鄭州威科姆公司 張曉健 李偉 張小雨

    在特殊環境的數據測控應用中，無線數據傳輸已經越來越廣泛地被運用，msp430+nrf905的組合特別適合于低功耗，短距離（100-200m）、小數據量的無線數傳系統，msp430 cpu在低功耗應用方面有很大優勢，nrf905無線收發芯片具有功耗低、控制簡單、可自動處理字頭和crc校驗的優點，兩者結合組成的數傳系統可以在很多產品中得到應用。

    1 msp430簡介

    msp430是ti公司新推出的16位系列單片機，在電池供電的低功耗應用中具有獨特的優勢，其工作電壓在1.8-3.6v之間，正常工作時功耗可控制在200μa左右，低功耗模式使可實現2μa甚至0.1μa的低功耗，msp430具有非常高的集成度，通常在單個芯片上集成有12位的a/d、比較器、多個定時器，片內usart、看門狗、片內振蕩器、大量的i/o端口及大容量的片內存儲器，一般單片就可以滿足大多數的應用需要。

    在低功耗應用中設計程序時，最好采用以下方法：cpu在初始化完成后，處于低功耗工作模式，在有外部事件發生時喚醒進入終端服務程序，完成后重新進入低功耗模式，照此循環往復，可以最大限度地降低功耗。

    2 nrf905簡介

    nrf905是挪威nordic公司推出的單片射頻發射器芯片，工作電壓為1.9-3.6v，32引腳qfn封裝（5mm×5mm），工作于433/868/915mhz3個ism頻道（可以免費使用）。nrf905可以自動完成處理字頭和crt（循環冗余碼校驗）的工作，可由片內硬件自動完成曼徹斯特編碼/解碼，使用spi接口與微控制器通信，配置非常方便，其功耗非常低，以-10dbm的輸出功率發射時電流只有11ma，在接收模式時電流為12.5ma。

    nrf905傳輸數據時為非實時方式，即發送端發出數據，接收端收到后先暫存于芯片存儲器內，外面的mcu可以在需要時再到芯片中去取。nrf905一次的數據傳輸量最多為32b。

    2.1 nrf905的工作模式及設置

    nrf905的兩種工作模式和兩種節能模式，分別為掉電模式、待機模式、shockburst tm接收模式和shockburst tm發送模式，這幾種模式由外界cpu通過控制nrf905的3個引腳pwr_up、trx_ce和tx_en的高低電平來決定，如表1所列。

    外界mcu通過spi總線配置nrf905的內部寄存器，讀寫數據時必須把其置為待機或掉電模式，nrf905在待機模式時功耗為40μa，在掉電模式時功耗為2.5μa。

    2.2 nrf905的狀態輸出

    nrf905有3個引腳用于狀態輸出，分別是：cd（載波檢測）、am（地址匹配）和dr（數據就緒），均為高電平有效，nrf905在處于接收模式時，若檢測到接收頻率段的載波，就置cd為高，接著檢測載波數據中的地址字節，若與本身已配置的接收地址相同，則置am為高，若再檢測到接收數據中的crc校驗正確，則存儲有效數據字節，置dr為高。

    此外，nrf905還有一個時鐘輸出引腳upclh，供用戶選擇使用。通過配置內部寄存器，可改變其頻率輸出，這一點在調試時很有用。無線系統至少需要一發一收兩個設備，調試時若出現問題很難判斷是哪一方的故障。可以通過修改nrf905的寄存器，用示波器觀察upclk輸出是否變化的方法，來判斷其硬件電路和cpu操作，nrf905的程序是否正確，從而判斷及設備是否工作正常。

    2.3 nrf905的數據接口

    外圍mcu通過spi總線配置nrf905的內部寄存器和收發數據，nrf905的spi總線包括4個引腳：csn（spi使能）、sck（spi時鐘）、miso（主入從出）和mosi（主出從入）。這里nrf905為從機，其spi的時鐘范圍很寬，可以從1hz-10mhz，因此mcu在寫控制程序時不必苛求時間的準確度。

    spi總線的每次操作都必須在使能引腳csn的下降沿開始，csn低電平有效，總線上的數據在時鐘的上升沿有效，mcu對spi總線