工程师，想开发2.4G无线通信功能的电路项目？一个芯片搞定
本文由【芯片哥】原创撰写，来源：今日头条

工程师，在开发一些电路项目产品，一般可以分为两类：
一类是不带有无线射频通信功能的项目，比如家用电器的电饭煲，工业领域的变频器，汽车电子的座椅控制器，医疗器材的血压计等等；
另一类是带有无线射频通信功能的项目，比如家用电器的空调，工业领域的遥控器，汽车电子的门禁，医疗器械的心率检测仪等等；
针对无线射频通信功能的项目，部分工程师可能会有些棘手，没有多少项目的开发经验，电路设计开发能力有所欠缺；
其实，无线射频通信领域，它是一个很大的概念；工程师无需因为对它接触少而感到陌生，失去带有这类功能的项目开发信心。

什么是无线射频？
无线射频，主要包含两个核心要素
核心要素一：频率；
所谓频率，是指无线射频在通信工作中的中心频率，就全球无线市场而言，规定并开放了一些常用频率段的无线应用；例如蓝牙的中心频率为2.4~2.485GHz；
除了这个2.4~2.485GHz频率段，其他常见的频率段还包括315MHz、433MHz、868MHz、915MHz与2.4GHz；
核心要素二：协议；
众所周知，数据通信功能，是由发送端TX与接收端RX组成；工程师在开发数据通信的电路，无论是普通的IIC通信，还是SPI通信、CAN通信以及USB通信，他们之间都会遵从一些数据交换的协议；
与之类似，无线通信也需要遵从相应的开发协议；即使频率段是相同的，不同的协议，发送端TX与接收端RX也是不能有效兼容识别的；比如无线鼠标采用的是普通的2.4G频率，手机蓝牙采用的也是2.4G频率，但鼠标就不能被手机控制，手机也不能被鼠标控制。
之所以讲述这些内容，芯片哥是为了给工程师建立一个无线通信的初步概念，做个最基本的认识与了解。快夸一下芯片哥，满足一下芯片哥的小小虚荣心，可以不咯~~~
工程师，也许会追问，具体怎么去开发无线通信功能的电路项目呢？芯片哥以2.4G无线通信功能的智能家居电动窗帘产品为案例，详细说明
传统的电动窗帘，采用的是墙壁开关控制，通过电缆布线的方式，将开关控制信号发送到电动窗帘控制器，控制器接收开关信号，驱动电机，开启窗帘或者关闭窗帘。

随着智能家居的普及，现在需要将传统电动窗帘升级为无线遥控控制功能，采用的中心频率为2.4GHz；
类似这样的电路设计升级问题，工程师相信会遇到不少。怎么去快速的解决呢？或许上海磐启微的2.4G无线射频芯片XN297L就能很好的解决。

XN297芯片是一个什么东西？

XN297芯片简介

XN297芯片，它是一个2.4GHz高速无线收发芯片，既能完成无线的发送功能，同时也能完成无线的接收功能，内部集成了无线基带通信功能；

工程师，在开发带有2.4GHz功能的无线通信项目，只需MCU单片机的SPI通信接口连接到XN297接口，就可以完成；至于无线射频部分的功能调试，则完成由XN297芯片内部自动完成，无需进行开发调试；
换言之，工程师通过MCU单片机的SPI接口，配置XN297芯片内部的寄存器值，就能开发无线通信的发送功率、接收灵敏度、通信报文内容、频率信道和通信速率等参数；
XN297芯片，最大传输速率可支持2Mbps，发射功率可达11dBm，接收灵敏度可设置为-83dBm，报文内容可支持64 Byte的长度，方便工程师自由设计；

XN297芯片引脚定义

XN297芯片性能了解后，工程师就可以着手进行具体的电路项目开发了。在设计原理图方案，需要了解XN297芯片的具体引脚定义

Pin 1引脚CSN：芯片的SPI通信片选信号；
Pin 2引脚SCK：芯片的SPI通信时钟信号；
Pin 3引脚DATA：芯片的SPI通信数据信号；
Pin 4引脚VDD：芯片的电源输入端；
Pin 5引脚XC1：芯片的射频晶振输入端；
Pin 6引脚XC2：芯片的射频晶振输出端；
Pin 7引脚VSS：芯片的电源地；
Pin 8引脚ANT：芯片的射频天线；
芯片只有SOP-8封装，对外的控制接口是工程师常见的SPI，外围电路只有少量的电阻电容和一个晶振，非常简洁。工程师可以通过分析XN297芯片的内部电路图，就基本了解其电路设计原理了。

XN297芯片内部中，左边为2.4GHz射频电路部分，右边为数字通信接口部分；工程师只需配置RX FIFO与TX FIFO寄存器的数值，其余射频的发送与接收功能，由XN297芯片自己完成。这是它的最大一个电路设计优点。

XN297芯片的应用电路图

工程师，在开发设计电路项目，最终都会以电路原理图的形式呈现出来；对于XN297芯片，工程师如何根据项目的实际需求，开发设计匹配的电路图呢？

以XN297芯片的参考电路为例，工程师需要开发的内容是软件，也就是SPI通信的芯片内部寄存器配置。应用电路图中
左边为单片机的SPI通信接口，右边为无线射频天线部分，C3电容与电阻R2为天线的阻抗匹配，XC1与XC2为芯片的晶振输入端，为芯片提供时钟时序。
当然，作为无线通信功能，完整的功能是由发送电路部分和接收电路部分共同组成，发送接收电路均可参照XN297推荐的典型应用电路图。
需要指出的内容是，电路的设计关键在于天线（PCB板载天线）的阻抗匹配上，它直接影响到无线通信的信号稳定以及灵敏度问题，是项目设计的核心部分。

总结

最后，总结归纳一下2.4G无线通信功能的电路项目开发过程：

• 选择XN297芯片为主的射频方案；
  
• 电路原理图参照XN297芯片的项目应用电路图；
  
• 软件的SPI通信开发调试
  
• 天线的测试验证
  

工程师，在面对带有2.4G无线通信功能的项目开发需求，只需一个XN297芯片就可以搞定了~~~