1、基于 nRF905 的通用無線通信模塊的設計摘要：本文介紹了基于無線收發芯片nRF905、以P89LPC922 作為主處理芯片的通用無線通信模塊。 該模塊具 有性價比高、通信穩定可靠、使用方便等特點。它可廣泛用 于無線數據通信、無線報警及安全系統、無線開鎖、無線監 測、家庭自動化和玩具等諸多無線通訊領域。關鍵詞:nRF905 ; P89LPC922 ;無線通信1引言：隨著網絡及通信技術的飛速發展，無線通信以其成本低 廉、擴展性好、受地理條件限制較少安裝施工簡便靈活等特 點，與有線通信方式相比，無線通信具有很多優點，在許多 領域都有著廣闊的應用前景。本文基于 nRF905 的通用無線 通信模塊具

2、有 485 接口而且通信協議是透明的，可以與各種 設備及儀表通信實現數據的無線傳輸。它由基于 nRF905 的 無線收發電路部分和標準 485 通信接口部分組成。2 nRF905 和 P89LPC922 介紹nRF905 是 Nordic 公司推出的單片射頻收發器芯片 , 工 作電壓為 1.93. 6V,工作于 433/ 869/915MHZ的ISM頻段。 由一個完全集成的頻率調制器、一個帶解調器的接收器、一 個功率放大器、一個晶體震蕩器和一個調節器組成。可以很 容易通過 SPI 接口進行編程配置。電流消耗很低。進入 POWERDOWN 模式可以很容易實現節電。有四種工作模 式：掉電和 SPI

3、 編程模式、待機和 SPI 編程模式、發射模式 及接收模式，由 TRX_CE 、PWR_UP 和 TX_ EN 三個引腳控 制。有五個寄存器：狀態寄存器、 RF 配置寄存器、發送地 址寄存器、發送有效數據寄存器、接收有效數據寄存器，通 過 SPI 讀寫數據。 可自動處理字頭和 CRC 校驗， 使用極為方 便。P89LPC922 是 PHILIPS 公司推出的低成本， 少引腳、 高 集成度 FLASH 單片機。在同一時鐘頻率下其運行速度是 8051 的 6 倍，所以只需較低的工作頻率即可達到同等的工作 效率，更好的電磁兼容性能。適合于許多要求高集成度、低 成本場合。可以滿足多方面的性能要求。3

4、硬件設計采用 P89LPC922 單片機作為控制芯片。用 4 個 I/ O 口 (P0.3、P0.4、P0.5 P0.6)與 nRF905 的 SPI 接口相連實現對 nRF905 寄存器的讀寫；用 3 個 I/ O 口（ P0.0、 P0.1、 P0.2） 檢測 nRF905 的狀態；再用 3 個 I/ O 口（ P1.5、P1.6、P1.7） 分別與 nRF905 的 PWR_UP、 TRX_CE 和 TX_EN 三個引腳 相連來控制 nRF905 的工作模式。電路圖如圖 1 所示。在電路設計中，考慮到電磁兼容性問題，射頻電路對于 電源噪聲相當敏感 ,尤其是對毛刺電壓和高頻諧波。因此 ,在

5、 包含 RF 電路的 PCB 板上 ,靠近集成電路電源引腳處分別去 耦,隔開來自數字部分和來自 RF 部分的電源噪聲。同時在設 計中 ,決不要讓兩個地信號共用一個接地過孔,這可能導致由于過孔連接在兩個焊盤之間產生串擾。4 軟件設計軟件設計包括 P89LPC922 單片機通過 SPI 接口對 nRF905 的控制和 P89LPC922 單片機串口的設計。首先通過 SPI接口對nRF905的內部寄存器進行配置。本程序設計選擇 nRF905的工作頻段為 433MHZ，輸出功率為+10dbm，正常 工作模式，不重發數據包，發送和接收地址為 4 個字節，發 送和接收的有效數據寬度為 32個字節，nRF9

6、05的晶體震蕩 頻率為16MHZ，CRC校驗允許，校驗位為 8位。nRF905提 供SPI接口的讀寫指令，當 CSN為低時，SPI接口開始等待 一條新指令， 任何一條新指令均由 CSN 的下降沿開始。 單片機串口通信波特率選擇 9600 ，8 位無校驗位4.1 發送子程序設計在發送時，置PWR_UP和TX_ EN為高電平，P89LPC922 單片機通過SPI接口配置nRF905寄存器，要發送的數據寫 入發送地址寄存器。延時 650 微秒。 TRX_CE 為高電平保持 10 微秒變為低電平。 數據正在發送中等待 DR 是否為高電平， 當為高電平時數據發送完。進入待機模式。當 nRF905 射頻

7、配置寄存器中的 AUTO_RETRAN 字段為 1 時， nRF905 不 斷重發，直到 TRX_CE 被置低；而當 TRX-CE 被置低， nRF905 發送過程完成， 自動進入空閑模式； 如果 TX_EN 為 低電平而 TRX_CE 繼續保持高電平， 那么 nRF905 芯片將在 完成本次發送后，進入 RX 模式并且進入預設的信道。流程 圖如圖 2。4.2 接收程序設計在接收模式時， TX_ EN 為低電平 TRX_CE 為高電平 650 微秒后進入接收模式。當 nRF905 檢測接收頻率的載波時， CD 變為高電平；當接收到一個有效的地址， AM 變為高電 平。程序判斷 AM 是否為高電

8、平，當為高電平時微控制器把 TRX_CE 置低， nRF905 進入空閑模式；微控制器通過 SPI 口，以一定的速率把數據移到微控制器內。數據被讀出后 DR 自動變為低電平。 TRX_CE 為低電平使其進入待機模式。 當正在接收一個數據包時， TRX_CE 或 TX_EN 引腳的狀態 發生改變， nRF905 立即把其工作模式改變，數據包則丟失。 當微處理器接到地址匹配引腳的信號之后， 其就知道 nRF905 正在接收數據包，其可以決定是讓 nRF905 繼續接收該數據 包還是進入另一個工作模式。結論實驗表明，該模塊通信穩定可靠，具有較好的抗干擾能 力，有效距離在空曠地可達 800 米以上。可廣泛用于無線通 訊領域。參考文獻1 Nordic Single chip 433/868/915MHZ Transceiver nRF905 datasheet, 2004.7.2 鄭啟忠，朱宏輝，耿四軍 .射頻發射器 nRF905 及其應 用 N.21IC 中國電子網 .2004.12.3 金寶華.基于nRP9