NRF905的数据发送过程.ppt

NRF905的数据发送过程,NRF开发板,1.1系统硬件总体方案,1.2电源模块,本设计需要3.3V电压。故可用三端可调输出集成稳压器LM317来产生3.3V电压。图2所示是用LM317产生3.3V电源电压的电路原理图。,1.3单片机控制电路,该系统选择AVRATMEGA16L单片机来进行控制电路的设计。其原因主要是该单片机具有以下特点：(1)速度快AVR单片机在单一时钟周期内能够执行功能强大的指令，每MHz可实现MIPS的处理能力，是具有最高MIPSmW能力的8位单片机。AVR单片机采用大型快速存取寄存器文件和快速单周期指令。其快速存取RISC寄存器文件由32个通用工作寄存器组成。(2)片内资源丰富内含8通道10位AD转换器的最高采样率为15kSPS，可满足本系统所要求的8kSPS的要求；SPI(SerialPeripheralInterface，串行外设接口)控制器可简化单片机与串行DAC和无线收发芯片之间的通讯，减少连线；而512字节的EEPROM则可在掉电时存储用户信息：该单片机有两个外部中断，可确保单片机及时响应并处理最新收到的信息。(3)可重复擦写并可在系统编程(ISP)AVR单片机ATMEGA16L中的程序存储空间采用的是Flash存储技术，因此，该单片机的内部存储单元可在线重复擦写1000次以上。(4)低功耗AVRATMEGA16L单片机的工作电压范围为2.75.5V，同时具有休眠省电功能(POWERDOWN)及闲置(IDLE)低功耗功能，此时的一般耗电在12.5mA之间。由于本系统以移动性和低功耗见长，因此，采用此单片机芯片可以满足系统对功耗的要求。(5)带有同步串行接口SPISPI是一种同步串行外围总线系统接口，它可以使微处理器与各种外围设备以同步串行方式进行信息交换。SPI总线一般使用四根信号线：SCK(串行时钟)、MISO(主机输入从机输出)、MOSI(主机输出从机输入)和SS(低电平有效的从机选择)。利用SPI总线可以在软件控制下构成各种系统。,ATMEGA16L单片机内含一个标准的SPI接口，可用于单片机与单片机或外设之间进行高速同步数据传输。它使用标准的四线接口。SCK、MISO、MOSI、SS分别与PB7、PB6、PB5和PB4复用。在硬件设计时，本设计把MCU的SPI接口、nRF905的SPI接口以及另外选定的几个IO口连接到nRF905的输入输出信号。ATMEGA16L与外围器件的连接电路见图3所示。,1.4无线收发芯片nRF905简介,系统中的无线收发电路采用挪威Nordic公司的单片无线收发器芯片nRF905。该芯片的工作电压为1.93.6V，采用32引脚QFN封装(55mm)，可工作于433868915MHz三个ISM(工业、科学和医学)频段，是一个真正的单片UHF无线收发芯片。nRF905采用FSK调制解调技术，频道之间的转换时间小于650s。nRF905集成度高，由一个完全集成的频率调制器、一个带解调器的接收器、一个功率放大器、一个晶体振荡器和一个调制器组成，工作频率稳定可靠，外围元器件少，不需外加声表滤波器，ShockBurstTM工作模式，能自动产生前导码和CRC(循环冗余码校验)，使用SPI接口与微控制器通信，配置非常方便。此外，nRF905最高工作速率可达20k，发射功率可以调整，最小为-10dBm，最大为+10dBm。其功耗非常低，以-10dBm的输出功率发射时电流只有11mA，工作于接收模式时的电流为12.5mA，内建空闲模式与关机模式，易于实现节能，适合便携式产品的设计。,1.5无线收发电路设计,本系统的无线发射接收电路主要利用nRF905与外围器件构成的电路组成，其主要部分是天线。简而言之，就是一个特定形状的导体，它可以将电流转化为射频能量并以电波形式发射出去或将无线电波接收进来。任何一个无线系统都有天线，天线设计的好坏直接影响无线系统的收发能力。图4所示是用nRF905差分连接的环形天线图。,2系统软件设计,本系统中的无线数据传输主要由无线数据收发器nRF905、ATMEGA16单片机和显示部分组成。nRF905收发器与单片机ATMEGA16L间通过SPI口进行通信。因此，软件设计过程中的重点是nRF905数据的发送和接收过程。,2.1nRF905的数据发送过程,发送数据时的工作流程如图5所示。当MCU有遥控数据节点时，接收点的地址(TX-address)和有效数据(Tx-payload)将通过SPI接口传送给nRF905。设计时应使用协议或MCU来设置接口速度。可用MCU设置TRX-CE，并使TX-EN为高电平来激活nRF905的ShockBurst传输。通过nRF905的ShockBurst可使无线系统自动上电，并完成数据包(应加前导码和CRC校验码)的数据码发送(100kbps，GFSK，曼切斯特编码)。如果AUTO-RETRAN被设置为高电平，那么，nRF905将连续地发送数据包，直到TRX-CE被设置为低电平为止；而当TRX-CE被设置为低电平时，nRF905则结束数据传输，并将自己设置为standby模式。,2.2nRF905的数据接收过程,当系统接收数据时，其接收数据流程图如图6所示。系统的工作过程如下：首先，在650s以后，nRF905将不断监测空中的信息；当nRF905发现有和接收频率相同的载波时，其载波检测(CD)被置为高电平；此后，当nRF905接收到有效地址时，地址匹配(AM)被置为高电平；在这之后，当nRF905接收到有效的地址包(CRC校验正确)时，nRF905将去掉前导码、地址和CRC位，同时将数据准备就绪位(DR)置为高电平，并用MCU设置TRX-CN为低电平