MSP430和nRF905的无线数传系统设计

技术分类: 模拟设计  通信  | 2006-11-17
来源:单片机与嵌入式系统应用 | 张晓健 李伟 张小雨

2.4 nRF905的寄存器配置

    nRF905内部有5类寄存器:一是射频配置寄存器,共10个字节,包括中心频点、无线发送功率配置、接收灵敏度、收发数据的有效字节数、接收地址配置等重要信息;二是发送数据寄存器,共32字节,MCU要向外发的数据就需要写在这里;三是发送地址,共4个字节,一对收发设备要正常通信,就需要发送端的发送地址与接收端的接收地址配置相同;四是接收数据寄存器,共32字节,nRF905接收到的有效数据就存储在这些寄存器中,MCU可以在需要时到这里读取;五是状态寄存器,1个字节,含有地址匹配和数据就绪的信息,一般不用。

    MCU若要操作这些寄存器,需遵循nRF905规定的操作命令,常用的有以下7种,都是1个字节:写射频配置(OXH,“X”含4位二进制位,该字节表示要开始写的初始字节数)、读射频配置(1XH,“X”含4位二进制位,该字节表示要从哪个字节开始读)、写发送数据(20H)、读发送数据(2lH)、写发送地址

(22H)、读发送地址(23H)和读接收数据(24H)。关于寄存器的详细信息可以参阅nRF905的数据手册。

2.5 nRF905的工作过程

    nRF905在正常工作前应由MCU先根据需要写好配置寄存罨,或是按照默认配置工作。其后的工作主要是两个:发送数据和接收数据。

    发送数据时,MCU应先把nRF、905置于待机模式(PWR_UP引脚为高、TRX_CE引脚为低),然后通过SPI总线把发送地址和待发送的数据都写入相应的寄存器中,之后把nRF905置于发送模式(PWR_UP、TRX_CE和TX_EN全置高),数据就会自动通过天线发送出去。若射频配置寄存器中的自动重发位(AuTO_RETRAN)设为有效,数据包就会重复不断地一直向外发,直到MCU把TRX_CE拉低,退出发送模式为止。为了数据更可靠地传输,建议多使用此种方式。

    接收数据时,MCU先在nRF905的待机模式中把射频配置寄存器中的接收地址写好,然后置其于接收模式(PWR_UP=1、TRX_CE=1、 TX_EN=O),nRF905就会自动接收空中的载波。若收到地址匹配和校验正确的有效数据,DR引脚会自动置高,MCU在检测到这个信号后,可以改其为待机模式,通过SPI总线从接收数据寄存器中读出有效数据。


3 系统硬件设计

    MSP43O的USART模块可通过寄存器配置为通用异步串行口或SPI模块功能,这里配置为SPI模块。本系统选用的MCU是MSP430F133,在硬件设计时把MCU的SPI接口和nRF905的SPI接口相连即可,另外再选几个I/O口连接aRF905的输入输出信号,如图1所示。

系统硬件设计

点击看原图


    对于初次接触无线系统的设计者,因其射频部分的元件采购、焊接和调试比较麻烦,可以选用PTR8000模块。该模块内核使用nRF905,硬件电路已经焊好,使用起来相对方便一些。


4  控制程序设计

    本系统设计的重点是控制nRF905的程序设计,大致分两个阶段:首先是对nRF905进行初始配置,配置完成后按需要编写数据的发送或接收程序。

4.1  初始化配置

    第一阶段应完成初始化配置,分以下几项:

    ①MSP430的SPI接口设置。MSP430的异步串行接口和SPI接口用同一个uSART模块,这里需要用软件配置为SPI功能。本设计中SPI配置为主机模式、3线制和8位数据。程序源代码参见子程序“SPI_SET”。(编者注:程序源代码见本刊网站www.mesnet.com.cn。)

    ②初始化nRF905的射频配置寄存器。这些寄存器中有很多信息,必须根据实际情况进行配置,本设计中nRF905外接16 MHz晶体,“XOF”应配置为“011”;“PA_PWR”为发射功率,”RX_RED_PWR”为接收灵敏度,可根据需要配置;另外还有发送地址、接收地址、发送数据和接收数据的长度(字节数),可根据实际应用配置。注意这组寄存器中还有接收时的实际地址,而发送地址在其他单独寄存器中。

    ③配置nRF905的发送地址,最多4个字节(32位),发送端的发送地址应与接收端设备的接收地址相同。在实际工作中,nRF905可以自动滤除地址不相同的数据,只有地址匹配且校验正确的数据才会被接收,并存储在接收数据寄存器中。

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