NRF905无线收发芯片原理及设计实现

态,待刚性支撑支承锁定后预先在悬臂端施加配重,使合拢两端高差控制在规范允许范围内,每端配重相当于合拢段混凝土的重量的一半。

浇筑混凝土时,每级卸下相应配重的重量移至0号段后再卸至桥下。

3.3　混凝土
合拢段混凝土的配合比试验应该专项设计。

混凝土灌注完毕,终凝后覆盖养生,达张拉强度后进行底板钢束张拉,拆除临时刚性接头,完成全桥合拢。

本桥合拢段使用水灰比小的混凝土,为减少混凝土的收缩变形掺加了混凝土膨胀剂,在保证混凝土设计强度的前提下,要求早强。

施工时加强施工管理,加强振捣,混凝土浇筑完应及时加强养护,防止发生裂纹。

4　线型控制调整
线型控制即在悬浇施工阶段,根据箱梁结构计算和挂篮试压结果提供梁体各截面的最终挠度变化值(即竖向变形),设置施工预拱度,据此调整每块模板安装时的前端标高,以抵消梁段施工所产生的一系列挠度,施工完毕到达设计的位置。

4.1　布设控制点
为了保证主桥悬浇节段施工中线、高程的准确,确保全桥线形的平顺,0号块施工时在0号块顶面中心预埋钢板作为水平、中线控制点,并与两岸既有中线、高程点进行联测闭合。

控制点要求稳定可靠并全桥皆由此控制点控制以保证控制的一贯性,减少测量误差。

4.2　墩身变形监测
主墩施工期间在墩身上预埋观测点,在主桥箱梁悬浇施工期间要加强墩柱的观测工作,委派专人利用高精度观测仪器定期对主墩最不利断面进行应力监测,同时观测主墩墩顶的位移变化,严密注意墩身的变形,防止桥面两悬浇节段施工荷载不均匀而造成事故。

4.3　承台沉降观测
承台浇筑时在四角埋设4个钢筋作观测点,悬浇施工中定期对四个点进行观测,比较前后差值即为承台沉降值。

4.4　箱梁轴线控制
利用0号块中心控制点和边墩上控制点对各悬浇节段的中线进行控制,每个悬浇节段完成后复核前面几个节段中心点的位移,复核无误后再放出待浇节段的中线,严密监测各节段中线变化情况。

4.5　箱梁高程控制
利用0号块中心处水准点控制悬浇节段混凝土、模板高程,混凝土浇筑前在每节段端部中线和翼板边缘设置高程控制钢筋桩,钢筋下部支撑于底模上,顶部露出混凝土面10cm,作为混凝土浇筑时对箱梁顶面高程的控制,并在混凝土浇筑后、张拉后对高程进行复核以验证设计预拱度的设置。

4.6　箱梁预拱度的设置
悬浇施工时梁体线形影响到合拢的精度,应对每个节段设置预拱度。

计算预拱度应考虑以下因素:挂篮的变形、箱梁的自重、预应力的大小、施工荷载、结构体系转换、混凝土收缩与徐变、日照与温度变化。

5　结束语
夹江大桥在该施工方案的指导下全桥顺利合拢并完成体系转变,最终桥梁线形平顺,结构合理,受力良好。

夹江大桥悬臂浇筑法的施工工艺为今后特大型预应力混凝土梁式桥的悬臂浇筑法施工提供了借鉴和参考。

参考文献
[1]雷俊卿.桥梁悬臂施工与设计[M].北京:人民交通出版社,2000.
NRF905无线收发芯片原理及设计实现
邵　泊　李亭亭
(沈阳工业大学研究生学院,辽宁沈阳110023)
摘　要:介绍了无线收发芯片nRF905的功能,及其与51单片机的接口设计。

单片机可以很容易地通过SPI接口访问nRF905,功耗低。

多频道多频段,可以很方便地实现点对点及点对多点无线通信。

关键词:无线收发器;SPI接口;单片机
中图分类号:TP29 文献标识码:A 文章编号:167223198(2008)0420293202
1　引言
nRF905是Nordic VL SI公司推出的一款无线收发芯片。

32脚封装(32L Q FN5x5mm),供电电压为1.9～3. 6V,工作于433/868/915M Hz三个ISM(工业、科学和医学)频道。

可自动处理字头和CRC(循环冗余码校验)。

微处理器可以通过SPI接口及相关指令访问nRF905的寄存器。

功耗低,高抗干扰GFSK调制,可跳频,载波检测输出,地址匹配输出以及数据就绪输出。

nRF905适用于遥感、遥测、无线抄表、工业数据采集以及家庭自动化等领域。

2　nRF905简介
2.1　芯片结构
MOSI/MISO是发射/接收数据的通道;TRX_CE,TX_ EN是收/发通道的控制端;PWR_U P是工作模式控制端; CSN、SCK为串行接口控制端;CD是接收模式下载波监测信号输出端;AM是接收到正确的数据包地址后芯片指示信号的输出端;DR是发射完一个数据包后芯片指示信号的输出端;uPCL K是芯片提供的一个可设置的时钟源信号输出端;AN T1和AN T2用于天线部分;XC1和XC2外接电路构成了晶体振荡电路。

nRF905片内集成了电源管理、晶体振荡器、低噪声放大器、频率合成器、功率放大器、通信协议控制等模块,曼彻斯特编码/解码由片内硬件完成,无需用户对数据进行曼彻斯特编码,因此使用非常方便。

可自动处
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9
2
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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。

由于nRF905采用抗干扰能力强的高斯频移键控(GFSK )调制方式,抗干扰能力强,能很好的减少噪声环境对系统性能的干扰。

2.2　工作模式
nRF905有两种工作模式和两种节能模式。

两种工作模式分别是接收模式和发送模式,两种节能模式分别是关机模式和空闲模式。

nRF905的工作模式由TRX_CE 、TX_EN 和PWR_U P 三个引脚决定。

详见表1。

表1　芯片的工作及节能模式
PWR_U P
TRX_CE
TX_EN 工作及节能模式0X X 关机模式10X 空闲模式110射频接收模式1
1
1
射频发射模式
由于nRF905具有S hockB urst TM 功能,使得nRF905不需要使用昂贵的高速微控制处理器(MCU )对数据处理/时钟恢复,也能达到较高的数据率。

通过在芯片上将所有的高速信号处理变为射频通信协议,nRF905芯片提供了一个具有微控制器能力的SPI 接口,数据率由具有微控制器功能的接口速率自行设定。

收发电路的数字部分是一个低速率电路,而收发电路的射频链接却是一个处于最高速率的电路,整个电路要通过变速才能解决速率上的差异。

nRF905芯片的S hockB urst TM 模式减少了在这一过程中的平均电流消耗。

在S hockB urst TM RX 模式中,当一个有效地址的数据包被接收时,能够通过AM 和DR 两个信号外送给MCU 。

在S hockB urst TM TX 模式中,nRF905芯片自动地完成报头的生成和CRC 校验,当发送过程完成后,能够通
过DR 信号外送给MCU ,发送工作已经完成。

这样可以降低MCU 对内存的要求,使得MCU 实现了低成本,同时也缩短了软件的开发周期。

3　硬件设计单片机选用A TMEL 公司生产的A T89LV51单片机。

它具有低功耗、低电压(与nRF905共用同一电压)的特性,它既适合结构比较简单的应用系统,也适合于比较复杂的实时系统。

单片机主要完成两个方面的工作,一方面完成对射频芯片通信过程的控制,另一方面通过RS -232总线与上位机相连。

由于A T89LV51内部没有集成SPI 接口,因此通过软件模拟的方法来实现与nRF905的SPI 通信。

硬件连接上,由P2口、P3.2、P3.3、P3.5连接到nRF905模块的连接器相应的引脚上。

电路如图1所示。

图1　nRF 905与51单片机连接图
4　软件设计
4.1　发射子程序
(1)当单片机有数据需要发往规定节点时,接收节点的地址(TX_address )和有效数据(TX_payload )通过SPI 接口传送给nRF905,单片机设置接口速度。

(2)单片机设置TRX_CE ,TX_EN 为高电平来启动传输。

(3)nRF905内部处理:无线系统自动上电;
数据包完成(加前导码和CRC 校验码);数据包发送(5Ok ,GFSK ,曼彻斯特编码)。

(4)如果AU TO_RETURN 被设置为高电平,nRF905将连续的发送数据包,直到TRX_CE 被设置为低。

(5)当TRX_CE 被设置为低时,nRF905结束数据传输并将自己设置成待机模式。

发送程序流程图如图2所示。

4.2　接收子程序
(1)通过设置TRX_CE 高,TX_EN 低来选择RX 模式。

(2)650us 后,nRF905监测空中的信息;(3)当nRF905发现和接收频率相同的载波时,载波检测(CD )被置高;
(4)当nRF905接收到有效的地址时,地址匹配(AM )被
置高;
(5)当nRF905接收到有效的数据包(CRC 校验正确)时,nRF905去掉前导码,地址和CRC 位,数据准备就绪(DR )被置高;(6)单片机设置TRX_CE 低,进入待机模式;(7)单片机以合适的速率通过SPI 接口读出有效数据。

接收程序流程图如图3所示。

5　结语
利用单片射频无线收发芯片nRF905,容易实现小尺寸、高稳定性的无线数据传输系统,通信程序简单,易于实现,较一般的无线通信系统更具有扩展方便的优点。

其数据传输速度快、可靠性高、可移植性强,可广泛应用于各类无线数据通信中。

参考文献
[1]吕跃刚.基于nRF905无线数传模块的设计及其实现[J ].微计算
机信息,2006,22(11-2),274-275.[2]侯海岭,姚年春.无线收发芯片nRF905的原理及其在单片机系
统中的应用[J ].仪器仪表用户,2006,13(3),70-71.
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