MSP430單片機(jī)與nRF905無線通信系統(tǒng)設(shè)計

無線通信系統(tǒng)，由兩個部分組成：發(fā)送終端，接收終端。數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收顯示是借助于串口來實現(xiàn)的，通過ＰＣ機(jī)串口給發(fā)送終端送數(shù)據(jù)，然后發(fā)送終端通過ｎＲＦ９０５把數(shù)據(jù)發(fā)送出去；接收終端通過ｎＲＦ９０５接收數(shù)據(jù)，然后把接收到的數(shù)據(jù)通過串口傳給ＰＣ機(jī)。系統(tǒng)框圖如圖１所示。

無線系統(tǒng)的硬軟件設(shè)計

系統(tǒng)的硬件設(shè)計

本系統(tǒng)采用的射頻收發(fā)器為Ｎｏｒｄｉｃ?。郑蹋樱晒镜模睿遥疲梗埃担」ぷ麟妷簽椋保埂常叮?，工作于４３３／８６８／９１５ＭＨｚ三個ＩＳＭ頻段，頻段之間的轉(zhuǎn)換時間小于６５０ｕｓ。ｎＲＦ９０５由頻率合成器、接收解調(diào)器、功率放大器、晶體振蕩器和調(diào)制器組成，不需外加聲表濾波器。高抗擾ＧＦＳＫ調(diào)制，數(shù)據(jù)速率為５０ｋｂｐｓ，獨(dú)特的載波監(jiān)測輸出，地址匹配輸出，數(shù)據(jù)就緒輸出。ＳｈｏｃｋＢｕｒｓｔＴＭ工作模式，自動處理字頭和ＣＲＣ（循環(huán)冗余碼校驗），使用ＳＰＩ接口與微控制器通信，配置非常方便。此外，其功耗非常低，以－１０ｄＢｍ的輸出功率發(fā)射時電流只有１１ｍＡ，工作于接收模式時的電流為１２．５ｍＡ，內(nèi)建空閑模式與關(guān)機(jī)模式，易于實現(xiàn)節(jié)能。ｎＲＦ９０５的硬件連接電路圖如圖２所示。

采用的微處理器為ＴＩ公司的ＭＳＰ４３０Ｆ１４９，它是一種超低功耗的混合信號控制器，具有１６位ＲＩＳＣ結(jié)構(gòu)，ＣＰＵ中的１６個寄存器和常數(shù)產(chǎn)生器使ＭＳＰ４３０能達(dá)到最高的代碼效率。單片機(jī)通過采用不同的時鐘源工作可以使器件滿足不同功耗要求，適當(dāng)選擇時鐘源，可以讓器件的功耗達(dá)到最小。外設(shè)主要有存儲器、時鐘模塊、定時器、ＵＳＡＲＴ和Ａ／Ｄ轉(zhuǎn)換器等。

此次設(shè)計主要用到了ＭＳＰ４３０Ｆ１４９兩個串口通信模塊ＵＳＡＲＴ０和ＵＳＡＲＴ１，ＵＳＡＲＴ０作為ＵＡＲＴ使用，提供異步通信，通過ＭＡＸ３２３２電平轉(zhuǎn)換芯片提供ＲＳ－２３２接口和ＰＣ機(jī)進(jìn)行通信，ＵＳＡＲＴ１作為ＳＰＩ使用，提供同步通信，主要是和ｎＲＦ９０５之間進(jìn)行命令和數(shù)據(jù)通信。把ＭＳＰ４３０Ｆ１４９的Ｐ２口作為一般引腳使用，與ｎＲＦ９０５的其他引腳相連。對ＭＳＰ４３０Ｆ１４９提供雙晶振系統(tǒng)，低頻晶振為３２．７６８Ｋ，與微控制的ＸＩＮ和ＸＯＵＴ相連，為ＲＳ－２３２接口提供頻率支持，高頻晶振為８Ｍ，和微控制器的ＸＴ２相連，為系統(tǒng)運(yùn)行的主時鐘。系統(tǒng)的整體設(shè)計相對較為簡單，不過在此基礎(chǔ)上可以實現(xiàn)遙測，無線抄表，工業(yè)數(shù)據(jù)采集，機(jī)器人控制等。發(fā)送和接收的硬件電路是一樣的，系統(tǒng)設(shè)計主要硬件電路圖如圖３所示。

系統(tǒng)的軟件設(shè)計

系統(tǒng)軟件設(shè)計包括下位機(jī)軟件設(shè)計和ＰＣ機(jī)軟件設(shè)計。前者主要是微控制器通過ＳＰＩ口對ｎＲＦ９０５的控制以及微控制器串口通訊的設(shè)計，后者包括串口通訊模塊、主界面和數(shù)據(jù)庫設(shè)計。