MSP430單片機(jī)與nRF905無線通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)

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ｎＲＦ９０５提供ＳＰＩ口的讀寫指令，當(dāng)ＣＳＮ為低時(shí)，ＳＰＩ接口開始等待一條指令，任何一條新指令均由ＣＳＮ的由高到底的轉(zhuǎn)換開始。下面主要介紹ｎＲＦ９０５的發(fā)送流程和接收流程。

發(fā)送流程：

Ａ．當(dāng)微控制器有數(shù)據(jù)要發(fā)送時(shí)，通過ＳＰＩ接口，按時(shí)序把接收機(jī)的地址和要發(fā)送的數(shù)據(jù)送傳給ｎＲＦ９０５，ＳＰＩ接口的速率在通信協(xié)議和器件配置時(shí)確定；

Ｂ．微控制器置高ＴＲＸ＿ＣＥ和ＴＸ＿ＥＮ，激發(fā)ｎＲＦ９０５的ＳｈｏｃｋＢｕｒｓｔＴＭ發(fā)送模式；

Ｃ．ｎＲＦ９０５的ＳｈｏｃｋＢｕｒｓｔＴＭ發(fā)送：射頻寄存器自動(dòng)開啟；數(shù)據(jù)打包（加字頭和ＣＲＣ校驗(yàn)碼）；發(fā)送數(shù)據(jù)包；當(dāng)數(shù)據(jù)發(fā)送完成，數(shù)據(jù)準(zhǔn)備好引腳被置高；

Ｄ．當(dāng)ＴＲＸ＿ＣＥ被置低，ｎＲＦ９０５發(fā)送過程完成，自動(dòng)進(jìn)入空閑模式。

ＳｈｏｃｋＢｕｒｓｔＴＭ工作模式保證，一旦發(fā)送數(shù)據(jù)的過程開始，無論ＴＲＸ＿ＥＮ和ＴＸ＿ＥＮ引腳是高或低，發(fā)送過程都會(huì)被處理完。只有在前一個(gè)數(shù)據(jù)包被發(fā)送完畢，ｎＲＦ９０５才能接受下一個(gè)發(fā)送數(shù)據(jù)包。

接收流程：

Ａ．當(dāng)ＴＲＸ＿ＣＥ為高、ＴＸ＿ＥＮ為低時(shí)，ｎＲＦ９０５進(jìn)入ＳｈｏｃｋＢｕｒｓｔＴＭ接收模式；

Ｂ．６５０ｕｓ后，ｎＲＦ９０５不斷監(jiān)測，等待接收數(shù)據(jù)；

Ｃ．當(dāng)ｎＲＦ９０５檢測到同一頻段的載波時(shí)，載波檢測引腳被置高；

Ｄ．當(dāng)接收到一個(gè)相匹配的地址，地址匹配引腳被置高；

Ｅ．當(dāng)一個(gè)正確的數(shù)據(jù)包接收完畢，ｎＲＦ９０５自動(dòng)移去字頭、地址和ＣＲＣ校驗(yàn)位，然后把數(shù)據(jù)準(zhǔn)備好引腳置高

Ｆ．微控制器把ＴＲＸ＿ＣＥ置低，ｎＲＦ９０５進(jìn)入空閑模式；

Ｇ．微控制器通過ＳＰＩ口，以一定的速率把數(shù)據(jù)移到微控制器內(nèi)；

Ｈ．當(dāng)所有的數(shù)據(jù)接收完畢，ｎＲＦ９０５把數(shù)據(jù)準(zhǔn)備好引腳和地址匹配引腳置低；

Ｉ．ｎＲＦ９０５此時(shí)可以進(jìn)入ＳｈｏｃｋＢｕｒｓｔＴＭ接收模式、ＳｈｏｃｋＢｕｒｓｔＴＭ發(fā)送模式或關(guān)機(jī)模式。

ＭＳＰ４３０Ｆ１４９的串口通訊程序設(shè)計(jì)，主要是設(shè)定傳輸?shù)乃俾蕿椋矗福埃埃猓穑?，?shù)據(jù)傳輸為８位數(shù)，１個(gè)停止位，無奇偶校驗(yàn)。根據(jù)相應(yīng)的發(fā)送端和接收端來設(shè)定發(fā)送模塊和接收模塊使能，發(fā)送中斷和接收中斷使能。

在ＰＣ機(jī)軟件設(shè)計(jì)中，串口通信模塊負(fù)責(zé)ＰＣ機(jī)與下位機(jī)之間的數(shù)據(jù)通信。而主界面和數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)主要是方便對(duì)接收的數(shù)據(jù)進(jìn)行管理。

實(shí)驗(yàn)測試分析

在發(fā)送和接收時(shí)利用示波器和萬用表對(duì)ｎＲＦ９０５的相關(guān)引腳進(jìn)行測量分析如下：

發(fā)射時(shí)ｎＲＦ９０５的分析情況如表１所示。

接收時(shí)ｎＲＦ９０５的分析情況如表２所示。

結(jié)語

本設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了基于ＭＳＰ４３０Ｆ１４９和ｎＲＦ９０５的無線通信。發(fā)送端和接收端之間的距離為８０米，之間沒有任何有線連接，通過發(fā)送端發(fā)送數(shù)據(jù)，在接收端能正確接收數(shù)據(jù)并顯示在ＰＣ機(jī)上。實(shí)驗(yàn)表明，該系統(tǒng)實(shí)時(shí)性好，性能可靠。