基于nRF905模块和C8051F单片机的无线收发系统设计

机 通 过 Ｒ ２ ２ 口传 递 给接 收 端 Ｐ 机 ， 而 实 现 两 台Ｐ 机 之 间 Ｓ３ 串 Ｃ 从 Ｃ
不 断重 发 ， 到 直
ＴＸ Ｒ
＿
Ｃ被置低， Ｅ
当 Ｔ Ｘ Ｃ 被 置 Ｒ—Ｅ 低， Ｒ ９ ５ ｎ Ｆ ０ 完
的无线串口通信 。 系统 采用半双 工的通信模 式， 实现两台Ｐ 机 ｃ
－
‘
［ ＦＰ ｅ Ｆ ｎ ａ ｎ ｎ Ｐ Ｍ ｒ ｎ ０ ｓ ｉ ｅｒ ． ｏ ｅ ｉ ｇ １ ．ｅｒ ｚ ｏ ｔ ａ ｄ ａ ｉ Ｅ ｐ ｎ Ｉ ｉ ａＭ ｄ ｌ ｎ
ｔ Ｗｉ ｈｅ ｒｅｌ ｅｓｓ ｐｒ ｐａｇａ ｏ ｏ ｔｉ ｎ Ｃｈａ ｎｎｅ１ Ａ Ｓ ｕｍｕｌ ｉ ｎ Ｗｉ ｈ ａｔ ｏ ｔ
６ — ６ ３ ６ ．
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射点多普 勒效应 明显。 于滤 波法 的Ｃ Ｓ ２ ７ 基 Ｏ Ｔ ０ 宽带信道 模型能
１０ ２ ００
一
、
够较好 的描述Ｃ Ｓ ２ ７ Ｏ Ｔ ０这一宽带信道模型。
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［ 考 文献 ］ 参
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图如 图２ 示 。 所 管 熄 灭 。 在 输 入 数 据 长 度 大 于或 等 于 ３ 字 节 时 发 送 ， 色 二 若 ２ 绿
ｎ Ｆ ０ 接 收 数据 实现 过 程如 下： Ｒ ９ ５ 入接 收模 式 极管将＿直亮 ， Ｒ ９５ ｎＦ ０进 提示发送数 据溢出。 Ｒ ９ ５ ｎ Ｆ ０ 的数 据寄存 器最多 ６ ０ ｓ ｎ Ｆ ０ 开始监听无线电信号； Ｒ ９ ５ ５ ｕ 后， Ｒ ９ ５ 当ｎ Ｆ ０ 检测到接收频 能存储３ 字节 的数 据， ２ 当一次性发送 的数据超 过此值时， 据 数 率 的载 波时ｃ 变 为高 电平， Ｄ 当接 收到有效地 址时， Ｍ 置高； Ａ被 传送将不完整。 当接收的数据包Ｃ Ｃ Ｒ 校验正确 ， Ｒ ９ ５ ｎ Ｆ ０ 将除去报 头， 址及Ｃ Ｃ ４２ 收发 数据 调试 地 Ｒ ． Ｐ机 １ ｃ 发送长度小于３ 字节的数据时， ｃ 相连的电路 ２ 与Ｐ 机１

1．1 发射电路 监测终端与探测节点的硬件电路相似，监测终端通过液晶显示探测节点的编号、所传输的数据等信息并通过5 V开关电源供电。而探测节点则没有液晶显示器，通过2节普通干电池构成3 V电源供电。发射电路使用单片机PCA寄存器产生3 MHz的振荡频率，直接控制LC谐振线圈进行振荡。C8051F330D单片机具有睡眠模式，可降低节点电路的功耗，其内部的编程计数器阵列(PCA0)提供增强的定时器功能，与标准8051的计数器／定时器相比，不占用额外的CPU资源。使用PCA0产生3 MHz的载波频率，以推挽方式输出，增大后级谐振回路的发射功率。1．2 接收放大电路设计 使用AD8656双运放芯片组成接收放大电路。该运放适合+2．7～+5．5 V电源电压供电，是具有低噪声性能的精密双运算放大器。AD8656型CMOS放大器在满共模电压(VCM)范围内提供250 mV精密失调电压最大值，且在10 kHz处提供低电压噪声谱密度和0．008％的低真，无需外部三极管增益级或多个并行的放大器以减小系统噪声。通过干电池提供3V单电源供电，接收放大电路。放大电路由AD8656进行两级放大，抵消线圈所感应到的信号电压幅值因距离的增加而产生的衰减，放大所接收到的微弱信号，增加无线传输距离。系统接收电路经D8656放大后的输出电压输至单片机进行A／D转换，对数据进行编解码，而未采用检波解调电路，可有效简化电路结构。
采用软件编程实现ASK调制功能节点向监测终端发送数据，当监测终端液晶屏指示“接收成功”时，表明在该距离下可以进行通信，不断增大节点线圈与终端线圈之间的距离直到不能正常接收数据为止。测试表明，有效通信距离可以达到24 cm。在探测节点通过桥接的方式与监测终端正常通信时，测得桥接节点的平均功耗约为102 mW，而探测节点间的平均桥接距离约为20 cm。 与传统无线收发模块相比。在需要大规模、密集型部署、近距离无线通信，并且电路体积、功耗、成本受限制的场合，基于C8051F系列单片机的无线收发电路有广阏的应用前景。

基于51单片机的nRF905无线发射接收程序无线发射程序：#include <reg52.h>#include <intrins.h>#define uchar unsigned char#define uint unsigned int//*******************定义命令字**********************#define WC 0x00 // Write configuration register command#define RC 0x10 // Read configuration register command#define WTP 0x20 // Write TX Payload command#define RTP 0x21 // Read TX Payload command#define WTA 0x22 // Write TX Address command#define RTA 0x23//*******************管脚配置*********sbit MOSI=P1^6;sbit CSN=P1^7;sbit SCK=P1^0;sbit MISO=P1^1;sbit TRX_CE=P1^2;sbit TXEN=P1^3;sbit PWR=P1^4;sbit DR=P1^5;uchar Txbuf[4]={0x03,0x04,0x05,0x06};uchar Rfconfig[10]={0x4c,0x0e,0x44,0x04,0x04,0xe7,0xe7,0xe7,0xe7,0xde};//------------------------------------------------void delay(uint x){uint i;for(i=0;i<x;i++){_nop_();}}//------------------------------------------------void Spiwrite(uchar dat){uchar i=8;while(i--){delay(10);SCK=0;MOSI=(bit)(dat&0x80);dat<<=1;delay(10);SCK=1;delay(10);SCK=0;}SCK=0;}//------------------------------------------------void Txpacket(void){TXEN=1;TRX_CE=1;CSN=0;Spiwrite(0x22);Spiwrite(0xe7);Spiwrite(0xe7);Spiwrite(0xe7);Spiwrite(0xe7);CSN=1;_nop_();_nop_();CSN=0;Spiwrite(0x20);Spiwrite(Txbuf[0]);Spiwrite(Txbuf[1]);Spiwrite(Txbuf[2]);Spiwrite(Txbuf[3]);CSN=1;_nop_();_nop_();delay(50);while(!DR);TRX_CE=0;}//--------------------------------------------------void ini_system(void){uchar i;CSN=1;SCK=0;PWR=1; // PWR_UP | TRX_CE |TXEN | M O D E TRX_CE=0; // 1 | 0 | 0 | SPI ProgrammingTXEN=0;_nop_();CSN=0;Spiwrite(0x00);for(i=0;i<10;i++){Spiwrite(Rfconfig[i]);}CSN=1;}//-------------------------------------------------void setmode(){PWR=1; // PWR_UP TRX_CE TXEN MODE TRX_CE=1; // 1 1 1 SHOCKBURST TX TXEN=1;delay(1000); //time must be >=650us}//-----------------------------------------------------void main(){ini_system();while(1){setmode();Txpacket();P2=~P2;}}无线接收程序：#include <reg52.h>#include <intrins.h>#define uchar unsigned char#define uint unsigned int#define WC 0x00#define RC 0x10#define WTP 0x20#define RTP 0x21#define WTA 0x22#define RTA 0x23#define RRP 0x24sbit TXEN=P1^7;sbit TRX_CE=P3^0;sbit PWR=P1^6;sbit MISO=P1^0;sbit MOSI=P1^3;sbit SCK=P1^1;sbit CSN=P1^2;sbit DR=P1^4;sbit CD=P1^5;sbit we=P3^7;sbit de=P3^6;unsigned int Rxbuf[4]={0};unsigned char Rfconfig[10]={0x4c,0x0e,0x44,0x04,0x04,0xe7,0xe7,0xe7,0xe7,0xde}; void display(uint e,uint f,uint g,uint h);void delay(uint x){uint i;for(i=0;i<x;i++){_nop_();}}void Dela(uint a){uint b,c;for(b=a;b>0;b--)for(c=110;c>0;c--);}void Spiwrite(uchar dat){uchar i=8;while(i--){delay(10);SCK=0;MOSI=(bit)(dat&0x80);dat<<=1;delay(10);SCK=1;delay(10);SCK=0;}SCK=0;}unsigned char Spiread(void) {uchar i=8;uchar ddat;while(i--){ddat<<=1;SCK=0;_nop_();_nop_();ddat|=MISO;SCK=1;_nop_();_nop_();}SCK=0;return ddat;}void Rxpacket(void){unsigned char j=0;TRX_CE=0;PWR=1;CSN=0;_nop_();Spiwrite(RRP);for(j=0;j<4;j++){Rxbuf[j]=Spiread();}CSN=1;TRX_CE=1;while(!DR);}void ini_system(void){uchar i;CSN=1;SCK=0;PWR=1; // PWR_UP | TRX_CE |TXEN | M O D ETRX_CE=0; // 1 | 0 | 0 | SPI ProgrammingTXEN=0;_nop_();CSN=0;_nop_();Spiwrite(WC);for(i=0;i<10;i++){Spiwrite(Rfconfig[i]);}CSN=1;}void setmode(){PWR=1; // PWR_UP TRX_CE TXEN MODE TRX_CE=1; // 1 1 0 SHOCKBURST RX TXEN=0;delay(300); //time must be >=650us}void display(uint e,uint f,uint g,uint h){uint code table[]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f,0x77,0x7c,0x39,0x5e,0x79,0x71};we=1;P0=0xfe;we=0;de=1;P0=table[e];de=0;Dela(5);we=1;P0=0xfd;we=0;de=1;P0=table[f];de=0;Dela(5);we=1;P0=0xfb;we=0;de=1;P0=table[g];de=0;Dela(5);we=1;P0=0xf7;we=0;de=1;P0=table[h];de=0;Dela(5);}void main(){ini_system();setmode();while(1){Rxpacket();P2=~P2;display(Rxbuf[0],Rxbuf[1],Rxbuf[2],Rxbuf[3]);}}。

信息安全与通信保密・2009.3学术研究A c a d e m i c R e s e a r c h85收稿日期：2008-10-06作者简介：关可，1962年生，男，副教授，研究方向：数字信号处理、DSP 硬件开发和网络通信研究。

关可1，盛惠兴2，3，王海滨3，殷明3(1长安大学信息工程学院，陕西 西安 710064)(2南京理工大学电子工程与光电技术学院，江苏 南京 210094)(3河海大学计算机及信息工程学院，江苏 常州 213022)【摘 要】文章介绍了Ｎｏｒｄｉｃ公司的ｎＲＦ９０５芯片结构和工作特点，以及基于ｎＲＦ９０５的无线收发模块，设计了无线数据传输系统，给出了系统工作的具体流程。

并由单片机对ｎＲＦ９０５的对外接口进行ＳＰＩ读写操作，以此来控制ｎＲＦ９０５的工作模式以及相关收发数据的操作，从而完成无线数据传输。

该系统具有体积小、能耗低、实现简单等特点，可广泛应用到各种领域，特别适合嵌入式系统的开发。

【关键词】ｎＲＦ９０５；单片机；ＳＰＩ；无线通信；嵌入式系统【中图分类号】ＴＮ９１９．７２ 【文献标识码】Ａ 【文章编号】１００９－８０５４（２００９）　０３－００８５－０３Design of Wireless Data Transmission System based on nRF905GUAN Ke 1, SHENG Hui-xing 2, 3, WANG Hai-bin 3, YIN Ming 3(1School of Information Engineering, Chang, An Univ. Xi 'an, Shaanxi 710064, China;2College of Optoelectronic, Nanjing University of Science & Technology, Nanjing Jiangsu 210094, China;3College of Computer & Information Engineering, Hohai Univ. Changzhou Jiangsu 213022, China)【Abstract 】The structure and work characteristics of nRF905 from Nordlic company is described, including wireless trans-ceiver module based on nRF905. The wireless data transmission system is designed and the work process of the system is given. The nRF905 external interface SPI read and write operations are implemented by SCM, thus to control nRF905 work patterns and related data transceiver and complete wireless data transmission. The system is small in size, low in energy consumption, and simple in implementation, can be widely applied to various fields, especially the embedded systems.【Keywords 】nRF905; SCM (Single Chip Microprocessor); SPI(Serial Peripheral Interface); Wireless Communication; Embedded System基于nRF905的无线数据传输系统设计0 引言当今社会是信息社会，人们需要随时随地利用信息技术并享受它们所带来的便利。