关于SI4432传输距离短的问题简单讲解

       Silicon Labs的Si4432作为无线收发芯片,是一块完整的、体积小巧的、低功耗无线收发模块。SI4432由Silicon公司09年推出的Silicon Labs EZRadioPRO系列ISM频段无线芯片之一,可工作在240-960 MHZ频段范围内,且最大输出功率可以达到+20DBm,这一定程度上满足了射频信号放大的开发难的问题。再最大功率设置条件下,开阔通信距离可达上千米。模块集成了所有射频相关功能和器件,用户不需要了解无线电的相关知识,就可以使用本模块轻易的开发出性能稳定可靠的无线相关产品。

SI4432本身通信距离在20dBm条件下,不超过1000米,在某些特殊应用中,需要更远距离,RFCSI4432A模块就是在原有SI4432模块外围电路的基础上设计入功率放大电路,以提高发射功率(发射功率高达33dBm(约2W),从而直接提升模块的通信距离(3000米以上),满足各种应用问题,让无线应用,距离不再是问题。

基本特点

频率范围: 240—960MHZ      
接收灵敏度:-115 dBm(波特率9.6Kbps) 
通讯波特率:1—128kbps   
最大发射功率:33dBm   
在关断模式下电流为:10nA   
在休眠模式下电流为:  300nA
FSK频偏可编程(15~240KHz)
接收带宽可编程(67~400KHz)
具有自动斜率控制功率放大器和频谱整形  
33dBm,发射能量强劲,空旷通讯距离3000米以上
SPI兼容的控制接口,低功耗任务周期模式,自带唤醒定时器 
片内集成电池低电量检测、温度传感器、电压调节器

典型主要应用

车辆监控、遥控、遥测、水文气象监控
无线标签、身份识别、非接触RF智能卡
小型无线网络、无线抄表、门禁系统、小区传呼
工业数据采集系统、无线232数据通信、无线485/422数据通信
小型无线数据终端、安全防火系统、遥控系统、生物信号采集

    一、无线模块选型。
    根据无线通讯的频段,平常用的无线模块主要有315MHZ,433MHZ,2.4GHZ。2.4G最近貌似比较火,像24L01,好多开发板上都配这一款芯片。433MHZ频段的模块常用的有NRF905、CC1101、SI4432。在315MHZ频段好像做普通的遥控器比较多,像超外差模块。
   本人想做无线通信,选择在2.4GHZ和433MHZ之间。说下区别,2.4G无线通信频率高、波长短、传输速率高、绕射能力差、通信距离短。网上卖的模块不加功率放大也就是一百米以内。433MHZ无线通信频率低、波长较长、传输速率低、绕射能力强、通信距离远。价格和2.4GHZ模块相当,但是距离一般在几百米甚至更远,据说加上功率放大可达一两千米。本人想用来遥控智能车,通信数据量不大,但是想让距离远一点。所以选择433MHZ模块,具体型号是SI4432。
   二、初次接触SI4432    
    该芯片价格低、传输距离远,网上用的人挺多的。曾经找过一些资料发现很多商业上的无线通信也是用这一款。于是在网上买了一对,加运费一共四十多。没有广告嫌疑,感兴趣自己搜。买回来之后开始看相关的手册和例程。SI4432需要配置的寄存器真多,而且通讯速率、频段、前导码、同步字等等都是自己定义的,大家写的都不一样。加上没有专业的知识,更是加大难度。 卖家配的资料室51的版本,说实话程序写的有点乱,主要是因为他们的程序是配套他们的开发板的,有很多都看不懂。而对于我们初学者而言,最需要的却是最简单的:简单收发就行。
   

   
   三、SPI: 配置硬件SPI要点
        1、速率不要太高,SI4432手册上说不要大于10MHZ。
        2、MOSI、MOSO、SCK三个引脚配置为复用功能推挽输出。
        3、SPI的时钟极性配置为:同步时钟的空闲状态为 低电平
        4、SPI的时钟的第2个跳变沿数据被采样。(SPI_CPHA)
        5、片选信号软件控制,自己定义一个IO空控制片选吧,方便。

备注:

   1.VCC5引脚接电压范围为 4V到5V之间,推荐电压4.5V,不能在这个电压区间之  外。如果用普通干电池,推荐供电电压5.5V; 如果是锂电池供电,则供电电 压4.5V即可。注意:镍氢电池和干电池的特性不同,如果用镍氢电池的大于5V供电,会永久烧坏无线模块!而主要原因在于普通干电池内阻大,在模块工作在发射状态发射电磁波瞬间有150mA电流存在(实际由于我们内部电路放置有钽电容起到蓄水池的效果,所以瞬间电流变小),而干电池内阻分压高达到1V到2V不等,所以为保持正常工作,干电池需要供电电压5.5V,所以不推荐用干电池供电。推荐锂电池供电。一般说来,功率越大,对电源要求越高,如果是200W的大功率发射机,则对电源的要求更加严格,甚至对电源开关顺序都有严格要求,如果本身功率小,电流也比较小(<100mA)这个问题就表现得不明显。注意在布电源线的时候,要注意加钽电容,一般要>100uA,最好加470uF钽电容,以滤波和当存储电荷使用,尤其在使用了升压电路后,有些升压电路输出电流小于400mA,这个时候可以当着电量池使用,但也需要防止发射频率过高,池的电量入不敷出,可以通过适当延时(20ms)来避免。就可避免发生电量池透支现象。
   

   2.VCC3.3 引脚的电压范围为1.9-3.6V 之间,不能在这个区间之外,如超过 3.6V 将会烧毁模块。推荐电压 3.3V 左右;
   

   3.硬件没有集成SPI功能的单片机也可以控制本模块,用普通单片IO口模拟 SPI 时序进行读写操作即可;

   4.模块接口采用标准2.54mmDIP插针,所有GND需要和系统电路的逻辑地连接起来;
   

   5.与 51 系列单片机 P0 口连接时候,需要加 10K 的上拉电阻,与其余口连接不需要。其他系列的5V单片机,如AVR、PIC,请参考该系列单片机 IO 口输出电流大小,如果超过 10mA,需要串联2-5K电阻分压,否则容易烧毁模块! 如果是 3.3V 的MCU,可以直接和IO口连接。

Si4432原理图

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