基于nRF24L01的礦用搜救器設(shè)計(jì)

　　FLASH存儲(chǔ)器

　　搜救器要存儲(chǔ)大量的人員信息，所以在主控制器外部擴(kuò)展了8M字節(jié)的FLASH。M25P64是一個(gè)8M×8的串行FLASH存儲(chǔ)器，具有寫保護(hù)機(jī)制，通過高速SPI兼容總線應(yīng)用。存儲(chǔ)器由128個(gè)塊組成，每個(gè)塊包含256頁，每頁256個(gè)字節(jié)。M25P64具有高性能的編程功能，用頁編程指令每次可編程1至256字節(jié)。整個(gè)存儲(chǔ)器可以通過塊擦寫指令擦除，也可以由塊擦除指令一次一塊的擦除。

　　紅外通信

　　出于方便應(yīng)用考慮，搜救器在與上位機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換時(shí)使用紅外通信技術(shù)。由于STM32F103VE的USART可以設(shè)置成IrDA模式，所以本設(shè)計(jì)選用Vishay的紅外芯片TFDU4300。TFDU4300是一個(gè)對于低電壓IO接口有獨(dú)立邏輯參考電壓的紅外收發(fā)模塊，它與快速紅外數(shù)據(jù)通信的最新IrDA物理層標(biāo)準(zhǔn)完全兼容，IrDA的速度最高支持115.2kbit/s并且支持基帶遠(yuǎn)程控制。收發(fā)模塊由PIN二極管，一個(gè)紅外發(fā)送器和一個(gè)低功耗控制IC構(gòu)成，提供一個(gè)完全的單芯片前端到后端的解決方案。器件覆蓋擴(kuò)展的近于1米IrDA范圍，通過一外部限流控制電阻可以調(diào)到更近的范圍。

　　無線通信

　　無線通信模塊通信芯片采用的是工作在2.4GHzISM頻段的nRF24L01，整個(gè)模塊的結(jié)構(gòu)簡單，采用單芯片進(jìn)行數(shù)據(jù)的處理。nRF24L01只要用很少的外圍元件就可以進(jìn)行正常的工作。無線通信模塊電路主要是由nRF24L01、數(shù)字衰減器(HMC274)、天線、晶振電路組成，框圖如圖3所示。

　　在功能上，主要用于搜救器和目標(biāo)識(shí)別卡之間的數(shù)據(jù)收發(fā)。nRF24L01和STM32F103VE通過SPI口進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。

　　OLED顯示屏

　　選用奇晶光電的OLED顯示模塊C0283QGLC-T。該顯示模塊帶有2.8英寸OLED顯示屏并且集成OLED顯示屏驅(qū)動(dòng)芯片S6E63D6，S6E63D6支持intel 8080總線模式。S6E63D6與STM32F103VE的FSMC接口相連，通過將FSMC設(shè)置成16位的PSRAM控制器，結(jié)合FSMC提供的時(shí)鐘信號(hào)、控制信號(hào)以及數(shù)據(jù)總線可以把S6E63D6看成外部存儲(chǔ)器來操作。

　　觸摸按鍵

　　選用PIC基于mTouch技術(shù)的電容觸摸專用單片機(jī)PIC16F724，該單片機(jī)最多提供8個(gè)觸摸按鍵輸入。與PIC16F724相連的6個(gè)觸摸按鍵定義為所需要的功能鍵。

　　軟件設(shè)計(jì)

　　軟件采用主從結(jié)構(gòu)，程序采用C語言編寫。STM32F103VE收到PIC單片機(jī)的發(fā)送的數(shù)據(jù)后，根據(jù)通信協(xié)議取出命令字和鍵碼，然后根據(jù)鍵碼完成相應(yīng)的操作。軟件基于模塊化思想設(shè)計(jì)，主要包括主控制器程序和觸摸按鍵感應(yīng)程序。