaixo:
1. Carregue o Aplication Report SWRA141 (Software for CC1100/CC2500 and
MSP430) na Experimenter Board. Será necessário adicionar o projeto fornecido aos
projetos que já estão sendo criados durante os exercícios. Para isto, basta seguir
atentamente os passos descrito no documento swra141.pdf, que acompanha o
Aplication Report, item 2.2 (Getting Started) nas páginas 3 e 4.
2. Verifique o funcionamento de cada uma das aplicações. Veja o encadeamento de
arquivos que compõem o projeto.
3. Modifique a primeira aplicação (“hello”), de modo que seja transmitido pela UART o
seu nome. Conecte um cabo ao RS232 do kit e faça uma conexão via Hiperterminal.
Verifique se aparecerá o seu nome na tela do software. Isto deve acontecer nas duas
placas Experimenter Board.
4. Modifique a segunda aplicação (“link”), de modo que seja transmitido pela UART
uma sequência de números aleatórios, com tamanho de uma word. Conecte um cabo
ao RS232 do kit e faça uma conexão via Hiperterminal. Verifique se aparecerá o seu
nome na tela do software. Isto deve acontecer nas duas placas Experimenter Board.
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