STM32F103X家用环境温湿度监测装置的设计(4)
2 VDD 供电 2.4V-5.5V
3 GND 接地
4 DATA 串行数据，双向
其中SCK用于微处理器与SHT71之间的通讯同步，DATA三态门用于数据的读取。
（4）温湿度测量模块电路图如图3.4所示[12]：
图3.4 SHT71与微控制器的电路连接图
3.4 数据传输模块
数据传输包括了总站与子站之间的数据传输和总站与上位机之间的数据传输。总站与子站间通信方式多样，各有优缺点。相对而言，RF射频无线通讯式具有更强的电磁抗干扰能力，并且传输距离可以自行调节，适用于家用环境温湿度监测系统[13]。总站与上位机的通讯方式选用RS-485，RS-485方式非常简单方便、可靠，适合本系统。
3.4.1 总站与子站通信
总站和子站的通讯采取射频RF通讯方式，射频模块选择CC2520作为核心芯片。CC2520产品在当今业界具有最佳的选择性、出色的链路层等特性，满足各种应用中ZigBee/IEEE 802.15.4同专有无线系统的要求，这包括工业监控、家居自动化、远程数据采集和控制与无线传感器网络。CC2520是第二代的RF收发器，主要运用在2.4GHz的ISM频段，其可工作温度高达125℃，具有极好的灵敏度与共存性能，连接性能极佳,可低电压工作。CC2520为提供丰富的硬件支持电路，如封包处理、数据缓冲、爆发传输、数据加密、数据验证、净信道评估、链路质量指示以及封包信息等，大幅度减轻主控制器的作业负荷。
1.CC2520的主要特性：
a) 灵敏度很高（-118dBm/1.2kb/s）
b) 优秀的链路预算（103dB），400米视线范围
c) 温度范围：-40至+125 ℃
d) 工作电压范围宽：1.8V~3.8V
e) IEEE802.15.4标准的MAC硬件支持
f) 一个AES - 128安全模块
g) CC2420接口兼容模式，与控制器接口配置容易
h) 支持FSK,OOK,GFSK三种调制模式
i) 强大的数字特征，能使一般控制器得到高性能的RF系统
j) 独立的接收与发送FIFO
2.射频芯片CC2520与处理器接口
CC2520提供一个四线SPI接口（SI、SO、SCLK、CSn），与微处理器连接，通过这个连接口完成设置和收发数据工作，实现读写缓存数据、读写状态寄存器。SPI总线是由摩托罗拉公司首先推出的一种同步串行传送规范的总线，是单片机外设芯片的串行扩展接口。SPI接口可采用全双工方式同时发送和结束八位数据，共使用四条线。其四线定义和功能如下：
(1)主器件输入/从器件输出线（MISO，master in slave out）
在主器件侧为输入线，在从器件侧为输出线，就是从器件向主器件发送数据，传送中首先送高位，后送地位。
(2)主器件输出/从器件输入线（MOSI,master out slave in）
在主器件侧为输出线，在从器件侧为输入线。
(3)同步时钟线(SCLK serial clock )
在主器件侧为输出线，在从器件侧位输入线，用于主器件传送数据的同步脉冲，就是主器件与从器件必须有相同的时序，发送数据是在SCK的一个边沿，接收数据在SCK的另外一个边沿。例如，在时钟的下降沿主器件输出有效数据，而在时钟SCK的上升沿从器件接收数据。
(4)从机方式选择线（CSn）
从器件具有输入选择CSn，为低电平时，从器件发送或接收数据。
SPI包括3个部分：移位寄存器，发送缓冲器和接收缓冲器，发送缓冲器与接收缓冲器与总线相连，可以从总线接收数据和向总线发送数据。有时发送缓冲器与接收缓冲器是同一个缓冲器。工作原理如图3.5所示：