單片機原理實驗綜合設(shè)計(編輯修改稿)
2025-07-26 21:52 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 范圍可以從 ～，接收待機狀電流消耗為 600μA，低功耗模式電流消耗僅為 1μA，可滿足低功耗設(shè)備的要求。nRF903 具有多個頻道（最多 170 個以上），特別適用于多信道工作的特殊場合。nRF903 單片射頻集成電路的天線接口設(shè)計為差分天線，以便于使用低成本的 PCB天線，所有的參數(shù)包括工作頻率和發(fā)射功率都可以通過一個 14 位的配置寄存器用串行線（CS、CFG_CLK 和 CFG_DATA）進行設(shè)置。圖 14 所示為使用環(huán)形天線的 nRF903 的應(yīng)用電路圖。nRF903 單片射頻集成電路內(nèi)部結(jié)構(gòu)可分為發(fā)射電路、接收電路、模式和低功耗控制邏輯電路及串行接口幾個部分。發(fā)射電路含有：射頻功率放大器、鎖相環(huán)（PLL）、壓控振蕩器（VCO）、頻率合成器等電路?；鶞?zhǔn)振蕩器采用外接晶體振蕩器產(chǎn)生電路所需的基準(zhǔn)頻率。振蕩電路采用鎖相環(huán)（PLL）方式，由 DDS 模式的頻率合成器、外接的無源回路濾波器和壓控振蕩器組成。壓控振蕩器由片內(nèi)的振蕩電路和外接的 LC 諧振回路組成。要發(fā)射的數(shù)據(jù)通過 DATA 端輸入。圖14 nRF903 單片射頻集成電路應(yīng)用原理圖 2 系統(tǒng)主要器件原理 無線收發(fā)模塊nRF401 nRF401nRF401是NORDIC公司最新推出的單片無線收發(fā)一體的芯片，采用藍牙核心技術(shù)設(shè)計，在一個20腳的芯片中包括了高頻發(fā)射、高頻接收、PLL合成、FSK調(diào)制、FSK解調(diào)、多頻道切換，是目前集成度最高的無線數(shù)傳產(chǎn)品。nRF401采用抗干擾能力強的FSK調(diào)制方式，工作頻率穩(wěn)定可靠，外圍元件少，便于設(shè)計生產(chǎn)，功耗極低，適合于便攜及手持產(chǎn)品的設(shè)計，由于采用了低發(fā)射功率，高接收靈敏度的設(shè)計，滿足無線管制要求，無需使用許可證，是目前低功率無線數(shù)傳的理想選擇，可廣泛用于遙控、遙測、小型無線網(wǎng)絡(luò)、無線抄表、門禁系統(tǒng)、小區(qū)傳呼、工業(yè)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、無線標(biāo)簽、身份識別、非接觸RF智能卡、小型無線數(shù)據(jù)終端、安全防火系統(tǒng)、無線遙控系統(tǒng)、生物信號采集、水文氣象監(jiān)控、運水小車控制、無線232數(shù)據(jù)通信、無線485/422數(shù)據(jù)通信、無線數(shù)字語音、數(shù)字圖像傳輸?shù)取?1) 特性l 工作頻率為國際通用的數(shù)傳頻段433MHz l FSK調(diào)制，直接數(shù)據(jù)輸入輸出，抗干擾能力強，特別適合工業(yè)控制場合l 采用DSS+PLL頻率合成技術(shù)，頻率穩(wěn)定性極好。l 靈敏度高，達到105dBml 功耗小，接收待機狀態(tài)僅為8uAl 最大發(fā)射功率達+10dBm l 低工作電壓（），可滿足低功耗設(shè)備的要求l 具有多個頻道，可方便地切換工作頻率，特別滿足需要多信道工作的特殊場合l 工作速率最高可達20Kbit/Sl 僅外接一個晶體和幾個阻容、電感元件，基本無需調(diào)試l 由于采用了低發(fā)射功率、高接收靈敏度的設(shè)計，使用無需申請許可證，開闊地的使用距離最遠可達1000米(2) 芯片內(nèi)部框圖如圖21為nRF401內(nèi)部原理框圖。圖21 NRF401 原理框圖 如圖21為nRF401引腳圖及表21為引腳功能圖。圖22 引腳排列和功能表21 nRF401引腳功能表管腳名稱功能說明1XC1輸入晶振輸入2VDD電源電源3—5V3FILT2輸入環(huán)路濾波器4FILT1輸入環(huán)路濾波器5VCO1輸入VCO電感6VCO2輸入VCO電感7VSS電源電源地8VDD電源電源3—5V9DIN輸入數(shù)據(jù)輸入10DOUT輸出數(shù)據(jù)輸出11RF PWR輸入發(fā)射功率設(shè)置12CS輸入頻道選擇13VDD電源電源3—5V14VSS電源電源地15ANT2輸入/輸出天線終端16ANT1輸入/輸出天線終端17VSS電源電源地18PWR UP輸入節(jié)電控制19TXEN輸入發(fā)射/接收控制20XC2輸入晶振輸入(3) 芯片電氣性能如表22為nRF401為芯片電氣性能表。表22 nRF401芯片電氣性能表參數(shù)指標(biāo)備注頻率 信道1/信道2調(diào)制方式FSK最大輸出功率10dBm@400歐 3V接收輸出功率105dBm@400歐 BR=20kbit/s工作電壓～接收電流10mA發(fā)射電流8mA～30mA待機電流8uA 3 系統(tǒng)硬件設(shè)計 運水小車循跡整體結(jié)構(gòu)圖31為小車的循跡整體結(jié)構(gòu)，總共運用了八個反射式紅外光電傳感器TCRT5000，前1和前2用于檢測運水小車是否到達終點，左1和右1用于前進時檢測黑色印跡，左2和右2用于后退時檢測黑色印跡，后1和后2用于小車后退時檢測小車是否到達起始位置。前1前2左1右1左2右2后1后2圖31 運水小車車體紅外光電傳感器位置圖由于運水小車是三個輪子的小車，主動輪為前面兩個較大的輪子，通過兩個直流電機帶動，第三個輪子為后部中間較小的從動輪，可以任意轉(zhuǎn)動。由于小車的主動力沒有在車子的中部，所以在設(shè)計時要充分考慮到小車運行當(dāng)中車體的擺動情況，所以將左1和右1放置在車子的主動輪的正下方，只要運水小車有適當(dāng)?shù)捻槙扯龋艟嚯x
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