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TX與RX之間的切換當從RX切換到TX模式時,數(shù)據(jù)輸入腳(DIN)必須保持為高時,數(shù)據(jù)輸出腳(DOUT)要至少3ms以后有數(shù)據(jù)輸出。從待機模式到接收模式,當PWR_UP輸入設(shè)成1時,經(jīng)過tSR時間后,DOUT腳輸出數(shù)據(jù)才有效。對nRF401來說,tST最長的時間是3ms。從加電到發(fā)射模式過程中,為了避免開機時產(chǎn)生干擾和輻射,在上電過程中TXEN的輸入腳必須保持為低,以便于頻率合成器進入穩(wěn)定工作狀態(tài)。當由上電進入發(fā)射模式時,TXEN必須保持1ms以后才可以往從上電到接收模式過程中,芯片將不會接收數(shù)據(jù),DOUT也不會有數(shù)據(jù)輸出,直到電壓穩(wěn)定達到2.7V以上,并且至少保持5ms。如果采用外部振蕩器,這個時間可以縮短到3ms。在實際應(yīng)用中,微控制器采用Atmel公司的AT89C52,分別用單片接口芯片采用美信公司的RS232轉(zhuǎn)換芯片MAX3316,完成單片機和計算機RS232接口的電平轉(zhuǎn)換及數(shù)據(jù)發(fā)送、接收、請求、清除功能。在nRF401芯片使用時,設(shè)定好工作頻率,進入正常工作狀態(tài)后,通過單片機根據(jù)需要進行收發(fā)轉(zhuǎn)換控制,發(fā)送/接收數(shù)據(jù)或進行狀態(tài)轉(zhuǎn)換。在設(shè)計程序時,要注意各狀態(tài)轉(zhuǎn)換的時延。nRF401的通訊速率最高為20kbit/s,發(fā)送數(shù)據(jù)之前需將電路置于發(fā)射模式;接收模式轉(zhuǎn)換為發(fā)射模式的轉(zhuǎn)換時間至少為1ms;可以發(fā)送任意長度的數(shù)據(jù);發(fā)射模式轉(zhuǎn)換為接收模式的轉(zhuǎn)換時間至少為3ms。在待機模式時,電路進入待機狀態(tài),電路不接收和發(fā)射數(shù)據(jù)。待機模式轉(zhuǎn)換為4ms;待機模式轉(zhuǎn)換為接收模式的轉(zhuǎn)換時間至少為5.0ms。這里給出系統(tǒng)和程序的工作流程圖nRF905是挪威NordicVLSI公司推出的單片射頻收發(fā)器,工作電壓為1.9~3.6V,32引腳QFN封裝(5由頻率合成器、接收解調(diào)器、功率放大器、晶體振蕩器和調(diào)制器組成,不需外加工作模式,自動處理字頭和CRC(循環(huán)冗余碼校驗),使用SPI接口與微控制器通信,配置非常方便。此外,其功耗非常低,以-10dBm的輸出功率發(fā)射時電流只有11mA,工作于接收模式時的電流為12.5mA,內(nèi)建空2.芯片結(jié)構(gòu)、引腳介紹及工作模式nRF905片內(nèi)集成了電源管理、晶體振蕩器、低噪聲放大器、頻率合成器功率放大器等模塊,曼徹斯特編1所示。引腳引腳功能123時鐘輸出4電源電深正端5電源電源地6數(shù)字輸出載波檢測7顏字輸出8教字輸出9電源電源地SPI輸出SPI輸出晶振輸入引腳1模擬輸出晶振輸出引腳2電源電源地電源電源正端電源電深地天線接口1DVDD_1V2低電壓正顏字輸出nRF905有兩種工作模式和兩種節(jié)能模式。兩種工作模式分別是ShockBurstTM接收模式和ShockBurstTM三個引腳決定,詳見表2。0XX10X110111與射頻數(shù)據(jù)包有關(guān)的高速信號處理都在nRF905片內(nèi)進行,數(shù)據(jù)速率由微控制器配置的SPI接口決定,ShockBurstTM接收模式下,當一個包含正確地址和數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)包被接收到后,地址匹配(AM)和數(shù)據(jù)好(DR)兩引腳通知微控制器。在ShockBurstTM發(fā)送模式,nRF905自動產(chǎn)生字頭和CRC校驗碼,當發(fā)送2發(fā)送數(shù)據(jù)包;表3:射頻配置寄存器H功率放大器TX寄存器RX寄存器曼徹斯特編碼/解碼電源管理I射頻寄存器的各位的長度是固定的。然而,在ShockBurstTM收發(fā)過程中,TX_PAYLOAD、RX_PAYLOAD、寄存器中的內(nèi)容保持不變。2.8應(yīng)用電路中中一v計業(yè)j229pD正H名稱位寬91使PLL工作于433或868/915MHz(默認值為0)0’-工作于433MHz頻段;1'-工作于868/915MHz頻段2輸出功率(默認值為00),1靈敏度也降低1自動重發(fā)位,只有當TRX_CE和TXEN為高時才有效3接收地址寬度(默認值為100),001'-1byteRX地址;‘100’3發(fā)送地址寬度(默認值為100),001'-lbyteTX地址;‘100'-46發(fā)送數(shù)據(jù)寬度(默認值為100000)000001'-1byte發(fā)送數(shù)據(jù)寬度;000010'-2byte發(fā)送數(shù)據(jù)寬度;100000'-32byte發(fā)送數(shù)據(jù)寬度6接收數(shù)據(jù)寬度(默認值為100000)000001'-1byte接收數(shù)據(jù)寬度;000010'-2byte接收數(shù)據(jù)寬度;100000'-32byte接收數(shù)據(jù)寬度發(fā)送地址標識(默認值為E7E7E7E7)2輸出時鐘頻率(默認值為11)00’-4MHz;‘01'-2MHz;‘10'-1MHz13000’-4MHz;001'-8MHz;‘1引腳名稱引腳功能描述1數(shù)字輸入使nRF2401工作于接收或發(fā)送狀態(tài)2數(shù)字輸出頻道2接收數(shù)據(jù)準備好3頻道2接收數(shù)據(jù)時鐘輸入輸出4數(shù)字輸出頻道2接收數(shù)據(jù)5數(shù)字輸入配置模式的片選端6數(shù)字輸出頻道1接收數(shù)據(jù)準備好7頻道1接收數(shù)據(jù)時鐘輸入輸出8頻道1接收發(fā)送數(shù)據(jù)端9電源電源的正數(shù)字輸出電源電源地模擬輸出晶振1模擬輸入晶振2電源輸出給功率放大器提供1.8V的電壓天線天線接口1天線天線接口2時鐘低躁聲放大器圖1nRF2401功能模塊3.2芯片結(jié)構(gòu)作模式工nRF2401有工作模式有四種:收發(fā)模式、配置模式、空閑模式和關(guān)機模式。nRF2401的工作模式由PWR_UP、CE、TX_EN和CS三個引腳決定,詳見表1101011000XX3.3收發(fā)模式C.微控制器把CE置低,激發(fā)nRF2401進行ShockD.這頭必須是8位;ur1保留88618或16位CRC1常用用器件配置1113晶抵頻率2701AVDDAVDDnDR1WDD_PAkMO圖2nRF2401應(yīng)用電路作之一,在PCB設(shè)計時,必須考慮到各種電磁干擾,注意調(diào)整電阻、電容和電感的位置,特別要注意電容的nRF2401的PCB一般都是雙層板,底層一般不放置元件,為地層,頂層的空余地方一般都敷上銅,這些容隔開,這樣有利于給nRF2401提供穩(wěn)定的電源。在PCB中,盡量多打一些通孔,使頂層和底層的地能夠充nRF401工作速率最高達20Kbit/s應(yīng)用時偏低。接口芯片采用美信公司的RS232轉(zhuǎn)換芯片MAX3316,完成單片機和計算機RS232接口的電平轉(zhuǎn)換及數(shù)據(jù)發(fā)送、接收、請求、清除功能。在nRF401芯片使用時,設(shè)定好工作頻率,進入正常工作狀態(tài)后,通過單片機根據(jù)需要進行收發(fā)轉(zhuǎn)換控制,發(fā)送/接收數(shù)據(jù)或進行狀態(tài)轉(zhuǎn)換。在設(shè)計程序時,要注意各狀態(tài)轉(zhuǎn)換的時延。通信協(xié)議的設(shè)計nRF401是程序繁雜難以在短時間內(nèi)調(diào)試好。平時大多數(shù)情況下應(yīng)處于關(guān)閉狀態(tài),由于無線部分硬件上是不具備自動喚醒功能的可以發(fā)送任意長度的數(shù)據(jù);發(fā)射模式轉(zhuǎn)換為接收模式的轉(zhuǎn)換時間至少為3ms。在待機模式時,電路進入待機狀態(tài),電路不接收和發(fā)射數(shù)據(jù)。待機模式轉(zhuǎn)換為發(fā)射模式的轉(zhuǎn)換時間至少為4ms;待機模式轉(zhuǎn)換為接收模式的轉(zhuǎn)傳輸距離可達100-200米。nRF2401的靈敏度為-90dBm,工作電壓為1.9V~3.3,工作溫度范圍為一40~C.微控制器把CE置低,激發(fā)nRF2401進行ShockBurs3高速發(fā)射數(shù)據(jù)包;G.所有數(shù)據(jù)移完,nRF2401把DR1置低,此時,如果CE為高,則等待下一個數(shù)據(jù)包,如果CE為低,開始接口引腳為CE、DATAA.當微控制器有數(shù)據(jù)要發(fā)送時,把CE置高;C.所有的射頻協(xié)議必須在微控制器程序中進行處理(包括字頭、地址和CRC校驗碼)。接口引腳為CE、CLK1和DATAD.這頭必須是8位;E.DR引腳沒用上,所有的地址和CRC校驗必須在微控制器內(nèi)部進行。nRF2401通過ShockBurstTM收發(fā)模式進行無線數(shù)據(jù)發(fā)送,收發(fā)可靠度高??偨Y(jié):nRF401電路焊接多、程序繁雜,調(diào)試不好實現(xiàn),發(fā)送頻率低,頻道轉(zhuǎn)換時間長,容易丟數(shù)據(jù)包,出射頻寄存器自動開啟;數(shù)據(jù)打包(加字頭和CRC校驗碼);發(fā)送數(shù)據(jù)包;當數(shù)據(jù)發(fā)送完成,數(shù)據(jù)準備好引腳被置的所有優(yōu)越性的無線數(shù)字收發(fā)性能,且使我們的系統(tǒng)調(diào)試更加快速。也是與整個系統(tǒng)匹接發(fā)送模式和直接接收模式是優(yōu)于其它模塊的特色。所以最終選擇nRF2401。結(jié)果也證明了nRF2401確實是實現(xiàn)無線數(shù)字收發(fā)的可靠選擇。1、硬件控制系統(tǒng)PS/2電腦鍵盤因為整個系統(tǒng)需要控制的鍵許多。十六個通道,兩個電機控制,發(fā)送數(shù)據(jù)等控制鍵很多,所以不用單鍵及小鍵盤,通過鍵盤編碼傳給89S52單片機,然后89S52與89C2051經(jīng)過Max232實現(xiàn)單片機與單片機串行通Male公的Female母的5腳DIN(AT/XT)1-時鐘2-數(shù)據(jù)3-未用,保留(Plug)插頭(Socket)插座Male公的Femate母的電子4-數(shù)據(jù)2-未用,保留3-電源地(P1ug)插頭(Socket)插座5-時鐘6-未用,保留圖1PS/2接口的mini-DIN連接器2、微控制系統(tǒng)單片機之間實現(xiàn)串行通信22o4o78678999o19oo0078選擇89S52是因為它可通過Max232與電腦通信可觀測單片機發(fā)送的數(shù)據(jù),可以對設(shè)計串行通信發(fā)送的數(shù)據(jù)分析和改進程序。就是因為89S52這些功能才使整個系統(tǒng)可以應(yīng)用PS/2電腦鍵盤。利用兩個單片機是因為兩個CPU可以提高工作效率。另外NRF2401的工作電壓小于單片機的工作電壓而89C2051可低電壓工作。所以用89C2051實現(xiàn)微控制對NRF2401控制及傳送數(shù)據(jù)。同時也降低了功耗,串行通信的程序中有校驗程序,從而避免了錯碼,使NRF2401發(fā)送的數(shù)據(jù)完全正確。只有無錯碼才能達到無線遙控的操作正確,這樣才能提高整個系統(tǒng)的性能。1234567C1-46言172C2-351FFkkLpr22mH22mH銀F122利用89C2051對NRF2401傳送數(shù)據(jù)和對NRF2401寄存器配置,以及對NRF2401的控制。從而實現(xiàn)無線數(shù)字發(fā)射4、無線數(shù)字接受系統(tǒng)與無線數(shù)字發(fā)射系統(tǒng)相似用NRF2401接受數(shù)據(jù)包傳給89C2051,再由89C2051與89S52串行通信傳遞數(shù)據(jù),經(jīng)89S52解碼后選擇相應(yīng)通道。顯示顯示工作單片機5通道顯示系統(tǒng)顯示用大型號發(fā)光二極管顯示。6攝相頭采集系統(tǒng)89S52控制信號攝相頭采集大電視監(jiān)控圖像顯示電視監(jiān)控圖像顯示發(fā)射NRF2401數(shù)字收發(fā)模塊鍵盤89S52單片機串行口通信8時鐘顯示系統(tǒng)無論工作在什么地方都需要有時間顯示,在本系統(tǒng)中電子鐘是本系統(tǒng)的輔助單元??梢允拐麄€大的系統(tǒng)更有合理的應(yīng)用價值。為操作者提供舒適環(huán)境。本系統(tǒng)用單片機控制,七位共陽極數(shù)碼管顯示有74LS04,74LS07進行驅(qū)動,且可調(diào)時等功能。9收電視監(jiān)控圖像顯示發(fā)射鍵盤片機通信NRF2401接受部分接收NRF2401數(shù)字收發(fā)

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