基于AT89C51的射頻通信基站設(shè)計(jì)
現(xiàn)代通信技術(shù)的發(fā)展,數(shù)據(jù)傳輸是一個重要的研究內(nèi)容。目前有線通信技術(shù)始終是市場的主流,這也是在空間區(qū)域不能自由布線的最大瓶頸,而無線通信技術(shù)是該問題一個很好的通信方案。以成品的無線通信芯片作為通信媒介更能解決基礎(chǔ)硬件搭建調(diào)試及后期維護(hù)的難度。本文采用同類產(chǎn)品中性價比較高的芯片NRF24L01,配合簡單外圍電路和降低芯片,實(shí)現(xiàn)對其控制,很好地解決了這一問題。
本文引用地址:http://m.butianyuan.cn/article/256197.htm本文的控制部件選用AT89C51型單片機(jī)。由于這種芯片只有SPI 通信接口,而目前常用的單片機(jī)都沒有這種接口,因此需要對該芯片的通信時序進(jìn)行模擬,所以在控制器里編程時要嚴(yán)格按照芯片工作時序進(jìn)行。
1 系統(tǒng)硬件組成
NRF24L01芯片是具有2.4GHz內(nèi)嵌基帶通信協(xié)議引擎功能的收發(fā)芯片。通過SPI接口對芯片內(nèi)部寄存器映射操作,可以使其在空中的傳輸速度最大達(dá)到2 Mb/ s。
該芯片主要特點(diǎn)包括GFSK調(diào)制技術(shù):126RF頻道滿足多點(diǎn)通信需要1~ 2 Mb/ s空中數(shù)據(jù)傳輸速率內(nèi)置硬件CRC檢錯和點(diǎn)對點(diǎn)通信地址控制:發(fā)送方電源可以通過編程輸出0 dBm,-6dBm,-12dBm,-18dBm:芯片可以通過軟件設(shè)置地址,確保通過地址認(rèn)證雙方才能通信: 接收方采用集成通道過濾器,可編程的增益設(shè)置:主機(jī)接口采用4根SPI硬件接口線,最大8Mb/ s傳輸速率,3個32字節(jié)的TX與RX的FIFO寄存器,5V容抗輸入。
該芯片引腳功能如圖1所示,引腳1為CE數(shù)字信號輸入,引腳2為CSN數(shù)字信號輸入,引腳3為SCK數(shù)字信號輸入,引腳4為MOSI數(shù)字信號輸入,引腳5為MISO數(shù)字信號輸出,引腳6 為IRQ數(shù)字信號輸,引腳7,15, 18為VDD電源,引腳8,14,17為VSS電源,引腳9為XC2模擬輸出,引腳10為XC1模擬輸入,引腳11為VDD_PA電源輸出,引腳12為ANT1射頻,引腳13為ANT2射頻,引腳16為IREF模擬輸入,引腳19為DVDD電源,引腳20為VSS 電源。
在硬件搭建時特別要注意在SPI接口與51單片機(jī)的P0引腳相接時需要接10kΩ的上拉電阻,其余的接口不需要。VCC引腳接入電壓范圍為1. 9~ 3. 6 V,不能在這個區(qū)間之外,超過3.6V將會燒毀模塊,推薦電壓3.3V。因?yàn)檫@樣可以直接和NRF24L01模塊的I/ O口線連接。如果是其他系列的單片機(jī),其電源是5V,單片機(jī)I/O口輸出電流如果超過10 mA時需要串聯(lián)電阻分壓,否則容易燒毀模塊。例如AVR系列單片機(jī)電源是5V,需串接2 kΩ的電阻。
圖1 NRF2401 芯片引腳功能圖。
1.2 NRF24L01芯片構(gòu)成的通信模塊電路設(shè)計(jì)
NRF24L01芯片通信模塊電路核心器件NRF24L01配合網(wǎng)絡(luò)晶振、解耦電容、偏極電阻一起工作構(gòu)造穩(wěn)定射頻通信模塊。該芯片是貼片結(jié)構(gòu),模塊占用空間少,如圖2所示。
圖2由NRF24L01 芯片構(gòu)成的通信模塊電路圖。
1.3電源電路
電源電路如圖3 所示, B1是9V蓄電池或者鋰電池, 能夠反復(fù)充電。C1,C2,C3,C4 都是濾波電容, 起到一次與二次濾波作用。D1,D2是穩(wěn)壓二極管,使輸出端的電壓穩(wěn)定在理想的水平電壓。芯片7805是三端穩(wěn)壓集成電路芯片,具有正電壓輸出。其電路內(nèi)部還有過流、過熱及調(diào)整管等保護(hù)電路,最終目的把9V電源轉(zhuǎn)變成穩(wěn)定5V輸出,為后續(xù)設(shè)備供電。
1.4系統(tǒng)通信電路設(shè)計(jì)
系統(tǒng)通信電路如圖4所示。本電路中應(yīng)用單片機(jī)AT89C51作為控制芯片,對NRF24L01主通信模塊的接口時序模擬和對數(shù)據(jù)的發(fā)送與接收進(jìn)行處理。
圖3電源電路圖。
圖4系統(tǒng)通信電路圖。
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