基于MSP430单片机和nRF905的无线通信系统

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        引言

  随着信息技术的不断发展,人们对通信技术的需求越来越强,摆脱有线网络的束缚实现无线通信始终是大家关心的问题,当今无线通信研究越来越热,应用非常广泛,使人与人之间的通信更加方便快捷,更具有市场发展前景。

       本文以Nordic公司的nRF905作为通讯的核心,设计了无线通信系统。

  系统设计

  无线通信系统,由两个部分组成:发送终端,接收终端。数据的发送和接收显示是借助于串口来实现的,通过PC机串口给发送终端送数据,然后发送终端通过nRF905把数据发送出去;接收终端通过nRF905接收数据,然后把接收到的数据通过串口传给PC机。系统框图如图1所示。

  无线系统的硬软件设计

  系统的硬件设计

  本系统采用的射频收发器为Nordic VLSI公司的nRF905, 工作电压为1.9~3.6V,工作于433/868/915MHz三个ISM频段,频段之间的转换时间小于650us。nRF905由频率合成器、接收解调器、功率放大器、晶体振荡器和调制器组成,不需外加声表滤波器。高抗扰GFSK调制,数据速率为50kbps,独特的载波监测输出,地址匹配输出,数据就绪输出。ShockBurstTM工作模式,自动处理字头和CRC(循环冗余码校验),使用SPI接口与微控制器通信,配置非常方便。此外,其功耗非常低,以-10dBm的输出功率发射时电流只有11mA,工作于接收模式时的电流为12.5mA,内建空闲模式与关机模式,易于实现节能。nRF905的硬件连接电路图如图2所示。

  采用的微处理器为TI公司的MSP430F149,它是一种超低功耗的混合信号控制器,具有16位RISC结构,CPU中的16个寄存器和常数产生器使MSP430能达到最高的代码效率。单片机通过采用不同的时钟源工作可以使器件满足不同功耗要求,适当选择时钟源,可以让器件的功耗达到最小。外设主要有存储器、时钟模块、定时器、USART和A/D转换器等。

        此次设计主要用到了MSP430F149两个串口通信模块USART0和USART1,USART0作为UART使用,提供异步通信,通过MAX3232电平转换芯片提供RS-232接口和PC机进行通信,USART1作为SPI使用,提供同步通信,主要是和nRF905之间进行命令和数据通信。把MSP430F149的P2口作为一般引脚使用,与nRF905的其他引脚相连。对MSP430F149提供双晶振系统,低频晶振为32.768K,与微控制的XIN和XOUT相连,为RS-232接口提供频率支持,高频晶振为8M,和微控制器的XT2相连,为系统运行的主时钟。系统的整体设计相对较为简单,不过在此基础上可以实现遥测,无线抄表,工业数据采集,机器人控制等。发送和接收的硬件电路是一样的,系统设计主要硬件电路图如图3所示。


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