基于nRF905的无线呼叫系统硬件电路设计

1、基于nRF905的无线呼叫系统硬件电路设计         摘要：无线呼叫系统广泛应用于各种需要即时响应的服务领域，稳定可靠的呼叫系统极大的提高了服务管理水平。呼叫系统经历了有线呼叫系统、无线呼叫系统、视频呼叫系统等几个阶段，无线呼叫系统以其电路简单，工作稳定可靠的特点，得到了极大的应用。 关键词:无线呼叫、单片机、无线通信，中继 中图分类号：TN872文献标识码：A 文章编号： Abstract: wireless call system is widely used in various need instan

2、t response service business, stable and reliable call system greatly enhancing the service management level. Call system through cable call system, wireless call system, video call system and so on several stages, wireless call system with its circuit is simple, stable and reliable work, the charact

3、eristics of the application has been greatly. Keywords: wireless call, and single chip microcomputer, wireless communications, relay 随着生活节奏的加快及信息科学技术的发展，在医院、学校、小区等需要即时响应的服务领域，呼叫系统得到了广泛的应用。自20世纪80年代开始使用电话进行呼叫以来，伴随着电子科技的高速发展，呼叫系统经历了有线到无线，从简单的语音呼叫，发展到视频传输；从手工记录数据到数据信息的自动存储，呼叫系统从功能、时效及自动化等方面，都有了很大的发展。本研

4、究主要进行基于nRF905的无线呼叫系统硬件电路的设计研究。 一、系统的组成结构 1、系统结构图 为提高本系统的工作可靠性，本研究通过对除数数据信息进行编码校验，并重发传输失败或错误的数据来实现。系统结构图如下： 如图可知，无线呼叫系统主要有一台主机，若干分机及若干中继器组成。其中中继器的多少可根据系统呼叫距离而定，分机在遵循通讯距离最短的原则下，可注册到主机或中继器。 2、系统的工作流程 (1)分机与主机呼叫通信流程 分机呼叫主机：按下分机呼叫按键，呼叫信号调制在载波上经无线发射模块发射出去，在距离较远需要中继器时，中继器接收该信号，并按通信协议上船至主机；不需要中继器的场合，则信号直接由主

5、机接收。主机接收到信号后，进行ID检测，确认呼叫分机的身份。确认呼叫来自本系统，并甄别分机号码后，下传应答信号。若一次呼叫不成功，则隔时继续呼叫。 （2）在路故障检测 主机定时向各中继器发送检测信号，中继器无条件即时应答。主机在规定时间接收到中继器应答信号，则显示该通道工作正常，负责进行故障显示。 二、硬件电路设计 1、 无线通信模块电路的设计 无线通信模块是本系统的核心组成部分，其性能的好坏直接更换系到系统的稳定性及可靠性。本系统芯片采用挪威Nordic公司生产的无线数传芯片nRF905，具有较小的工作电流和较低的工作电压，以100Kbps速率进行通信，其工作频率在433MHz的ISM频段，

6、穿透能力强，传输距离较远，可实现室内的较远距离传输。nRF905接口引脚功能如下1： 3V、GND：电源，3V供电 POWER：电源控制，低电平：掉电状态，高电平：工作， TX：发送、接收数据控制端口，高电平：发送数据；低电平：接收数据。 TRX：收、发使能端，高电平：收、发工作状态，低电平：编程或待机状态 CD：载波检测输出，高电平有效 AM：地址匹配输出，高电平有效 DR：数据就绪输出，高电平有效 MISO、MOSI、SCK、CSN：SPI接口 其电路设计如下： 该电路电路元件少，与单片机接口电路简单，TRX、TX、POWER逻辑组合控制nRF905的四种工作模式：待机和SPI编程模式；掉

7、电和SPI编程模式；接收模式；发射模式。 2、主机硬件电路设计 （1）主机电路结构图 主机电路组成框图如下： 其中系统主机需要具有大的存储容量，且具有非易失存储能力，本系统主机选用STC89C58RD 单片机，其资源如下2： AROM空间：32KB BRAM空间：256B，XRAM：1KB CEPROM：16KB （2）键盘电路的设计 键盘占用8个IO口，采用×矩阵键盘，在工作时，定时对键盘进行扫描，记录每次扫描的值。通过对缓冲区数据的判断，就可以识别出按键并完成消抖。 （3）液晶显示电路设计 该液晶显示电路每屏可以显示×个汉字，并结合按键，做成菜单形式。未按键操作时显示时

8、间和日历，按键时，显示当前操作功能，提示用户操作。 （4）时钟电路设计 实时钟电路采用DALLAS公司生产的DS13023芯片，有时钟和日历功能，闰年自动调整；为省I/O资源，用串行数据传输；平时因芯片由系统电源提供电能，同时给备用电池充电，以储备电能，掉电时芯片电源切换，使用备用电源供电。 3、分机按键电路及中断唤醒设计 系统分机要求具有工作电压底，工作电流小，且具有非易失存储器，选用STC12LE4052AD单片机。 分机采用电池供电，要求具有节电设计。本系统采用掉电电流极小的STC12LE2052AD单片机，在掉电模式下能通过按键中断唤醒功能。当有按键按下时，触发外部中断，电路进入正常工

9、作状态，完成一次呼叫过程以后，系统进入掉电模式，此时电路几乎不消耗能量。当有键按下时，比如S1按下，则在INT0引脚上将产生一个下降沿，触发外部中断，单片机处理中断程序，发出呼叫信息。当呼叫完成以后，进入掉电模式时，电流消耗极小。电容C1、C2、C3用来保证一次按键有且仅有一次触发中断，同时可避免按键长时间按下的耗电。 三、结束语 本系统硬件电路主要设计了无线通信模块与主机、分机主要电路，根据系统的功能需求的不同，可以进行其他特殊功能电路的设计。硬件电路设计完成后，要使系统正常高效的工作，还需要在满足通信协议的情况下，进行硬件系统的程序设计。 参考文献： 1杨进宝，无线医疗呼叫系统的设计，湖南师范大学硕士论文，2010/10 2 宏晶科技STC89C51RD 系列单片机用户手册 EB/OLhttp: /www.mcu- _GUIDE-CHINESE.pdf，2009-02-02 3 赵海兰，朱剑，赵祥伟DS1302实时显示时间的原理与应用 J电子技术，2004，(1)：43-46 作者：颜克坪，19