【文章內(nèi)容簡介】 OP20和 SOP16 無鉛封裝，兼容 RoHS。 CH340 芯片正常工作時需要外部向 XI 引腳提供 12MHz 的時鐘信號。一般情況下，時鐘信號由 CH340 內(nèi)置的反相器通過晶體穩(wěn)頻振蕩產(chǎn)生。外圍電路只需要在XI和 XO 引腳之間連接一個 12MHz 的晶體，并且分別為 XI 和 XO引腳對地連接振蕩電容。 CH340芯片支持 5V電源電壓或者 。當使用 5V工作電壓時， CH340芯片的 VCC引腳輸入外部 5V電源，并且 V3引腳應該外接容量為 4700pF或者 的電源退耦電容。當 使用 工作電壓時， CH340 芯片的 V3 引腳應該與 VCC 引腳 本科課程設計報告 9 相連接，同時輸入外部的 電源，并且與 CH340 芯片相連接的其它電路的工作電壓不能超過 。 CH340 自動支持 USB 設備掛起以節(jié)約功耗， NOS引腳為低電平時將禁止 USB 設備掛起。 異步串口方式下 CH340 芯片的引腳包括：數(shù)據(jù)傳輸引腳、 MODEM 聯(lián)絡信號引腳、輔助引腳。 數(shù)據(jù)傳輸引腳包括： TXD 引腳和 RXD 引腳。串口輸入空閑時，RXD 應該為高電平，如果 R232 引腳為高電平啟用輔助 RS232 功能，那么 RXD 引腳內(nèi)部自動插入一個反相器， 默認為低電平。串口輸出空閑時， CH340T 芯片的 TXD為高電平， CH340R 芯片的 TXD 為低電平。 、單片機系統(tǒng) 使用的是 STM8S103F3P6，最小系統(tǒng)原理圖如圖 4。 圖 STM8S 是基于 8 位框架結構的微控制器，其 CPU 內(nèi)核有 6 個內(nèi)部寄存器，通過這些寄存器可高效地進行數(shù)據(jù)處理。 STM8S 的指令集支持 80 條基本語句及 20 種尋址模式，而且 CPU 的 6 個內(nèi)部寄存器都擁有可尋址的地址。 串行外設接口 (SPI)允許芯片與其他設備以半 / 全雙工、同步、串行方式通信。此接 口可以被配置成主模式，并為從設備提供通信時鐘 (SCK) 。接口還能以多主 本科課程設計報告 10 配置方式工作。 它可用于多種用途，包括帶或不帶第三根雙向數(shù)據(jù)線的雙線單工同步傳輸，還可使用 CRC 校驗來進行可靠通信。 SPI 主要特征 ● 3 線全雙工同步傳輸 ● 帶或不帶第三根雙向數(shù)據(jù)線的雙線單工同步傳輸 ● 8 或 16 位傳輸幀格式選擇 ● 主或從操作 ● 8 個主模式頻率 (最大為 fMASTER/2) ● 從模式頻率 ( 最大為 fPCLK/2) ● 快速通信：最大 SPI 速度達到 10MHz ● 主模式和從模式下均可以由軟件或硬 件進行 NSS 管理 ● 可編程的時鐘極性和相位 ● 可編程的數(shù)據(jù)順序， MSB 在前或 LSB 在前 ● 可觸發(fā)中斷的專用發(fā)送和接收標志 ● SPI 總線忙狀態(tài)標志 ● 可觸發(fā)中斷的主模式出錯和溢出標志 、無線模塊 直接使用 無線收發(fā)模塊，簡單可靠。原理圖如圖 5。 圖 本科課程設計報告 11 nRF24L01 是由 NORDIC 生產(chǎn)的工作在 ~ 的 ISM 頻段的單片無線收發(fā)器芯片。無線收發(fā)器包括：頻率發(fā)生器、增強型 “SchockBurst” 模式控制器、功率放大器、晶體振 蕩器、調(diào)制器和解調(diào)器。 輸出功率頻道選擇和協(xié)議的設置可以通過 SPI 接口進行設置。幾乎可以連接到各種 單片機 芯片，并完成 無線數(shù)據(jù)傳送 工作。 其 電流消耗 極低 ：當工作在發(fā)射模式下發(fā)射功率為 0dBm 時電流消耗為 ，接收模式時為 ，掉電模 式和待機模式下電流消耗更低。 其應用領域有： ● 無線鼠標 鍵盤 游戲機操縱桿 ● 無線門禁 ● 無線 數(shù)據(jù)通訊 ● 安防系統(tǒng) ● 遙控裝置 ● 遙感勘測 ● 智能運動設備 ● 工業(yè)傳感器 ● 玩具 、軟件設計 系統(tǒng)軟件設計首先需完成 對各個芯片的初始化 設計，接下來其主要工作是數(shù)據(jù)發(fā)送和接收程序。 發(fā)送數(shù)據(jù)時單片機直接通過 MOSI 端口控制射頻器 件發(fā)送數(shù)據(jù)，而接收時則要掃描單片機的 MISO 口， 判斷是否有待接收的數(shù)據(jù)，下面具體說明單片機如 何實現(xiàn) SPI 與 NRF24L01 的初始化程序，及發(fā)送、接收 子程序的功能與實現(xiàn)。 、 SPI 初始化程序設計 本無線通信系統(tǒng)幾乎所有的數(shù)據(jù)傳輸與芯片控 制都是通過 SPI實現(xiàn)的， SPI讀寫程序是軟件控制的 基礎。為了使單片機的 SPI 控制器正常工作，需要先對其 本科課程設計報告 12 進行初始化設置，這可通過向 SPI 控制 寄存 器 SPCTL 和狀態(tài)寄存器 SPSTAT 寫入適當?shù)目刂谱謱崿F(xiàn)。它們是二個 8 位的寄存器，其中 SPCTL 的第 2位時鐘相位 CPHA允許用戶設置采樣和改變數(shù)據(jù)的時鐘邊沿，第 3位時鐘極性位 CPOL 允許用戶設置時鐘極性。 SPI 接口有四種不同的數(shù)據(jù)傳輸時序，取決于 CPOL 和 CPHL 這兩位的組合。本系統(tǒng)中， STC12C5A60S2 為 SPI 主設備， IA4421 為從設備，且要求 SPICLK的極性在空閑時為低電平，用到 SPI CPOL=0、 CPHA=0 的這種時序模式，數(shù)據(jù)在 SCK的上升沿時移人到 IA4421，并且器件會在 SS生 效之后的第一個上升沿時等待數(shù)據(jù)；如果時鐘的起始狀態(tài)是高電平，它在開始傳輸數(shù)據(jù)之前將下降以產(chǎn)生第一個上升沿。 、發(fā)送子程序設計 先要配置無線模塊工作在發(fā)送狀態(tài)之下，配置步驟為： 1 ）寫 Tx 節(jié)點的地址 TX_ADDR 2 ）寫 Rx 節(jié)點的地址（主要是為了使能 Auto Ack ） RX_ADDR_P0 3 ）使能 AUTO ACK EN_AA 4 ）使能 PIPE 0 EN_RXADDR 5 ）配置自動重發(fā)次數(shù) SETUP_RETR 6 ）選擇通信頻率 RF_CH 7 ）配置發(fā)射參數(shù)（低噪放大器增益、發(fā)射功率、無線速率） RF_SETUP 8 ) 選擇通道 0 有效數(shù)據(jù)寬度 Rx_Pw_P0 9 ）配置 24L01 的基本參數(shù)以及切換工作模式 CONFIG 。 配置完成之后，將需要發(fā)送的數(shù)據(jù)寫到相應的寄存器中即可完成發(fā)送。 、接收子程序設計 先要配置無線模塊工作在接收狀態(tài)之下，配置步驟為： 1 ）寫 Rx 節(jié)點的地址 RX_ADDR_P0 本科課程設計報告 13 2 ）使能 AUTO ACK EN_AA 3 ）使能 PIPE 0 EN_RXADDR 4 ）選擇通 信頻率 RF_CH 5) 選擇通道 0 有效數(shù)據(jù)寬度 Rx_Pw_P0 6 ）配置發(fā)射參數(shù)（低噪放大器增益、發(fā)射功率、無線速率） RF_SETUP 7 ）配置 24L01 的基本參數(shù)以及切換工作模式 CONFIG 。 配置完成之后，循環(huán)查詢相關接收狀態(tài)的寄存器，當有數(shù)據(jù)時，讀出即可。 、上位機程序設計 上位機使用 Qt 編寫，通過計算機輸入需要發(fā)送的內(nèi)容，軟件對將發(fā)送的數(shù)據(jù)進行處理，加入包頭、長度、校驗、發(fā)送者等信息，通過串口發(fā)送給單片機。同時若單片機給上位機發(fā)送信息之后，上位機先校 驗數(shù)據(jù)接收是否正確。若正確，解析出發(fā)送者和具體發(fā)送信息，在上位機中顯示出來即可。這樣，即可完成兩個或多個計算機之間的無線通信。 Qt是一個 1991 年由奇趣科技開發(fā)的跨平臺 C++圖形用戶界面 應用程序 開發(fā)框架。它既可以開發(fā) GUI 程序，也可用于開發(fā)非