摘要：介紹了基于nRF401無線收發芯片的PC機串口通信模塊和PC機ISA插槽通信模塊的設計思路實現方案。通過該兩種模塊可以方便地實現PC機數字信號的載頻傳播，使計算機之間的無線數據傳輸成為可能。

    關鍵詞：無線收發 nRF401 串口 ISA ActiveX

很多PC機應用系統需要增加無線數據傳輸功能。本文基于挪威NORDIC公司最新推出的單片無線收發一體芯片nRF401，設計出兩種無線通信模塊：具有標準RS232C接口的串行模塊和具有標準PC機ISA總線插槽的通信模塊。系統由基于nRF401的高頻頭（UFH）和連接PC機的接收適配器（ADAPTER）兩部分組成。

1 高頻頭設計

1.1 主芯片nRF401簡介

nRF401是工作于ISM頻段（433MHz）的單片機無線收發一體芯片。它是目前集成度量高的無線數傳產品，20腳雙列直插封裝。NRF401內部結構如圖1所示，其中包含高頻接收/發射、PLL合成、FSK調制/解調和雙頻切換等單元。

該芯片有如下特點：FSK[5]頻移鍵控（Frquency-ShiftKeying）調制方式，直接數據輸入輸出，抗干擾能力強，特別適合工業場合；采用DSS+PLL頻率合成技術，頻率穩定性極好；靈敏度高，達到-105dBm；無需曼徹斯特編碼；工作速率最高可達20kbit/s；最大發射功率達+10dBm，開闊地的使用距離最遠可達1000m；工作在ISM頻率433MHz和雙信道頻率433.92MHz/434.33MHz，使用不需要申請許可證。

1.2 考慮到相互干擾，在本系統中，高頻頭單獨做成一塊PCB板。

壓控振蕩器（VCO）外接22mH高品質因素電感；鎖相環（PLL）外典型單端二階段濾波器；振蕩源輸入接4MHz晶振；天線設計采用環形差分天線。和通信模塊接口的電路采用四腳端口連接。其中，TXEN為發送使能，接低PCB板上的跳線。當接高電平時表明發送模式，反之為接收模式；CS為頻率選擇，也接PCB跳線，由高低電平選擇所使用的頻率；PWN_UP為節電模式選擇，采用同樣處理方式；ANT1/ANT2為天線接口。這樣，高頻頭僅以DOUT、DIN、GND和VCC與通信模塊構成接口，使系統調試非常方便。

2 通信適配器的設計

考慮到PC機應用的具體情況，本文提出了基于標準RS232C端口和基于ISA總線的兩種設計思路。為防止高頻電路對通信適配模塊的干擾，兩種情況下，通信適配器均單獨設計PCB電路板。

2.1 RS232方案

2.1.1 硬件實現

RS232方案如圖2所示，采用51系列芯片8052作為主控芯片，外加一片USART8251擴展8052的串行口，使之與PC機和高頻頭兩端都具有通信的能力。其中，8251的RXRDY和TXRDY可以用一片或門相連接至8052的INT0端口（中斷方式）或浮點（查詢方式）。

系統時鐘采用7.3728MHz的石英晶振，由8252的ALE、WR、RD組合產生1.2288MHz的脈沖信號，該信號作為8251的CLK時鐘信號，同時利用一片可編程定時/計數器8253進行64分頻以產生8251的收發時鐘。

    在接收板端，高頻頭接收來自發送高頻頭的FSK調制電磁波，經過接口送到適配器的8052引腳RXD。運行于查詢方式時，系統程序把數據從8052的TXD端向PC機傳送，完成一次數據傳輸