nRF401的PC机无线收发模块的设计
更新时间:2023-06-12 09:38:01 阅读量: 实用文档 文档下载
- nrf401引脚图推荐度:
- 相关推荐
nRF401的PC机无线收发模块的设计
集成电路应用
基于!"#$%&的’(机无线收发模块的设计
上海交通大学!%;;;=;"张铭刘银峰黄河
要!介绍了基于,"-.;2无线收发芯片的&’机串口通信模块和&’机+#1插槽通信模块的
设计思路和实现方法!通过该两种模块可以方便地实现&’机数字信号的载频传播"使计算机之间的
摘
无线数据传输成为可能!
关键词!无线收发
,"-.;2串口+#11IOMbF\
模块接口的电路采用四脚端口连接!其中"8\9(为发送使能Z接低&’S板上的跳线!当接高电平时表明发送模式"反之为接收模式%’#为频率选择"也接&’S跳线"由高低电平选择所使用的频率%&](^4&为节电模式选择"采用同样处理方式%1(82?1(8%为天线接口!这样"高频头仅以*)48$*+($_(*和[’’与通信模块构成接口"使系统调试非常方便!
很多&’机应用系统需要增加无线数据传输功能!本文基于挪威()"*+’公司最新推出的单片无线收发一体芯片,"-./0"设计出两种无线通信模块#具有标准
"#%$%’接口的串口模块和具有标准&’机+#1总线插槽的通信模块!系统由基于,"-./2的高频头34-56和连
接&’机的接收适配器71*1&89":两部分组成!
!高频头设计
!"!主芯片#$%&’!简介
,"-.;2是工作于+#<频段3.==<5>:的单片无线收发一体芯片!它是目前集成度最高的无线数传产品"%;
脚双列直插封装!,"-.;2内部结构如图2所示"其中包含高频接收?发射$&@@合成$-#A调制?解调和双频切换等单元!
(通信适配器的设计
考虑到&’机应用的具体情况"本文提出了基于标准"#%=%’端口和基于+#1总线的两种设计思路!为防止高频电路对通信适配模块的干扰"两种情况下"通信适配器均单独设计&’S电路板!
("!$)(*(方案
(+!"!硬件实现
"#%=%方案如图%所示"采用C2系列芯片
1(82‘;C%作为主控芯片"外加一片4#1"8‘%C2扩展1(8%‘;C%的串行口"使之与&’机和高频头两端都具
*)488\9(’#*+(&]"^4&
*9<+(1
有通信的能力!其中"‘%C2的"\"*a和8\"*a
)#’
&@@
[’)
&1
可以用一片或门相连接至‘;C%的+(8;端口7中断方式:或浮空7查询方式:!
图2,"-.;2内部结构
该芯片有如下特点#-#ABCD频移键控7-EFGHF,IJK
#LMNOAFJM,P:调制方式"直接数据输入输出"抗干扰能力强"特别适合工业场合%采用*##Q&@@频率合成
技术"频率稳定性极好%灵敏度高"达到K2/CRST%无需曼彻斯特编码%工作速率最高可达!;UVMO?W%最大发射功率达Q2;RST"开阔地的使用距离最远可达
2;;;T%工作在+#<频率.==<5>和双信道频率.==XY!<5>?.=.X==<5>Z使用不需要申请许可证!!"(接口设计
考虑到相互干扰"在本系统中"高频头单独做成一块&’S板!
压控振荡器3[’):外接!!T5高品质因素电感%锁相环3&@@:外接典型单端二阶滤波器%振荡源输入接.<5>晶振%天线设计采用环形差分天线!和通信
图!"#!$%方案
!"
nRF401的PC机无线收发模块的设计
集成电路应用
系统时钟采用-.’/,0123的石英晶振!由0,4,的
查询方式通信适配器流程图如图<所示$
&)5""组合产生8.,,90123的脉冲信号!该信号
作为0,48的:);时钟信号!同时利用一片可编程定时*计数器9,4’进行%<分频以产生9,48的收发时钟#
在接收板端!高频头接收来自发送高频头的=#;调制电磁波!经过接口送到适配器的9>4,引脚+?7$运行于查询方式时!系统程序把数据从9>4,的(?7端向@:机传送!完成一次数据传输%在中断方式时!9,48接收到数据后会激活系统中断服务例程并完成同样的操作$发送板端与此类似!只不过经由9>4,的+?7&9,48的
!"!$%&方案
在应用系统设计中!"#&总线由于其技术成熟性而被广泛应用$下面简单介绍本系统的"#&方案$
在该方案中!微型计算机作为系统中央处理设备!扩展一块F&+(0,48使之具有串口通信的能力%
/<)#8’0用于不完全地址译码!译码逻辑电路如图4所
示%为避免对"#&总线操作造成影响!加了两片三态门电路/<)#,<4进行总线隔离%在本系统中!去除了0>4,!仅使用一片F#&+(0,48和一片可编程定时*计数器
(?7直接从高频头发送出去$
在电路图中!9>4,的@,-用来产生9,48的片选信号!@,%接9,4’的6+以产生写入数据或命令字的片选信号$本系统编址如下’9,48的命令状态端口:A
0,4’!如图4和图%所示$
-===2!数据端口7A-==52%9,4’的工作方式控制字口
为B==’2!通道8地址为B==>2$
串行端口+?7*(?7与@:机串口连接时!选用一片
1$?"1,’,芯片作(()*+#,’,逻辑电平转换!如图’所示$
图
!"#$方案译码逻辑电路
图’(()*+#,’,电平转换电路
!"#"!软件及设置
为平衡@:机端和9,48端通讯的波特率!统一采用
8,>>CDE!设置如下’
可编程定时*计数器0,4’工作于方式’!即方波发生器方式$工作方式控制字写入’%2!采用二进制计数%为达到%<分频的目的!在通道8写入<>2$
通用同步*异步接收*发送器F#&+(0,48工作于异步方式!波特率8,>>CDEG字符长度0位!一个停止位$考虑到系统的低波特率应该能满足传输的可靠性!故不设校验位$方式控制字为
<52!命令指令为842$
在0>48自身串口设置中!采用方式8即0位
图%"#&方
案总线隔离与时钟设置
F&+(!以(8作为收发时
钟$为满足8,>>CDE的传输波特率!经计算得’(8编程为方式,定时状态!即可重载方式!计数常数为
L
K
/<)#8’0的输出脚H>同时选通0,48的:#片选引
脚和总线隔离芯片/<)#,<4的脚%由于/<)#,<4固有的选通逻辑!使用"#&总线的"J+选通该三态门的7"+端%-<)#8’0的H-脚同时选通0,4’的6+和另一片
-<)#,<4的端%0,48的命令数据脚:*7接"#&总线
图<查询方式适配器流程图
=>2$
的&>!0,4’的&>&&8脚接"#&总线的&>&&8$0,4’的
!!
nRF401的PC机无线收发模块的设计
集成电路应用
输出通道!和通道"设定#$%"的收发时钟&’()*’(和系统时钟(+,!
!"#端通信软件设计
!$%用&’&(汇编语言或)语言编制
传统方式的-(端涉及的通信软件一般采用#!#.汇编语言或(语言提供的端口读写语句来实现"在本系统设计中"也可以这样做!
-(机读写串口其实就是对机内/0*&#$%"的操作!在本系统中"为达到"$!!123的通信波特率"可对相关寄
存器作如下设置#首先在线控制寄存器设置通信波特率"低位端口45#6设置为.!6"高位端口4576设置为!!6$然后采用查询方式编制软件"先在线状态寄存器查询相关位"再作端口操作!
对890总线的访问也是通过端口来操作的"例如在上述译码方案中"端口分配如下##$%"命令状态端口为
44"6"数据端口为44!6$#$%4的通道!为44(6"通道"
为44:6"命令口为4456!只需使用8;或</&指令进
行操作!
*+,在可视化环境下操作
微软的可视化平台=>%=(可以很方便地完成上述
操作!下面简述在=(中使用0?@ABC’控件开发-(串行通信程序!
!"
在实际应用中"主要使用D9(EFFGDAH?E3EI@(EFFJKAL
?M@AEK(EK@HENO控件"它提供了事件驱动和查询两种方法!
在事件驱动法中"每当有新字符到达端口"D9(EFF控件将触发<K(EFF事件!这样"应用程序可以通过检查
D9(EFF控件的(EFFPBCK@属性采取相应的操作"它类
似于汇编语言中的中断方式$较小的应用程序可以采用查询法"也就是应用程序不断检查D9(EFF的(EFL
FPBCK@属性并采取相应操作"它类似于汇编中的查询法!
本文介绍了基于K*5Q!"芯片的-(机无线收发模块的研制"提出了两套具体的应用方案和相应的软件编制方法!对本系统的适当扩展"可以广泛应用于遥控%遥测%无线抄表%门禁系统%工业数据采集%身份辨识和非接触式*5智能卡系统等R4S"具有一定的实践意义!参考文献
";*5Q!"-HETJ?@92C?AIA?M@AEKU;EHTA?=+98090"$!!!V%$黄海荣"田作华U在=(中用0?@ABC’控件开发串行通信程序U电子技术应用"$!!!$$.&.’
4单片*5收发芯片K*5Q!"介绍及其应用U哈工大讯通科技"$!!"&W’UXXXUIHCYJCK?ZAKMU?EFU
Q何立民U单片机应用系统设计U北京#北京航空航天大学出版社""77![47"\477
%曹志刚"钱亚生U现代通信原理U北京#清华大学出版社"
"77$#$%Q\$%.
&收稿日期#$!!"]"!]4!’
正在阅读:
nRF401的PC机无线收发模块的设计06-12
工地暴雨内涝预防措施04-23
自考供应链物流学试卷第一套10-18
安全文明施工管理协议05-23
H3C多媒体培训教材05-13
教育学习文章新目标初一下册英语总复习资料10-25
认识天然气05-25
民政局年度工作总结及来年工作思路范文08-16
倾斜的伞作文500字07-07
- 教学能力大赛决赛获奖-教学实施报告-(完整图文版)
- 互联网+数据中心行业分析报告
- 2017上海杨浦区高三一模数学试题及答案
- 招商部差旅接待管理制度(4-25)
- 学生游玩安全注意事项
- 学生信息管理系统(文档模板供参考)
- 叉车门架有限元分析及系统设计
- 2014帮助残疾人志愿者服务情况记录
- 叶绿体中色素的提取和分离实验
- 中国食物成分表2020年最新权威完整改进版
- 推动国土资源领域生态文明建设
- 给水管道冲洗和消毒记录
- 计算机软件专业自我评价
- 高中数学必修1-5知识点归纳
- 2018-2022年中国第五代移动通信技术(5G)产业深度分析及发展前景研究报告发展趋势(目录)
- 生产车间巡查制度
- 2018版中国光热发电行业深度研究报告目录
- (通用)2019年中考数学总复习 第一章 第四节 数的开方与二次根式课件
- 2017_2018学年高中语文第二单元第4课说数课件粤教版
- 上市新药Lumateperone(卢美哌隆)合成检索总结报告
- 收发
- 模块
- 无线
- nRF401
- 设计
- 含有人生哲理的句子
- 高中美术新课程标准
- 政府工作报告的100条“干货”
- 爱国主义是永恒的主题
- 西安高端别墅项目调研报告
- 家可可教你降低装修成本的22个技巧
- 重庆主城水库钓鱼点
- 那厘社区江洲屯公共场所轮流保洁实施办法
- 广东省城市规划收费标准的建议
- 徐军苏州街头展示千术引热议
- 西安工业大学2014年全日制本科招生章
- 九年级化学第二单元氧气
- 供销社2015年度工作总结及2016年工作计划
- iso11607-1 最终灭菌医疗器械的包装_第1部分
- 十大杰出母亲先进事迹
- 人 生 算 术 题 表 格
- 2010 方伟岗 医学 关于成功申请科研基金的几点体会
- 汉语拼音教学反思10篇
- 欠发达地区新农村建设的成功模式——赣州模式启示
- 《建国大业》观后感