【文章內(nèi)容簡介】 間。滾動碼部分為 32Bit加密數(shù)據(jù) ； 固定碼部分為 34Bit，包括狀態(tài)位、功能位和 28 位系列號?？傆嫶a組合多達(dá) 種。 滾動碼加密算法 32Bit 滾動碼數(shù)據(jù) 序列號 按鍵信息 密鑰 同步計數(shù)值 序列號 發(fā)送信息 密鑰生成算法 工廠代碼 64Bit 編碼器系列號 28Bit 密鑰 64Bit 蘇州大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 12 頁 圖 34 發(fā)碼格式 第 滾動碼解碼芯片 TDH6301 . TDH6301 跳碼譯碼器的管腳及其功能 TDH6301 跳碼譯碼器的引腳排列如圖 36 所示。 VDD1LEARNIN2LEARNLED3MCLR4LMS5NC(D5)6NC(D6)7D08D19D210D311VT12RFIN13VSS14TDH6301 圖 36 TDH6301引腳排列 TDH6301 的工作電壓為 ，工作溫度為 40+85℃，靜態(tài)電流：低功耗（待機(jī)狀態(tài) 3uA）。 引腳 1： VDD，電源，一般接 +5V；引腳 2： LEARNIN， 學(xué)習(xí) 鍵；引腳 3， LEARNLED，學(xué)習(xí) 指示輸出；引腳 4： MCLR：譯碼器復(fù)位端口；引腳 5： LMS，上拉時鎖存輸出，下拉時暫存輸出；引腳 6： NC（ D5），空引腳；引腳 7： NC（ D4），空引腳；引腳 8 11， D0D3，數(shù)據(jù)輸出端；引腳 12： VT，接收信號有效輸出；引腳 13： RFIN，接收信號輸入；引腳 14：VSS，接地。 TDH6301 與編碼芯片 HCS301 配對使用，可省去了煩瑣的編碼和配對。他有兩種輸出方式，當(dāng) TDH6301 的 5 端懸空時為脈沖型電平輸出方式，即無接收信號時，數(shù)據(jù)輸出將保持約 500ms；當(dāng) TDH6301 的 5 端接法如圖 4 所示時為鎖存型電平輸出方式，即輸出電平將保持到有其他輸出口接收信號時為止。 TDH6301 的輸出狀態(tài) 由 學(xué)習(xí) 過的編碼器決定，即對應(yīng)的按鍵輸入組合產(chǎn)生對應(yīng)的輸蘇州大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 13 頁 出組合，因而通過門電路組合 TDH6301 的輸出能夠?qū)崿F(xiàn) 15 個功能。 . 解碼原理 解碼器要正確地對接收到的 PWM 數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼，首先必須對相應(yīng) (指與解碼器具有相同的廠商代碼 )的編碼器進(jìn)行學(xué)習(xí)，因為解碼器在一開始只有廠商代碼，沒有其他用于解碼用的數(shù)據(jù)，如系列號、密鑰、同步值等 。 根據(jù) HCS301 工作于不同的加密方式，其學(xué)習(xí)后得到的數(shù)據(jù)是不一樣的。學(xué)習(xí)過程如圖 37 所示。 圖 37 學(xué)習(xí)編碼器過程 用于對 32 位加密滾動碼解密用的 64 位密鑰產(chǎn)生原理同編碼器的加密密鑰，這與編碼器的加密模式有關(guān)，因此必須要求編碼器和解碼器具有一致的加密和解密模式 。 解碼器在獲得 32 位解密值后，必須經(jīng)過系列號鑒別，若相同，則學(xué)習(xí)成功，并將系列號、同步值和解密密鑰存入 EEPROM 中，為以后正確解碼和相應(yīng)的控制做好準(zhǔn)備。 . 同步值識別 學(xué)習(xí)后解碼器便可以正常工作 。 解碼器最終通過同步值識別來判斷該次從編碼器接收的數(shù)據(jù)是否合法，是否根據(jù)按鍵 鍵值進(jìn)行相應(yīng)的控制 。 解碼器接收編碼器發(fā)送來的數(shù)據(jù)后，先對接收到的滾動碼進(jìn)行解碼，若該碼合法，則繼續(xù)對解碼獲得的同步值進(jìn)行識別，識別方法如圖 38 所示 。 若解碼獲得的同步值與上次正常接收到的同步值的差值在 l6K 之內(nèi)，則解碼器工作在單操作窗口，就會馬上根據(jù)鍵值進(jìn)行相應(yīng)的控制并更新 EEPROM 中的同步值；若差值在 l6～ 32K 之內(nèi)，則解碼器工作在雙操作窗口等待接收下一次數(shù)據(jù)，若這兩次同步值連續(xù)，則此次操作有效，并更新同步值；若差值在 32K 之外 ， 則此次操作失敗 。 圖 38 同步值識別原理圖 有效發(fā)射 旋轉(zhuǎn)窗口 無效操作窗 口 32K 雙操作窗口 單操作 窗口 1632K 小于 16K 當(dāng)前同步位置 接收到 32位加密滾動碼 獲得 32 位解密值 系列號 ,同步值及解密密鑰存入EEPROM 64 位密碼 蘇州大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 14 頁 第 無線收發(fā)芯片 nRF905 . nRF905 的管腳及其功能 nRF905 的引腳排列如圖 39 所示。 nRF905TRX_CE1PWR_UP2uPCLK3VDD4VSS5CD6AM7DR8VSS9MISO10MOSI11SCK12CSN13XC114XC215VSS16VDD17VSS18VDD_PA19ANT120ANT221VSS22IREF23VSS24VDD25VSS26VSS27VSS28VSS29VSS30DVDD_1V231TX_EN32 圖 39 nRF905引腳排列 nRF905 的 工作電壓為 ～ ， 32 引腳 QFN封裝 (55mm)，工作于 433/868/915MHz。 VDD：電源，工作電壓為 +～ DC； TX_EN：數(shù)字輸入， 等于 1，發(fā)送模式；等于 0，接受模式； TRX_CE： 數(shù)字輸入 ，使 nRF905 工作于接收或發(fā)送狀態(tài)； PWR_UP：數(shù)字輸入 ，使 芯片上電 ； uCLK： 時鐘輸出 ； CD： 載波檢 測 ； AM： 地址匹配 ； DR： 接收或發(fā)射數(shù)據(jù)完成 ； MISO SPI： 接口 SPI 輸出 ； MOSI SPI： 接口 SPI 輸入 ； SCK SPI： 時鐘SPI 時鐘 ； CSN SPI： 使能 SPI 使能 ； VSS：電源 接地 。 . 無線發(fā)送系統(tǒng)程序設(shè)計 發(fā)送端的單片機(jī)將接收機(jī)的地址和要發(fā)送的數(shù)據(jù)寫完后，就要控制 nRF905 模塊將數(shù)據(jù)信息發(fā)送出去， nRF905 模塊在發(fā)送模式時會自動產(chǎn)生字頭和 CRC 校驗碼。當(dāng)發(fā)送過程結(jié)束后， nRF905 模塊的數(shù)據(jù)傳輸完成管腳會通知單片機(jī)數(shù)據(jù)發(fā)送完畢。 下面為典型的 nRF905 模塊數(shù)據(jù)發(fā)送流程： 當(dāng)微控制器要發(fā)送數(shù)據(jù)時，將接收機(jī)的地址和發(fā)送數(shù)據(jù)通過 SPI 接口傳輸給 nRF905 模塊； 微控制器設(shè)置 TRX_CE 和 TX_EN 管腳同時置為高電平，啟動發(fā)送端的 nRF905 模塊為發(fā)送模式； 發(fā)送端的 nRF905 模塊發(fā)送過程處理：射頻寄存器開啟 、 數(shù)據(jù)打包（加字頭和 CRC 校驗碼） 、 數(shù)據(jù)包發(fā)送 、 當(dāng)數(shù)據(jù)包發(fā)送結(jié)束，將數(shù)據(jù)發(fā)送完成管腳（ DR 管腳）置為高電平； 如果 AUTO_RETRAN 被設(shè)置為高， nRF905 模塊將連續(xù)地發(fā)送數(shù)據(jù)包，直到TRX_CE 被設(shè)置為低 ； TRX_CE 被設(shè)置為 低時， nRF905 模塊數(shù)據(jù)包發(fā)送過程結(jié)束并回到待機(jī)模式。 蘇州大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 15 頁 單片機(jī)控制 nRF905 模塊數(shù)據(jù)發(fā)送流程圖如圖 310 所示。 待 機(jī) 模 式有 數(shù) 據(jù) 發(fā) 送 ?S P I 寄 存 器 配 置YNT R X _ C E = 1 ?啟 動 發(fā) 送 模 塊Y數(shù) 據(jù) 發(fā) 送 結(jié) 束 ？T R X _ C E = 0 ?A U T O R E T R A N = 1 ?NYYNN開 始N 圖 310 nRF905 模塊數(shù)據(jù)發(fā)送流程 . 無線接收系統(tǒng)程序設(shè)計 接收端的單片機(jī)控制 nRF905 模塊進(jìn)入接收模式后，當(dāng) nRF905 模塊監(jiān)測到有同一頻段的載波信號且接收到相匹配的地址時，就開始數(shù)據(jù)包接收。當(dāng)數(shù)據(jù)包正確接收完畢后，接收端的單片機(jī)在 nRF905 模塊處于待機(jī)狀態(tài)時通過 SPI 接口提取數(shù)據(jù)包中的有效接收數(shù)據(jù)。 下面為 典型的 nRF905 模塊數(shù)據(jù)接收流程 ： 微控制器控制 TRX_CE 為高電平、 TX_EN 為低電平， nRF905 模塊進(jìn)入接收模式； 650us 后， nRF905 模塊監(jiān)測空中的信息，等待接收數(shù)據(jù)； 當(dāng) nRF905 模塊檢測到與接收頻率相同的載波時，設(shè)置載波檢測管腳（ CD 管腳）為高電平； 當(dāng) nRF905 模塊接收到有效的地址時，設(shè)置地址匹配管腳（ AM 管腳）為高 平； 蘇州大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 16 頁 當(dāng)一個正確的數(shù)據(jù)包接收完畢后， nRF905 模塊自動去掉數(shù)據(jù)包的字頭、地址和CRC 校驗碼，然后將數(shù)據(jù)接受完成管腳置為高 電平； 微控制器將 TRX_CE 設(shè)置為低電平； 微控制器通過 SPI 接口以一定的速率提取數(shù)據(jù)包中的有效接收數(shù)據(jù)； 當(dāng)所有的有效數(shù)據(jù)接收完畢，微控制器控制 nRF905 模塊數(shù)據(jù)接收完成管腳（ DR 管腳）和地址匹配管腳（ AM 管腳）為低電平； nRF905 進(jìn)入待機(jī)模式。 單片機(jī)控制 nRF905 模塊數(shù)據(jù)接收流程圖如圖 311 所示。 待 機(jī) 模 式T R X _ C E = 1 ?T X _ E N = 1 ?啟 動 接 受YN有 同 頻 載 波地 址 匹 配 ？C R C 效 驗 正 確 ?YYN開 始地 址 匹 配 信 號 置 高Y接 受 數(shù) 據(jù) 包N地 址 匹 配 信 號 置 低提 取 有 效 數(shù) 據(jù)置 D R ， A M 高 電 平 圖 311 nRF905 模塊數(shù)據(jù)接收流程 蘇州大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 17 頁 第 4章 電路的設(shè)計 第 無線發(fā)射系統(tǒng)電路的設(shè)計 發(fā)射系統(tǒng)主要由按鍵編址電路、 編碼電路、無線電發(fā)射模塊組成。發(fā)射系統(tǒng)的電路原理圖見圖 41。 S01S12LED7VDD8PWM6VSS5S23S34S0S1傳輸指示燈101200nRF905+5VHCS301 圖 41 發(fā)射系統(tǒng)電路 當(dāng)按下開關(guān)按鈕 S0 或 S1 后， 1 或 2 腳就輸入一有效的鍵碼（高電平）， HCS301 內(nèi)部將生成一隨機(jī)的密碼序列，該密碼序列與鍵碼進(jìn)行復(fù)雜的運(yùn)算后，產(chǎn)生一被加密的串行數(shù)據(jù)，通過 6 腳輸出，由發(fā)射模塊 nRF905 進(jìn)行高頻發(fā)射，同時 7 腳輸出低電平，使 LED 發(fā)光，做發(fā)射有效指示。 由 HCS301 組成的遙控發(fā)射電路，平時電路處于節(jié)電狀態(tài)，當(dāng)按下發(fā)射按鍵時被被喚醒。在按下發(fā)射按鍵后必須待全部編碼發(fā)射完畢才能松開按鍵，若在發(fā)射中途停止按 鍵，則會開始新的編碼傳輸，當(dāng)按鍵時間超過 25s 后，自動進(jìn)入省電狀態(tài)。 第 接收系統(tǒng)電路的設(shè)計 接收系統(tǒng)主要由無線電接收模塊、解碼電路組成。接受系統(tǒng)的電路原理圖見圖 42。 蘇州大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 18 頁 VDD1LEARNIN2LEARNLED3MCLR4LMS5NC(D5)6NC(D4)7D08D19D210D311VT12RFIN13VSS14TDH63011K1K1K1K10K104學(xué)習(xí)指示燈學(xué)習(xí)鍵nRF905+5V接受有效指示+5V 圖 42 接收系統(tǒng)電路 初次配對使用時，要先進(jìn)行 學(xué)習(xí) 。按下 學(xué)習(xí) 鍵，使譯碼器進(jìn)入 學(xué)習(xí) 接收狀態(tài)，學(xué)習(xí)指示燈閃亮一下后熄滅。之后的 30s 內(nèi)，按下編碼器的任意鍵，輸出信號代碼，若編碼器未被學(xué)習(xí)過，學(xué)習(xí)指示燈長亮約 1s 后自動熄滅，說明編碼器輸出的代碼被成功學(xué)習(xí)，學(xué)習(xí)過程完成；若學(xué)習(xí)指示燈快速閃亮（ 5 次 /s）表示學(xué)習(xí)失敗，可能是芯片不配 套或者被燒壞，學(xué)習(xí)成功以后，這一對編譯碼器就可以同步跳變工作了。 TDH6301 譯碼器最多可支持 15 個譯碼器，只需經(jīng)過上述學(xué)習(xí)步驟，就可實現(xiàn)，當(dāng)編碼器學(xué)習(xí)溢出時（即超過 15 個編碼器時），譯碼器會從頭開始自動覆蓋并作廢最早一個已學(xué)習(xí)的譯碼器，長按學(xué)習(xí)鍵超過 8s，待學(xué)習(xí)燈 LED 熄滅后，譯碼器自動清除存儲器里的記憶內(nèi)容。 按下發(fā)射器上的按鈕開關(guān) S0 時，編碼信號從 無線收發(fā)模塊 nRF905 發(fā)射出， 經(jīng)接收電路的 nRF905 接收解調(diào)后送入 TDH6301 的 13 腳信號輸入端， LED3 亮，表示輸入了有效信號，編碼信號經(jīng) TDH6301 解碼后，從 D0 腳輸出高電平， LED1 亮。 按下發(fā)射器上的按鈕開關(guān) S1 時，編碼信號 從 無線收發(fā)模塊 nRF905 發(fā)射出， 經(jīng)接收電路的 nRF905 接收解調(diào)后送入 TDH6301 的 13 腳信號輸入端， LED3 亮，表示輸入了有效信號，編碼信號經(jīng) TDH6301 解碼后，從 D1 腳輸出高電平， LED2 亮。 第 驅(qū)動電路的設(shè)計 蘇州大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 19 頁 VT18550VT28550VT58050VT68050VT39013VT490134343+3VM1D1D2 圖 43 驅(qū)動電路