基于nRF905的LED屏无线通信设计

1.3.2 功耗估计

　　(1)单片机ATmega16A的耗散功率条件：温度，25℃;单片机工作晶振：1 MHz;工作电压，3.3 V。

　　激活模式：功率P=0.6×3.3=1.95 mW

　　空闲模式：功率P=0.2×3.3=0.66 mW。

　　(2)芯片MAX232的耗散功率工作电压：V=3.3 V。

　　最大工作电流：I=1 mA。

　　典型工作电流：I=0.3 mA。

　　则最大功耗：P=VI=3.3 mW。

　　典型功耗：P=W=0.99 mW。

　　(3)无线模块的功率计算

　　发送模式的功耗：P=30×3.3=99 mW。

　　接收模式的功耗：P=12.2×3.3≈41 mW。

　　(4)稳压芯片LM 1117的耗散功率

　　输入电压：Vin=9 V。

　　输出电压：Vout=3.3 V。

　　系统工作电流I=(0.6+1+30)=31.6 mA。

　　则功耗P=(Vin-Vout)×I=180.12 mW。

　　(5)总功率的计算

　　系统最大功耗：

　　P=180.12+1.95+3.3+99=284.37 mW

　　经功耗估计，系统功耗较小，因此可以使用DC 9V电池供电。设计系统的供电方式为电池和外部DC 9V电源，通过跳线切换。

　　1.4 电路板布局

　　实现无线通信的系统电路板布局如图3所示。

　　2 软件设计

　　2.1 通信协议

　　(1)串口通信协议。设计串口通信协议：1位起始位，8位数据位，“空格”校验位，1位停止位。

　　(2)数据通信协议。设计串口发送数据的通信协议：串口发送数据的第1个和第2个字节是0xF6、0x5A，作为包头，第3个字节和第4个字节为数据长度的一半，数据最后的2个字节为校验字节。LED屏控制卡回复数据为4个字节，第1个字节和第2个字节为为发送数据的前2个字节，后2个字节为发送数据的最后2个字。

　　(3)无线收发数据协议。无线通信的数据采取分包发送的机制。无线通信协议设计如下：第1个字节为包头0xF6，第2个字节为数据的长度，该字节的首位置1，此包数据为最后一包，该字节的首位置0，此包数据非最后一包。由于无线芯片一包最大发送或接收字节数32 B，所以最大数据包长度为30 B。大于30 B的数据，将分包发送。

　　2.2 芯片nRF905工作原理

　　(1)芯片nRF905的管脚及管脚功能如表1所示。

　　(2)芯片nRF905的工作模式

　　芯片nRF905共有4种工作模式：活动模式有ShockBurst RX(接收模式)和ShockBurst TX(发送模式);节电模式有掉电模式和SPI编程模式或STANDBY(空闲模式)和SPI编程模式。芯片nRF905的工作模式由TX_EN，TRX_CE，PWR_UP的设置来设定，如表2所示。