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基于ARM7的数据采集与无线传输模块设计

作者:时间:2013-05-14来源:网络收藏

2.1 nRF905芯片工作模式
nRF905有4种工作模式,即接收和发送两种Shock Burst TM模式,关机和空闲两种节能模式。nRF905的工作模式由TRX_CE,TX_EN和PWR_UP 3个引脚决定。如表1所示。

本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/148025.htm

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Shock Burst TM模式:与射频数据包有关的高速信号处理都在nRF905片内进行,数据在微控制器中低速处理,但在nRF905中高速发送,因此中间有较长时间的空闲,这很有利于节能。由于nRF905工作于ShockBurst TM模式,因此使用低速的微控制器也能得到较高的射频数据发射速率。在Shock Burst TM接收模式下,当一个包含正确地址和数据的数据包被接收到后,地址匹配(AM)和数据准备好(DR)两引脚通知微控制器。在Shock Burst TM发送模式,nRF905自动产生字头和CRC校验码,当发送过程完成后,数据准备好引脚通知微处理器数据发射完毕。由以上分析可知,nRF905的Shock Burst TM收发模式有利于节约存储器和微控制器资源,同时也减小了编写程序的时间。
2.2 LPC2220与收发的连接
nRF905收发器电路与LPC2220开发板连接的硬件框图如图2所示,LPC2220处理器可以通过SPI接口及相关指令访问nRF905的寄存器。LPC2220中具有两个完全独立的SPI控制器:SPI0和SPI1。此处采用SPI0,其可配置为SPI主机或从机,支持全双工数据通信,最大数据率为外设时钟的1/8。电路天线部分使用高增益天线,在理想状况下,距离可达800 m以上。

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当ARM有数据要发送时,通过SPI接口,按时序把接收机的地址和要发送的压缩数据到nRF905收发芯片中,再通过天线发送出去,这样完成了对1帧压缩数据的。SPI接口的速率在通信协议和器件配置时确定。ARM置高nRF905的TRX_CE,TX_EN管脚,激发nRF905的Shock Burst TM发送模式。P0.13管脚与DR管脚相连,通知ARM数据己发送完,P0.7管脚与CSN管脚相连,由主机ARM激活,决定从机nRF905是否开始读取数据。

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nRF905与LPC2220两个这样的连接即可组成一个无线数据收发系统,如图3所示。串口通信时,通信双方必须要求相同的波特率才不会丢帧;同时也必须要求一致的通信数据格式,这都是通过LPC2220芯片的UART通信接口模块进行设置的。

3 实验结果分析
nRF905的无线传输模块最终实现了低功耗远距离的数据传输。经实验分析表明:当传输模块工作在868 MHz频段时,数据传输速率可达1 000 kbit·s-1;若采用高增益天线,则可使传输距离达到800 m以上,且表现出良好的稳定性。

4 结束语
嵌入式系统以其本身体积小巧便携、实时性高、稳定性好等优点,成为多领域共同研究的热点。文中采用作为控制器,其结构小巧,与外设连接提供了稳定可靠的硬件架构、功耗小、性能稳定、维护方便;不仅降低了成本,并且有效实现了高精度、高速、实时的,提高了系统的可靠性和实时性。此外,的无/线收发模块,采用nR9905通过SPI接口同微拉制器进行数据传送,通过ShoekBurstTM收/发模式进行无线数据发送,收/发可靠,实现简单。当工作在868 MHz频段时,数据发送/接收速率为1 000 kbit·s-1,收/发距离可达十几m,表现出良好的稳定性,实现高速传输。


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