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1、您的论文得到两院院士关注嵌入式系统应用文章编号:1008-0570(2007)07-2-0015-02基于nRf2401和CP2102的USB2.0无线测控网络DesignofUSB2.0wirelesscontrolnetworkBasedonnRf2401andCP21021邢文生2(1.焦作大学现代教育技术中心;2.焦作大学计算机系)李希臣LIXICHENXINGWENSHENG摘要:本系统使用nRf2401和CP2102实现PC-USB2.0-MCU高速无线测控网络。系统通过CP2102实现USB2.
2、0接口,通过nRF2401实现无线数据收发。同时nRf2401厂商免费提供驱动程序,开发方便、快速。本文阐述该系统的工作原理、硬件构成及软件设计方案。关键词:nRf2401;CP2102;单片机;USB2.0中图分类号:TP273+.5文献标识码:AAbstract:ThisisadesignofPC-USB2.0-MCUHigh-speedwirelesscontrolnetworkwithnRf2401andCP2102.ThedesignuseCP2102forUSB2.0interfaceandnRf
3、2401forwirelessdatatransmission.WecangetthefreedriverprogramfornRf2401fromman-ufactory,andwithitwecanhavecomfortabledesignproduct.Thisarticleexpatiatestheprincipleandhardwareandsoftwaredesign.Keywords:nRf2401,CP2102,MCU,USB2.0技ISM自由频段,采用SoC方法设计,只需少量外围元件便可组成
4、术前言射频收发电路。nRF2401没有复杂的通信协议,它完全对用户透现在,越来越多的无线技术被应用到自动控制系统中。明,同种产品之间可以自由通信。创nRF2401是挪威Nordic公司推出的单片2.4GHz无线收发一体CP2102是美国Silicon公司生产的高集成度USB-UART桥芯片,支持多点间通信,最高传输速率达到1Mbit/s,可以用于无接电路。它们能够用最简单的外部电路、最少的外部器件简便新线网络中。实现USB2.0到UART的转换。USB2.0口传输速率是480Mbps,有即插即用和热插拔功使用
5、CP2102作为USB接口器件最大的特点是开发方便:能。接口提供内置电源,可以向外设提供5V和最多500mA的①厂商免费提供适用于Windows(含WindowsCE)、Linux等操作系统的驱动程序。驱动程序将计算机的USB口虚拟成一个电源。因此在以计算机为上位机的控制系统中,USB口比较适COM口,计算机使用普通操作串口的命令访问虚拟COM口。②合作为计算机与测控网络的接口。内置USB2.0全速功能控制器、USB收发器、48MHz内部晶体振USB接口器件的开发过程比较复杂,开发者需要知道USB荡器、1KB
6、字节E2PROM及异步串行数据总线(UART),电路无协议、USB设备驱动程序开发、主机应用程序开发等知识,使用需任何外部的USB器件。③CP2102的UART接口波特率为USB-UART桥接电路CP2102可以避免上述麻烦。300bps～921.6kbps,可以满足无线网络的传输要求。1系统的设计思想及nRf2401和2硬件电路的实现CP2102介绍系统的设计思想如图1所示。系统是由CP2102、nRF2401、上位机系统电路如图2所示。单片机选用ATmega16,是单片机等组成。ATMEL公司生产的高性能
7、、低功耗的8位AVR?微处理器,采用先进的RISC结构,数据吞吐率高达1MIPS/MHz。片内集成有16K字节可编程Flash、512字节的E2PROM、1K字节的SRAM、两个可编程的串行UART和可工作于主机/从机模式的SPI串行接口。图1系统设计思想nRF2401是业界体积最小、功耗最低、外围元件最少的低成本射频芯片。有125个频道,速率(0~1Mbps)、发射功率和工作频率等所有工作参数可编程设置。每个芯片可以通过软件设置最多40bit地址,而且只有收到本机地址时才会输出数据。内置CRC纠检错硬件电路
8、和协议。nRf2401内置频率合成器、功率放大器、晶体振荡器和调制器等功能模块。工作于2.4～2.5GHz李希臣:副教授基金项目:河南省自然科学基金(0511015500)图2上位机系统电路《PLC技术应用200例》邮局订阅号:82-946360元/年-15-嵌入式系统应用中文核心期刊《微计算机信息》(嵌入式与SOC)2007年第23卷第7-2期CP2102无需外部电阻和晶体,VBus与REGIN引
