1、 課程設計 題目 基于nRF905的無線數據發(fā)射器電 路 設 計學院名稱 電氣工程學院指導老師 黃智偉 班 級 通信工程092班學 號 20094400228學生姓名 張晉杰 二0一二年五月摘要簡要介紹內嵌AVR RISC微控制器的無線數據發(fā)射器nRF905的功能、內部結構、引腳排列及典型的應用電路。nRF905單片無線收發(fā)器是挪威Nordic公司推出的單片射頻發(fā)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。要求只有一個晶振，一個LiMnO2 鑄造單元（CR2032或者類似的），三個電容，一個感應器，一個

2、調諧環(huán)路天線來實現(xiàn)完整的開關無線RF數據傳送。關鍵字： 微型發(fā)射器 微控制器 VCO電感 外部環(huán)路濾波器 1. nRF905芯片簡介-22. nRF905模塊介紹-32.1 NRF905無線模塊特點-41. 2.2 接口電路管腳說明nRF905可以自動完成處理字頭和CRC（循環(huán)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(fā)射時電流只有11mA，在接收模式時電流為12.5mA。 nRF905單片無線收發(fā)器工作由一個完全集成的頻率調制器，一個帶解調器的接收器，一個功率放大器，一個晶體震蕩器和一個調節(jié)器

3、組成。ShockBurst工作模式的特點是自動產生前導碼和CRC，可以很容易通過SPI接口進行編程配置。 2.1 模塊介紹NRF905無線模塊特點：(1) 433Mhz 開放ISM 頻段免許可證使用(2) 最高工作速率50kbps，高效GFSK調制，抗干擾能力強，特別適合工業(yè)控制場合(3) 125 頻道，滿足多點通信和跳頻通信需要(4) 內置硬件CRC 檢錯和點對多點通信地址控制(5) 低功耗1.9 -3.6V 工作，待機模式下狀態(tài)僅為2.5uA (6) 收發(fā)模式切換時間< 650us (7) 模塊可軟件設地址，只有收到本機地址時才會輸出數據（提供中斷指示)，可直接接各種單片機使用，軟件

4、編程非常方便(8) TX Mode: 在+10dBm情況下，電流為30mA; RX Mode: 12.2mA (9) 標準DIP間距接口，便于嵌入式應用(10)RFModule-Quick-DEV 快速開發(fā)系統(tǒng)，含開發(fā)板2.2 接口電路管腳說明2.4.3 ShockBurst RX 接收流程接收流程寄存器包含目標器件地址字節(jié)長度由配置寄存器設置發(fā)送有效數據TX-Payload寄存器包含發(fā)送的有效ShockBurst 數據包數據字節(jié)長度由配置寄存器設置接收有效數據TX-Payload 寄存器包含接收到的有效ShockBurst 數據包數據字節(jié)長度由配置寄存器設置在寄存器中的有效數據由數據準備就緒

5、DR 指示2.5.2 SPI 指令設置當CSN 為低時, SPI接口開始等待一條指令。任何一條新指令均由CSN 的由高到低的轉換開始。用于SPI 接口的有用命令見下表：SPI 串行接口指令設置3. 單片機最小系統(tǒng)介紹1.51單片機最小系統(tǒng)復位電路的極性電容C1的大小直接影響單片機的復位時間，一般采用1030uF，51單片機最小系統(tǒng)容值越大需要的復位時間越短。2.51單片機最小系統(tǒng)晶振Y1也可以采用6MHz或者11.0592MHz，在正常工作的情況下可以采用更高頻率的晶振，51單片機最小系統(tǒng)晶振的振蕩頻率直接影響單片機的處理速度，頻率越大處理速度越快。3.51單片機最小系統(tǒng)起振電容C2、C3一般

6、采用1533pF，并且電容離晶振越近越好，晶振離單片機越近越好4.P0口為開漏輸出，作為輸出口時需加上拉電阻，阻值一般為10k。其他接口內部有上拉電阻，作為輸出口時不需外加上拉電阻。設置為定時器模式時，加1計數器是對內部機器周期計數（1個機器周期等于12個振蕩周期，即計數頻率為晶振頻率的1/12）。計數值N乘以機器周期Tcy就是定時時間t。設置為計數器模式時，外部事件計數脈沖由T0或T1引腳輸入到計數器。在每個機器周期的S5P2期間采樣T0、T1引腳電平。當某周期采樣到一高電平輸入，而下一周期又采樣到一低電平時，則計數器加1，更新的計數值在下一個機器周期的S3P1期間裝入計數器。由于檢測一個從

7、1到0的下降沿需要2個機器周期，因此要求被采樣的電平至少要維持一個機器周期。當晶振頻率為12MHz時，最高計數頻率不超過1/2MHz，即計數脈沖的周期要大于2 ms。 標識符號 地址 寄存器名稱P3 0B0H I/O口3寄存器PCON 87H 電源控制及波特率選擇寄存器SCON 98H 串行口控制寄存器SBUF 99H 串行數據緩沖寄存器TCON 88H 定時控制寄存器TMOD 89H 定時器方式選擇寄存器TL0 8AH 定時器0低8位TH0 8CH 定時器0高8位TL1 8BH 定時器1低8位TH1 8DH 定時器1高8位4. 原理圖及PCB圖5.發(fā)射程序#include<reg52.

8、h>#define uint unsigned int#define uchar unsigned charsbit wei1 =P10;sbit wei2 = P11;sbit wei3=P12;sbit wei4=P13;uchar code table=0xc0,0xf9,0xa4,0xb0, /不帶小數點的數碼管編碼表0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90,0x88,0x83,0xc6,0xa1,0x86,0x8e;uchar code table1=0x40,0x79,0x24,0x30, /帶小數點的數碼管編碼表0x19,0x12,0x02,0x78,0x

9、00,0x10,0x08,0x03,0x46,0x21,0x06,0x0e/*,0x3f,0x7f*/;unsigned char code ditab16 = 0x00,0x01,0x01,0x02,0x03,0x03,0x04,0x04, 0x05,0x06,0x06,0x07,0x08,0x08,0x09,0x09;unsigned char data temp_data2 = 0x00,0x00 ;unsigned char data display5 = 0x00,0x00,0x00,0x00,0x00 ;/*-ptr8000.h無線發(fā)射nRF905模塊Using for play

10、RF unit PTR8000-*/sbit ptr_en=P36;/1為發(fā)射模式，0為接收模式sbit ptr_ce=P15;/使能發(fā)射、接收模式sbit ptr_pwr=P31;/上電掉電模式sbit ptr_cd=P34;/載波檢測輸出檢測到頻率匹配的載波就變1）sbit ptr_am=P16;/地址匹配輸出 地址匹配就變1這三個標志位只對取出數據進行標志sbit ptr_dr=P35;/數據就緒輸出數據就緒就變1） 注意，所有動作完成后，三個1都被拉低了sbit ptr_miso=P17;/SPI的輸入口 注意，sck低時在miso上準備數據，sck高時把數據讀出sbit ptr_mo

11、si=P14;/SPI的輸出口 注意，sck低時先把數據放到mosi上，sck高時再送出去sbit ptr_sck=P33;/SPI的時鐘口 注意，I/O數據都是在上升沿讀出/寫入的數據都是先高后低sbit ptr_csn=P32;/SPI的數據使能口 注意，SPI的數據出入都是在csn的低電平動作的uchar tdat=0xf0,0x0f;/要發(fā)送的3字節(jié)數據uchar rdat=0x00,0x00;/要接收的3字節(jié)數據uchar config10=0x4c,0x00,0x11,0x02,0x02,0xaa,0xab,0xac,0xad,0x58;/* 名稱 : delay()* 功能 :

12、延時,延時時間大概為140US。* 輸入 : 無* 輸出 : 無*/void delay11()int i,j;for(i=0; i<=10; i+)for(j=0; j<=2; j+);/*1:工作頻率430MHz2:-10dBm，433MHz頻段，正常功耗，不重發(fā)數據3:發(fā)射/接收地址寬度均為1字節(jié)，1字節(jié)地址可放8字節(jié)數據4:接收數據寬度3字節(jié)5:發(fā)送數據寬度3字節(jié)6,7,8,9:4字節(jié)的地址，地址可隨便定義，但一定要保證收發(fā)端的地址一致10:8位CRC校驗，外接16MHz晶振，無時鐘輸出 */<設置器件為發(fā)送模式> void SetTxMode(void) ui

13、nt i; ptr_en=1; ptr_ce=0; for(i=0;i<255;i+); /<設置器件為接收模式> void SetRxMode(void) uint i; ptr_en=0; ptr_ce=1; for(i=0;i<255;i+); void spi_wr(uchar dat)/sck低時先把數據放到mosi上，sck高時再送出去uchar i,d=0;/記得一定要把數據清0，不然會頭疼的for(i=0;i<8;i+)ptr_sck=0;d=dat;d=(d>>(7-i)&0x01;/發(fā)送最高位ptr_mosi=d;ptr_s

14、ck=1;/for(j=0;j<200;j+);/若用高速MCU，在此加上延時函數，1ms即可ptr_sck=0;uchar spi_re(void)/sck低時在miso上準備數據，sck高時把數據讀出uchar i,d=0,dat=0;/記得清0！ptr_sck=0;for(i=0;i<8;i+)ptr_sck=1;/置高，讀取數據d=ptr_miso; d=d<<(7-i);/發(fā)送最高位dat=dat|d;ptr_sck=0;/準備下一次讀取的數據/若用高速MCU，在此加上延時函數，1ms即可return dat;void ptr_init(void)/初始化配置

15、，想改的話參照一下資料uchar i;ptr_csn=1;ptr_sck=0;/SPI控制引腳的安全狀態(tài)ptr_pwr=1;ptr_ce=0;ptr_en=0;/配置為待機模式ptr_csn=0;/注意，csn拉低時可以連續(xù)寫指令，寫到其被拉高為止spi_wr(0x00);/寫配置寄存器的指令，資料上提都不提，他奶奶的for(i=0;i<10;i+)spi_wr(configi);/想什么配置去資料上對照ptr_csn=1;/拉高以保證其安全性void ptr_tx(uchar *p)/發(fā)送數據，一次發(fā)送3字節(jié)uchar i;ptr_en=1;/參照時序圖寫ptr_csn=0;/開始寫發(fā)

16、送的數據的地址spi_wr(0x22);/寫地址的指令spi_wr(0xaa);spi_wr(0xab);spi_wr(0xac);spi_wr(0xad);/寫地址ptr_csn=1;/地址寫入完畢f(xié)or(i=0;i<255;i+);/延時，保存地址ptr_csn=0;/開始寫發(fā)送的數據spi_wr(0x20);/寫數據的指令for(i=0;i<2;i+)spi_wr(pi);/寫入數據ptr_csn=1;/數據寫入完畢f(xié)or(i=0;i<255;i+);/延時，保存數據ptr_ce=1;/在ce為高時發(fā)出數據for(i=0;i<255;i+);/等待數據發(fā)送完畢pt

17、r_ce=0;/歸位ptr_en=0;/歸位for(i=0;i<255;i+);/*注意：接收數據時，是按配置中的位數依次接收進來的。比如在初始化中設置的四個地址分別為0xaa、0xab、0xac、0xad，但在接收/發(fā)射模式的數據位數上只設置了9字節(jié)，且只發(fā)射了9位，那么接收時只會判斷前兩字節(jié)地址是否匹配。如果匹配，則把0xaa中的前8字節(jié)和0xab中的后1字節(jié)接收過來，其余兩個字節(jié)地址不管了。意思就是，0xaa這四個地址每個都對應8個字節(jié)的數據，但是不能通過尋址的方式取出哪個地址里的8字節(jié)的數據，只能從第一個地址里一個一個字節(jié)的取數據。建議一次取8個數據為好。*/uchar ptr_

18、rx(void)/接收數據，一次接收3字節(jié)uchar i,dat=0;ptr_ce=1;/此時en為低，ce高en低，進入接收模式for(i=0;i<200;i+);/等待650us，切換狀態(tài)while(ptr_dr=0);ptr_csn=0;/準備接收數據spi_wr(0x24);/讀RX的數據之指令for(i=0;i<2;i+)rdati=spi_re();/把數據從miso上讀出來ptr_csn=1;/數據接收完畢while(ptr_dr=0);/等到標志歸位，更保險ptr_ce=0;/歸位for(i=0;i<255;i+);return dat;/如果只需要接收一位數

19、據可以開這個void display_temp()P2=tabledisplay3;wei1=0;wei2=1;wei3=1;wei4=1;delay11();wei1=1;/P1=0xff;P2=tabledisplay2;wei1=1;wei2=0;wei3=1;wei4=1;delay11();wei2=1;/P1=0xff;P2=table1display1;wei1=1;wei2=1;wei3=0;wei4=1;wei3=1;delay11();/P1=0xff;P2=tabledisplay0;wei1=1;wei2=1;wei3=1;wei4=0;delay11();wei4=1

20、;/P1=0xff;void main()uint tt=0;uchar dat=0;ptr_init();SetRxMode();while(1)dat=ptr_rx();display4=rdat0&0x0f ; display0=ditabdisplay4 ; /查表得小數位的值 display4=(rdat0&0xf0)>>4)|(rdat1&0x0f)<<4) ; display3=display4/100 ; display1=display4%100 ; display2=display1/10 ; display1=display

21、1%10 ;while(tt+<1)display_temp();tt=0;6.總結本次課程設計的過程中，遇到很多問題。但通過詢問同學和查閱資料，基本都順利解決。同時通過這次課程設計，我學到了很多知識，尤其是對以前課程的掌握，比如高頻、數電和模電等等。同時也意識到知識融合的重要性。所以以后的學習中，要盡量聯(lián)系前面所學的知識，做到融會貫通，只有這樣，才能真正掌握東西，真正學到東西。課程設計的過程中，我查閱了很多通信方面的前沿科技，感嘆科技的偉大力量的同時，也意識到了自己的不足，同時也懂得了只有好好學習才能跟上時代的腳步。7.參考書目通信電子線路課程設計任務書1課程設計的內容和要求（包括原始數據、技術要求、工作要求等）：一、課程設計內容 題目：一個基于單片機的無線數據收發(fā)與控制系統(tǒng)設計要求：輸入信號為傳感器、電壓、電流、開關等形式，輸出控制信號為模