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短程、便捷、廉價的無線通信技術正成為關注的焦點,使人們對它的需求越來越高。例如無線數據采集、無線設備管理和監控、無線抄表以及礦井下的無線通信等都是其典型應用。
1 系統總體結構
文中利用51單片機和無線數據收發芯片NRF905構成無線數據傳輸系統,給出MAX8505EEE-T了硬件和軟件設計方案。其數據傳輸過程是:從傳感器輸入的模擬信號經AD采集后,將數據輸入單片機,然后單片機將該發送數據,通過SPI接口發送給NRF905,NRF905將數據自動加上前導碼和CRC碼后將數據包發送。當接收端的NRF905接收到有效數據后,DR置高;單片機檢測到DR為高電平后,復位TRX_CE引腳,使NRF905進入空閑模式,通過SPI接口從NRF905中讀出接收數據,然后通過串口在上位機顯示。文中主要介紹的是51單片機軟件模擬SPI和無線數據收發這兩個部分。圖1是該系統的總體結構框圖。SPI(Serial Peripheral Interface串行外設接口)總線系統是一種同步串行外設接口,它可以使MCU與各種外圍設備以串行方式進行通信以交換信息。該接口一般使用4條線:串行時鐘線(SCK)、主機輸入從機輸出數據線MISO、主機輸出/從機輸入數據線MOSI和低電平有效的從機選擇線SS。可見SPI總線只需要少數的幾根MAX8505EEE-T線,就可以實現與具有SPI總線硬件接口功能的各種器件進行通信,并且用SPI總線接口簡化電路設計,節省許多I/O口線供其它功能使用,提高了設計的可靠性。而對于一些不具有SPI硬件接口的器件,可以用I/O口線來模擬SPI。由于NRF905射頻收發模塊是通過SPI接口由MCU控制的,而采用不具有SPI接口的單片機,只能通過單片機的I/O口來模擬SPI總線接口,實現無線通信系統的設計。這樣當傳輸速度要求不是太高時,使用I/O口模擬SPI總線,既可以增加應用系統接口器件的種類,同時還提高系統的性能,節約成本。NRF905是挪威Nordic VLSI公司推出的單片射頻收發器,工作電壓1.9~3.6 V,工作于433/868/915MHz這3個ISM頻段,頻道轉換時間<650μs,最大數據速率為100kbit/s。NRF905由頻率合成器、接收解調器、功率放大器、晶體振蕩器和GFSK調制器組成。自動產生前導碼和CR校驗碼,可以很容易通過SPI接口進行編程配置。外圍器件連接簡單,無需外部SAw濾波器。NRF905有兩種工作模式和兩種節能模式。兩種工作模式分別是ShockBurst TM發送模式和ShockBurst RM接收模式,兩種節能模式分別是掉電和SPI編程模式,Standby和SPI編程模式。NRF905的工作模式由TRX_CE,TX_EN,PWR_UP這3個引腳的設置來決定