无线数据通信系统的设计(论文)1.doc

目 录 第一章 概述 ……………………………………………………………… （2） 第二章 无线收发芯片nRF401工作原理………………………………… （3） 第2.1节 芯片特点 …………………………………………………… （3） 第2.2节 芯片内部框图 ……………………………………………… （3） 第2.3节 芯片的主要特点及电气特性 ……………………………… （5） 第2.4节 芯片典型应用 ……………………………………………… （6） 第三章 无线数据通讯系统的硬件设计 ………………………………… （7） 第3.1节 nRF401无线收发模块 …………………………………… （7） 第3.2节 单片机与无线收发控制器的接口 ………………………… （8） 第3.3节多机通讯网络框图 ………………………………………… （9） 第四章 无线数据通讯系统的软件设计………………………………… （10） 第4.1节 时序参数与通讯协议 …………………………………… （10） 第4.1.1节 工作时序……………………………………………… （10） 第4.1.2节 通信协议…………………………………………… （12） 第4.2节 软件流程图 ……………………………………………… （13） 第五章 扩展性能及相关问题的处理 ………………………………… （15） 第5.1节 通讯距离的扩展…………………………………………… （15） 第5.1.1节 影响无线通信距离的主要因素加大功率提高通信距离 采用高增益天线提高通信距离 无 线 数 据 通 信 系 统 的 设 计 06测控：许云峰 指导老师：朱桂荣 【摘 要】文章利用无线收发芯片nRF401实现以单片机为控制系统的无线数据通信，并给出单片机控制nRF401硬件和通信软件的具体设计。该系统数据传输速率较快，可靠性高，适于多种应用领域。 【关键词】nRF401 无线数据通信 单片机 Abstract： This article recommended the wireless communication about microcomputers which utilizes nRF401, the hardware and software design which the singalchip computer controls the nRF401 is given. The system’s performance is good and it’s functions can expanded easily, so it can be applied in many regions. Keywords： nRF401 wireless data communication micro computer 第一章 概 述 nRF401是NORDIC公司最新推出的单片无线收发一体的芯片，在一个20脚的芯片中包括了高频发射、高频接收、PLL合成、FSK调制、FSK解调、多频道切换，是目前集成度最高的无线数传产品 nRF401无线收发芯片性能领先业界，其显著特点是外围元件较少(约１０个)，在设计上充分考虑了用户编程和使用的方便，例如nRF401可以直接接单片机串口发送接收数据，而无需对数据进行曼彻斯特编码，其他的单片ＲＦ收发芯片一般都需要对数据进行曼彻斯特编码后才能发送，采用曼彻斯特编码不仅增加了编程的复杂性，而且传输效率低，实际速率仅为标称的一半，不能满足实时传输的需要。而nRF401系列独特的技术可以直接传送单片机串口数据，目前还没有其他厂商能做到这一点。nRF401是目前外接元件最少的单片ＲＦ收发芯片之一，采用易于获得的晶振，通过频率合成器合成的工作频率，大大降低了成本，增加了使用的灵活性，而其他产品大多需要外接昂贵的变容二极管或表面波振子。nRF401无线收发芯片是NORDIC）公司最新推出的，采用蓝牙核心技术设计，在一个20脚的芯片中包括了高频发射、高频接收、PLL合成、FSK调制、FSK解调、多频道切换，nRF401采用抗干扰能力强的ＦＳＫ调制方式nRF401的天线接口设计为差分天线，以便于使用低成本的PCB天线。它要求非常少的外围元件（约10个），无需声表滤波器、变容管等昂贵的元件，只需要便宜且易于获得的4MHz晶体，收发天线合一。无需进行初始化和配置，不需要对数据进行曼彻斯特编码，工作速率最高可达20Kbit/s，开阔地的使用距离最远可达1000M，工作在ISM频率433MHz和双信道频率433.92/434.33MHz，工作电压范围可以从2.7至5V，还具有待机模式，可以更省电、更高效。 以往设计无线数传