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基于MSP430和nRF905的塔吊无线遥控系统0 前言无线遥测产品的市场发展迅速，无线遥测技术已经成为决定产品竞争力的一个重要因素。
从发展的眼光来看，塔吊产品的无线化是大势所趋，目前国内建筑工程等行业使用的塔吊多属控制室控制形式。
控制室束缚、视线不清、环境恶劣或指挥配合不当等因素皆可形成事故隐患。
国外同类产品价格太高，多为通用型产品，而我国大量的建筑施工中小型企业所使用的塔吊型号多，很难根据用户提出的相关技术资料（机械电气原理在现有塔吊控制室控制的基础上，结合微型计算机控制技术，本研究提出一种低功耗、自动CRC 校验码、软件编码和硬件译码、接收器采用无记忆控制且具有高抗干扰能力和高可靠性的塔吊无线遥控系统，既保证了安全操作又大幅度提高了生产效率。
1 系统结构和功能概述新型塔吊无线遥控系统包括发射器和接收器两个部分，遥控系统结构，如信号发射电路包括键盘、CPU 和数据发射部分，硬件原理，如MSP430 单片机是TI 公司生产的一种超低功耗的混合信号控制器。
这些微控制器可用电池工作，而且可以有很长的使用时间，器件在少于6μs 的时间内可以从低功耗模式迅速唤醒。
MSP430 单片机内还集成了A /D 转换器、硬件乘法器、定时器、比较器等模块。
发射部分采用nRF905 芯片。
nRF905 是挪威Nordic 公司推出的单片射频收/ 发器。
工作电压为1. 9~3. 6 V, 32 引脚QFN 封装（ 5 mm 乘以5 mm）,工作于433 /868 /915 MHz 3 个ISM 频道。
nRF905 由频率合成器、接收解调器、功率放大器、晶体振荡器和调制器组成，不需外加声表滤波器，ShockBurstTM 工作模式，自动处理字头CRC （循环冗余码校验）,使用SP I 接口与微控制。
MSP430和nRF905的无线数传系统设计摘要:阐述在低功耗应用中，利用MSP430和nRF905组成一种无线数据传输系统的设计方案。
首先对核心芯片的选型和关键使用方法进行简单说明，然后介绍系统硬件和软件的设计，其中着重介绍如何对nRF905进行控制，并给出相关程序源代码。
关键词:无线数据传输低功耗MSP430nRF905在特殊环境的数据测控应用中，无线数据传输已经越来越广泛地被运用。
MSP430+nRF905的组合特别适合于低功耗、短距离(1OO～200m)、小数据量的无线数传系统。
MSP430CPU在低功耗应用方面有很大优势，nRF905无线收发芯片具有功耗低、控制简单、可自动处理字头和CRC校验的优点，两者结合组成的数传系统可以在很多产品中得到应用。
1 MSP430简介MSP430是TI公司新推出的16位系列单片机，在电池供电的低功耗应用中具有独特的优势。
其工作电压在1.8～3．6V之间，正常工作时功耗可控制在2OOμA 左右，低功耗模式时可实现2μA甚至O．1μA的低功耗。
MSP430具有非常高的集成度，通常在单个芯片上集成有12位的A／D、比较器、多个定时器、片内USART、看门狗、片内振荡器、大量的I／O端口及大容量的片内存储器，一般单片就可以满足大多数的应用需要。
在低功耗应用中设计程序时，最好采用以下方法：CPU在初始化完成后，处于低功耗工作模式，在有外部事件发生时唤醒进入中断服务程序，完成后重新进入低功耗模式，照此循环往复，可以最大限度地降低功耗。
较差等。
上述问题经过精心设计是可以避免和解决的，所以基于GPRS的设计仍具有无可比拟的优势。
2 nRF905简介nRF905是挪威Nordik公司推出的单片射频收发器芯片，工作电压为1．9～3．6V，32引脚QFN封装(5mm×5mm)，工作于433／868／915 MHz 3个ISM频道(可以免费使用)。
nRF905可以自动完成处理字头和CRC(循环冗余码校验)的工作，可由片内硬件自动完成曼彻斯特编码／解码，使用SPI接口与微控制器通信，配置非常方便。
基于MSP430和nRF905的多点无线通讯模块作者：崔滢朱敬生来源：《科学导报·学术》2020年第56期【摘要】由于其高度的流动性，正变得越来越具有自组织性。
为了建立一个基于无线节点模块的adhoc网络，增加了MAC协议来保证网络的位置和防止数据冲突。
MSP430是该模块的主要软件芯片。
本文提出了一种多通道硬件传输协议，充分利用了多通道的能力，同时又不妨碍数据传输，提高了传输效率。
另外，使用转换器可以提高数据的准确性和管理效率。
【关键词】Adhoc网络;MSP430;nRF905;SPI;跳频机制本文介绍了基于MSP430和nRF905的无线通信模块，通过在SPI区域采用双向通信，SPI 支持高速数据传输，满足nRF905的带宽要求，为无线通信提供了强大的频率机制，并对可使用的信道提供了大量的支持在许多特殊情况下。
即使不使用PCB天线，传输距离也能达到200米。
如果你想继续传输，可以用有用的天线代替。
传输距离增加1公里以上，满足不同用户的需求。
1驱动实现2.1MSP430的SPI驱动如图1所示，SPI可以在数据传输的同时获得数据[2]，这可以通过双操作模式来理解。
SPI分为主模式和完全被动模式，数据传输和接收由主机完成，主机将数据记录在缓存utxbuf 中，并将数据存储在并行传输系统中。
当数据记录在utxbuf中时，它立即从MoSi线路接收移动缓存，移动缓存将城市中的数据传输到移动寄存器中的数据。
我们可以同时获取主机的移动寄存器和接受缓存，所以我们使用SPI同时进行读写。
1.1nRF905的驱动trn mcu上三个通用引脚的功耗正常，rsp mcu上三个通用引脚的功耗由主引脚控制。
nrf905的反馈线告诉我们，要感知三个通道使用的CD，接受具有正确地址的am，并从MCU 数据中获得正确的Dr。
这些发夹应该由状态MCU插入。
包括接收到的信号数在内，主单片机应告知清楚。
1.1.1寄存器操作（1）寄存器介绍nrf905操作主启动寄存器，有四个寄存器，即设置寄存器、发送地址寄存器或接收数据寄存器。
318管理科学与工程技术GUANLIKEXUEYUGONGCHENGJISHU引言无线通信在机动性要求较强的设备中或人们不方便随时到达现场的条件下得到了越来越广泛的应用。
微功率短距离无线通信技术作为无线通信实用技术，通常射频芯片采用GFSK(高斯频移键控)调制方式，因其功率小、开发简单快速而在无线抄表、门禁系统、工业数据采集系统等领域有着重要应用。
本设计对接收到的温度数据通过数码管进行显示，并采用NRF905芯片进行无线通信，实现远距离数据传输。
总体设计一、无线设计芯片简介NRF905有两种工作模式和两种节能模式。
分别为掉电模式、待机模式、Shock-Burst RM 接收模式和Sho ck-Burst TM 发送模式，这几种模式由外界CPU 通过控制NRF905的3个引脚PWR-UP 、TRX-CE 和TXE N 的高低电平来决定。
二、系统设计系统以AT89S52处理器为核心构成一个应用开发系统。
其中，NRF905通过SPI 接口与AT89S52处理器相连，实现无线数据的传输，另外再选几个I/O 口连接NRF905的输入输出信号。
串行接口可以实现与P C 机的通信，18B20温度传感器可以为系统提供温度数据，供NRF905芯片进行无线数据传输。
同时，为了保证系统无线传输的可见性，外加了数码管显示功能。
三、硬件设计（一）单片机主控制电路NRF905共有32个引脚，其中有10个引脚尤其需要我们注意：和主M CU 通讯的SPI 接口的四个引脚，数据线M OSI 、M ISO ，时钟线SCK 、使能线CSN ，其中CSN 可以接到一个I/O 口控制芯片工作，而其它三个脚接到主MCU 的SPI 接口上；主M CU 的控制线有三个引脚，控制低功耗的PWR_UP ，控制正常工作的TX_EN ，选择发送还是接受方式的TRX_CE ，这几个引脚都接到主MCU 的通用I/O 口；NRF905的反馈线有三根，检测到频道正被使用的CD(carrier detected)，通知接受地址正确的AM(add ress matc hed )，告诉MCU 数据接受正确的DR(d ata received)，这几个引脚需要接到主M CU 的中断引脚上，当接收数据正确时以中断方式通知主MCU 。
NRF905无线收发芯片温度监测无线通信系统的设计精品NRF905无线收发芯片是一款常用于无线通信系统的芯片，具有高度集成、低功耗和远距离通信等特点。
在设计一个精品的温度监测无线通信系统时，可以利用NRF905无线收发芯片来实现温度数据的无线传输和接收。
以下是一个涵盖了系统设计、硬件设计和软件设计的1200字以上的设计方案。
设计方案：一、系统设计1.温度监测节点：该节点负责采集环境温度数据，并将数据通过NRF905无线收发芯片发送到接收节点。
2.接收节点：该节点负责接收来自温度监测节点的温度数据，并将数据显示在液晶显示屏上。
3.电源电路：为温度监测节点和接收节点提供稳定的电源供电，可采用锂电池或者电池组。
4.程序控制：通过程序控制实现温度数据的采集、传输和接收，并在接收节点上进行温度数据的显示。
二、硬件设计1.温度监测节点的硬件设计：a.传感器选择：选择一个适合的温度传感器用于环境温度的采集，如DS18B20。
b. 微控制器：选用一款适合的微控制器作为温度监测节点的核心，如Arduino开发板。
c.NRF905模块：将NRF905无线收发芯片与微控制器连接，实现温度数据的无线传输。
2.接收节点的硬件设计：a. 微控制器：选用一款适合的微控制器作为接收节点的核心，如Arduino开发板。
b.NRF905模块：将NRF905无线收发芯片与微控制器连接，实现温度数据的接收。
c.液晶显示屏：连接一个液晶显示屏，用于显示接收到的温度数据。
3.电源电路设计：a.选择一款适合的锂电池或电池组作为供电源，同时设计稳压电路，将电池的输出电压稳定在所需的工作电压范围内。
b.使用电源管理芯片，以确保系统在低电压和超过电压等情况下能够正常工作。
三、软件设计1.温度监测节点的软件设计：a.初始化NRF905模块，设置通信参数和频率等信息。
b.采集温度数据：使用适当的库函数读取温度传感器的数据。
c.将温度数据转换为合适的格式，如字符串或数字，并通过NRF905模块发送出去。
基于nRF905芯片的多功能无线数传模块的设计及其实现吕跃刚,高晟辅，范俊峰，王晏晏（华北电力大学（北京）控制科学与工程学院, 102206 ）The Design and Application of Multi-function Wireless Module Basedon RF Transceiver nRF905LV Yue-gang ，GAO Sheng-fu, Fan Jun-feng, Wang Yan-yan,（Shool of Control Science and Engineering,North China Electric Power University（Beijing 102206, China））摘要：本文介绍了挪威Nordic VLSI公司最新推出的单片无线收发一体芯片nRF905的结构和工作特点，以及在此基础上设计的多功能无线数传模块。
该模块主要由标准RS232C接口、标准RS485接口、无线通信接口三部分组成。
根据实际工作要求编写相应的通信协议，可以应用在不同的领域中。
关键词：无线通信 nRF905 SPI 单片机 PC机中图法分类号: TN832/839, TP334 文献标识码: B 文章编号:ABSTRACT: Introduced structure and working characteristic of nRF905, a kind of transmission system of wireless data based on radio frequency transceiver nRF905 of the wireless is designed. The system is composed of RS232C, RS485 and wireless-communication interface. According to the work condition, the communication protocol is designed, and applied in extensively fields.KEY WORDS: wireless-communication; nRF905; SPI; Microcomputer; PC1引言当代科学技术日益向高速化、智能化、信息化、网络化发展，各种各样的制造业和通信业设备除了可以与计算机联机外，还可以互相联机，而实现设备间相互联机的最具发展潜力的方式就是无线通信。
基于MSP430单片机和nRF905的无线通信系统
引言
随着信息技术的不断发展，人们对通信技术的需求越来越强，摆脱有线网络的束缚实现无线通信始终是大家关心的问题，当今无线通信研究越来越热，应用非常广泛，使人与人之间的通信更加方便快捷，更具有市场发展前景。
本文以Nordic公司的nRF905作为通讯的核心，设计了无线通信系统。
系统设计
无线通信系统，由两个部分组成：发送终端，接收终端。
数据的发送和接收显示是借助于串口来实现的，通过PC机串口给发送终端送数据，然后发送终端通过nRF905把数据发送出去；接收终端通过nRF905接收数据，然后把接收到的数据通过串口传给PC机。
系统框图如图1所示。
图1
无线系统的硬软件设计
系统的硬件设计
本系统采用的射频收发器为NordicVLSI公司的nRF905,工作电压为1.9～3.6V，工作于433/868/915MHz三个ISM频段，频段之间的转换时间小于650us。
nRF905由频率合成器、接收解调器、功率放大器、晶体振荡器和调制器组成，不需外加声表滤波器。
高抗扰GFSK调制，数据速率为50kbps，独特的载波监测输出，地址匹配输出，数据就绪输出。
ShockBurstTM工作模式，自动处理字头和CRC(循环冗余码校验)，使用SPI接口与微控制器通信，配置非常方便。
此外，其功耗非常低，以-10dBm的输出功率发射时电流只有11 mA，工作于接收模式时的电流为12.5mA，内建空闲模式与关机模式，易于实现节能。
nR F905的硬件连接电路图如图2所示。
采用的微处理器为TI公司的MSP430F149，它是一种超低功耗的混合信号控制器，具有1 6位RISC结构，CPU中的16个寄存器和常数产生器使MSP430能达到最高的代码效率。
单片机通过采用不同的时钟源工作可以使器件满足不同功耗要求，适当选择时钟源，可以让器件的功耗达到最小。
外设主要有存储器、时钟模块、定时器、USART和A/D转换器等。
此次设计主要用到了MSP430F149两个串口通信模块USART0和USART1，USART 0作为UART使用，提供异步通信，通过MAX3232电平转换芯片提供RS-232接口和PC 机进行通信，USART1作为SPI使用，提供同步通信，主要是和nRF905之间进行命令和数据通信。
把MSP430F149的P2口作为一般引脚使用，与nRF905的其他引脚相连。
对
MSP430F149提供双晶振系统，低频晶振为32.768K，与微控制的XIN和XOUT相连，为RS-232接口提供频率支持，高频晶振为8M，和微控制器的XT2相连，为系统运行的主时钟。
系统的整体设计相对较为简单，不过在此基础上可以实现遥测，无线抄表，工业数据采集，机器人控制等。
发送和接收的硬件电路是一样的，系统设计主要硬件电路图如图3所示。
系统的软件设计
系统软件设计包括下位机软件设计和PC机软件设计。
前者主要是微控制器通过SPI 口对nRF905的控制以及微控制器串口通讯的设计，后者包括串口通讯模块、主界面和数据库设计。
}RFConfig;
RFConfigRxTxConf=
{
10,
0x01,0x0c,0x44,0x20,0x20,0xcc,
0xcc,0xcc,0xcc,0x58
};
nRF905提供SPI口的读写指令，当CSN为低时，SPI接口开始等待一条指令，任何一条新指令均由CSN的由高到底的转换开始。
下面主要介绍nRF905的发送流程和接收流程。
发送流程：
A．当微控制器有数据要发送时，通过SPI接口，按时序把接收机的地址和要发送的数据送传给nRF905，SPI接口的速率在通信协议和器件配置时确定；
B．微控制器置高TRX_CE和TX_EN，激发nRF905的ShockBurstTM发送模式；
C．nRF905的ShockBurstTM发送：射频寄存器自动开启；数据打包(加字头和CRC 校验码)；发送数据包；当数据发送完成，数据准备好引脚被置高；
D．当TRX_CE被置低，nRF905发送过程完成，自动进入空闲模式。
ShockBurstTM工作模式保证，一旦发送数据的过程开始，无论TRX_EN和TX_EN引脚是高或低，发送过程都会被处理完。
只有在前一个数据包被发送完毕，nRF905才能接受下一个发送数据包。
接收流程：
A．当TRX_CE为高、TX_EN为低时，nRF905进入ShockBurstTM接收模式；
B．650us后，nRF905不断监测，等待接收数据；
C．当nRF905检测到同一频段的载波时，载波检测引脚被置高；
D．当接收到一个相匹配的地址，地址匹配引脚被置高；
E．当一个正确的数据包接收完毕，nRF905自动移去字头、地址和CRC校验位，然后把数据准备好引脚置高
F．微控制器把TRX_CE置低，nRF905进入空闲模式；
G．微控制器通过SPI口，以一定的速率把数据移到微控制器内；
H．当所有的数据接收完毕，nRF905把数据准备好引脚和地址匹配引脚置低；
I．nRF905此时可以进入ShockBurstTM接收模式、ShockBurstTM发送模式或关机模式。
MSP430F149的串口通讯程序设计，主要是设定传输的速率为4800bps，数据传输为8位数，1个停止位，无奇偶校验。
根据相应的发送端和接收端来设定发送模块和接收模块使能，发送中断和接收中断使能。
在PC机软件设计中，串口通信模块负责PC机与下位机之间的数据通信。
而主界面和数据库设计主要是方便对接收的数据进行管理。
实验测试分析
在发送和接收时利用示波器和万用表对nRF905的相关引脚进行测量分析如下：
发射时nRF905的分析情况如表1所示。
接收时nRF905的分析情况如表2所示。
结语
本设计实现了基于MSP430F149和nRF905的无线通信。
发送端和接收端之间的距离为80米，之间没有任何有线连接，通过发送端发送数据，在接收端能正确接收数据并显示在PC机上。
实验表明，该系统实时性好，性能可靠。
