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1、PTR8000无线数传模块的应用设计 报告人 刘建翔 在测控系统中 数据通信可以采用有线的方式 譬如串口RS 232 I2C 1 Wire CAN总线 并行总线等等 有线方式可靠 稳定 但在一些地理条件复杂 线路架设困难的场合 无线方式就显出了优势 目前短距离无线通讯方式主要有两种 IrDA InfraredDataAssociation 红外技术和工作于ISM IndustrialScientificMedical 频段的射频 RF 技术 一 前言 目前国内外已经开发出种类齐全的甚高频 VHF 无线数传模块 以工作于433MHz和2 4GHz为多 其显著特点是 通信距离100 300米 43
2、3MHz 10 40米 2 4GHz 所需外围元件少 设计方便工作于国际开放的ISM频段 无需向专业部门申请使用许可作为无线技术方案 它省却了铺设传输连接线的麻烦 而且升级和增加新的设备非常方便低功耗 一 前言 二 系统总体框图 PC RS232 分站1 PTR MCU 分站2 PTR MCU 分站n PTR MCU 中继站 PTR MCU 主站 PTR MCU nRF905是一款工作在433 868 915MHzISM频段的单片无线射频收发芯片 由频率合成器 接收解调器 功率放大器 晶体振荡器和调制器组成 采用高抗干扰GFSK调制 数据速率50kbps 发射功率可调 最大为 10dBm 独特
3、的载波检测输出 CD 地址匹配输出 AM 数据就绪输出 DR 自动产生前导码和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 nRF905的工作电压范围为1 9V 3 6V 其电流消耗很低 发射电流约为11mA 10dB输出 接收电流约为12 5mA 待机电流为2 A 三 主要器件简介 nRF905 主MCU使用TI公司MSP430系列中的F123型 是一种具有超低功耗特性的功能强大的16位单片机其高效精简指令集结构 RISC 可以确保任何任务的快速执行 一个时钟周期可以执行一条指令具有8KBFlash和256ByteRAM 可以方便地在线编程一个串行通信模块 USART0
4、 可以实现UART异步通信和SPI SerialPeripheralInterface 同步通信波特率可编程支持3线或4线SPI操作时钟的极性和相位可编程 三 主要器件简介 MSP430F123 四 nRF905与MSP430F123的硬件连接 TXEN TRX EN PWR UP CSN SCK MOSI MISO CD AM DR nRF905 MSP430 模式控制 SPI接口 状态输出 P1 0 P1 1 P1 2 P1 3 P2 3 P2 4 P3 0 P3 3 P3 1 P3 2 五 软件编程 设置发射功率 地址宽度 有效数据包宽度 CRC模式等 开始计时 如果下层模块没有数据返回
5、 超时后上层模块会重新发送命令 超过三次仍未有数据返回 则认为是下层模块工作异常 向上位机返回异常信号 数据校验正确 主站模块软件流程图 五 软件编程 设置发射功率 地址宽度 有效数据包宽度 CRC模式等 如果地址不符 说明命令是发给其它从站的 则不响应命令 继续等待 从站模块软件流程图 符合 五 软件编程 设置发射功率 地址宽度 有效数据包宽度 CRC模式等 开始计时 如果下层模块没有数据返回 超时后重新发送命令 超过三次仍未有数据返回 则认为是下层模块工作异常 向上层主站返回异常信号 数据校验正确 中继站模块软件流程图 提取发送最终从站地址 作为临时主站向各从站继发数据 五 1 TX模式流
6、程图 五 2 RX模式流程图 Windows环境下为用户提供了3种通信方法 ActiveX API和DLL通过引用串行通信控件来实现串行通信 如微软提供的MSComm控件 可以简单高效地实现设备之间的通信在VB或VC下编写可视化串口控制程序 五 3Windows环境下的串口通信程序设计 采用低价格的单片机和无线收发模块相结合来构建无线通信系统具有以下优点 nRF905作为短距离单片式无线收发芯片具有低功耗 抗干扰性强 传输速率相对较快的特点价格低廉 开发平台较低 硬件设计简单 开发周期较短可应用于数据采集 无线抄表 门禁系统 机器人控制等领域 因此具有广阔的市场空间和发展潜力 七 结束语 谢谢大家
