msp430和nrf905的无线数传系统设计

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1、MSP430和nRF905的无线数传系统设计摘要:阐述在低功耗应用中，利用MSP430和nRF905组成一种无线数据传输系统的设计方案。首先对核心芯片的选型和关键使用方法进行简单说明，然后介绍系统硬件和软件的设计，其中着重介绍如何对nRF905进行控制，并给出相关程序源代码。   关键词:无线数据传输低功耗MSP430nRF905   在特殊环境的数据测控应用中，无线数据传输已经越来越广泛地被运用。   MSP430+nRF905的组合特别适合于低功耗、短距离(1OO～200m)、小数据量的无线数传系统。MSP430CPU在低功耗应用方面有很大优势，nRF

2、905无线收发芯片具有功耗低、控制简单、可自动处理字头和CRC校验的优点，两者结合组成的数传系统可以在很多产品中得到应用。   1 MSP430简介   MSP430是TI公司新推出的16位系列单片机，在电池供电的低功耗应用中具有独特的优势。其工作电压在1.8～3．6V之间，正常工作时功耗可控制在2OOμA左右，低功耗模式时可实现2μA甚至O．1μA的低功耗。MSP430具有非常高的集成度，通常在单个芯片上集成有12位的A／D、比较器、多个定时器、片内USART、看门狗、片内振荡器、大量的I／O端口及大容量的片内存储器，一般单片就可以满足大多数的应用需要。

3、在低功耗应用中设计程序时，最好采用以下方法：CPU在初始化完成后，处于低功耗工作模式，在有外部事件发生时唤醒进入中断服务程序，完成后重新进入低功耗模式，照此循环往复，可以最大限度地降低功耗。较差等。上述问题经过精心设计是可以避免和解决的，所以基于GPRS的设计仍具有无可比拟的优势。   2 nRF905简介   nRF905是挪威Nordik公司推出的单片射频收发器芯片，工作电压为1．9～3．6V，32引脚QFN封装(5mm×5mm)，工作于433／868／915MHz3个ISM频道(可以免费使用)。nRF905可以自动完成处理字头和CRC(循环冗余码校验

4、)的工作，可由片内硬件自动完成曼彻斯特编码／解码，使用SPI接口与微控制器通信，配置非常方便。其功耗非常低，以一10dBm的输出功率发射时电流只有11mA，在接收模式时电流为12．5mA。nRF905传输数据时为非实时方式，即发送端发出数据，接收端收到后先暂存于芯片存储器内，外面的MCU可以在需要时再到芯片中去取。nRF905一次的数据传输量最多为32B。   2.1nRF905的工作模式及设置   nRF905有两种工作模式和两种节能模式，分别为掉电模式、待机模式、ShockBurstTM接收模式和Shock—BurstTM发送模式。这几种模式由外界CP

5、U通过控制nRF905的3个引脚PWR_UP、TRX_CE和TX_EN的高低电平来决定，如表1所列。   外界MCU通过SPI总线配置nRF905的内部寄存器，读写数据时必须把其置为待机或掉电模式。nRF905在待机模式时功耗为40,μA，在掉电模式时功耗为2．5μA。   2.2nRF905的状态输出   nRF905有3个引脚用于状态输出，分别是：CD(载波检测)、AM(地址匹配)和DR(数据就绪)，均为高电平有效。nRF905在处于接收模式时，若检测到接收频率段的载波，就置CD为高；接着检测载波数据中的地址字节，若与本身已配置的接收地址相同，则置AM

6、为高；若再检测到接收数据中的CRC校验正确，则存储有效数据字节，置DR为高。   此外，nRF905还有一个时钟输出引脚uPCLK，供用户选择使用。通过配置内部寄存器，可改变其频率输出，这一点在调试时很有用。无线系统至少需要一发一收两个设备，调试时若出现问题很难判断是哪一方的故障。可以通过修改nRF905的寄存器，用示波器观察uPCLK输出是否变化的方法，来判断其硬件电路和CPU操作nRF905的程序是否正确，从而判断该设备是否工作正常。   2.3nRF905的数据接口   外围MCU通过SPI总线配置nRF905的内部寄存器和收发数据。nRF905的S

7、PI总线包括4个引脚：CSN(SPI使能)、SCK(SPI时钟)、MISO(主人从出)和MOSI(主出从人)。这里nRF905为从机，其SPI的时钟范围很宽，可以从1Hz～10MFIz，因此MCU在写控制程序时不必苛求时间的准确度。   SPI总线的每次操作都必须在使能引脚CSN的下降沿开始，CSN低电平有效，总线上的数据在时钟的上升沿有效。MCU对SPI总线的操作不外乎两种方式：读和写。在进行读操作时，先把CSN置低，然后在MOSI数据线上输出一个表示读命令的字节，与此同时，nRF905会在MISO数据线上输出一字节表示状态信息的数据，随后输出一地址字节

8、，后面跟随有效数据。在进行写操作时，MCU先把CSN拉低，然后在M