【正文】 鐘恢復(fù)功能。 nRF2401 的內(nèi)部結(jié)構(gòu)原理及外部組成框圖如圖 所示，下面介紹其工作原理。 圖 nRF2401的內(nèi)部結(jié)構(gòu)原理及外部組成框圖 1 ShockBurst TM[16]模式 nRF2401 的 ShockBurst TM 模式采用片上 FIFO(FirstIn FirstOut，先進(jìn)先 )出來(lái)進(jìn)行低數(shù)據(jù)率的時(shí)鐘同步和高數(shù)據(jù)率的傳輸，因此極大的降低了功耗。 基于單片機(jī)的無(wú)線點(diǎn)菜系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn) 第二章 ZigBee 協(xié)議分析 13 ShockBurst TM 發(fā)射主要通過(guò) MCU接口 引腳 CE、 CLK1 和 DATA 來(lái)完成。當(dāng) MCU 請(qǐng)求發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，置 CE 為高電平，此時(shí)的接收機(jī)地址和有效載荷數(shù)據(jù)作為 nRF2401 的內(nèi)部時(shí)鐘，可用請(qǐng)求協(xié)議或 MCU 將速率調(diào)至 1Mbps；置 CE為低電平可激活 ShockBurst TM 發(fā)射。 ShockBurst TM 接收主要使用 MCU 接口引腳 CE、 DR CLK DATA 來(lái)實(shí)現(xiàn)。當(dāng)正確設(shè)置射頻包輸入載荷的地址和大小后，置 CE 為高電平可激活 RX。此后便可在 nRF2401 監(jiān)測(cè)信息輸入 200μｓ，若收到有效數(shù)據(jù)包，則給 MCU 一個(gè)中斷并置 DR1 為高電平，以使 MCU 以時(shí)鐘形式輸出有效載荷數(shù)據(jù)，待系統(tǒng)收到全部數(shù)據(jù)后 , nRF2401 再置 DR1 CE 保持高電平，則等待新的數(shù)據(jù)包。若 CE置低電平，則開(kāi)始接收新的序列 nRF2401 的 DuoCeiver TM[17]技術(shù)為 RX 提供了兩個(gè)獨(dú)立的專用數(shù)字信道，因而可代替兩個(gè)單獨(dú)接收系統(tǒng)。圖 4 所示是 DuoCeiver TM 同時(shí)雙接收信道結(jié)構(gòu)圖。 nRF2401 可以通過(guò)一個(gè)天線接口從相隔 8MHZ 的兩 1Mbps 接收機(jī)上接收數(shù)據(jù)。同時(shí)將兩個(gè)數(shù)字信道的輸出反饋到兩個(gè)單獨(dú)的 MCU 接口。具體的兩個(gè)信道如下 : 圖 DuoCeiver TM同時(shí)雙接收信道結(jié)構(gòu)圖 數(shù)字信道１ :CLK1,DATA,DR1； 數(shù)字信道２ :CLK2,DOUT2,DR2； 應(yīng)當(dāng)說(shuō)明的是 ,數(shù)字信道 2的頻率只有在比數(shù)字信道 1的頻率高出 8MHZ 時(shí)，才能保證正常接收。 基于單片機(jī)的無(wú)線點(diǎn)菜系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn) 第三章 硬件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn) 14 第 三 章 基于 ZigBee 協(xié)議的硬件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn) 目前， 51 系列單片機(jī)非常流行，而且資料眾多，因此選用 51 系列單片機(jī)作為開(kāi)發(fā)板的 MCU，通過(guò)附加一定的外圍電路后，來(lái)和無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸模塊進(jìn)行通信， 實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的無(wú)線傳輸。 STC89C58RD+[10]單片機(jī)概述 STC89C58RD+系列單片機(jī)是宏晶科技推出的新一代超強(qiáng)抗干擾，高速，低功耗的單片機(jī)，指令代碼完全兼容傳統(tǒng) 8051 單片機(jī)， 12 時(shí)鐘 /機(jī)器周期和 6時(shí)鐘 /機(jī)器周期可任意選擇。 它具有以下特點(diǎn)： 1. 增強(qiáng)型 6 時(shí)鐘 /機(jī)器周期， 12 時(shí)鐘 /機(jī)器周期 8051 CPU（ Central Process Unit，中央處理器）。 2. 工作電壓： （ 5V單片機(jī)） 3. 工作頻率范圍： 0 40 MHz，相當(dāng)于普通 8051 的 0～ 可達(dá) 48MHz. 4. 用戶應(yīng)用程序空間 32K 字節(jié) 5. 片上集成 1280 字節(jié) RAM（ Random Access Memory，隨機(jī)存儲(chǔ)器）。 6. 通用 I/O 口 32個(gè)，復(fù)位后為： P1/P2/P3 是準(zhǔn)雙向口 /弱上拉（普通 8051 傳統(tǒng) I/O 口）， P0 口是開(kāi)漏輸出，作為總線擴(kuò)展用時(shí)，不用加上拉電阻，作為 I/O 口用時(shí)，需加上拉電阻。 7. ISP（在系統(tǒng)可編程） /IAP（在應(yīng)用可編程），無(wú)需專用編程器 / 仿真器 可通過(guò)串口（ ）直接下載用戶程序， 8K 程序 3秒 即可完成一片 8. EEPROM 功能 9. 看門狗 3個(gè) 16位定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器，其中定時(shí)器 0還可以當(dāng)成 2個(gè) 8位定時(shí)器使用 4路 ,下降沿中斷或低電平觸發(fā)中斷 ,Power Down模式可由外部中斷低電平觸發(fā)中斷方式喚醒 12. 通用 UART（ Universal Asynchronous Receiver/Transmitter ，通用串行接口），還可用定時(shí)器軟件實(shí)現(xiàn)多個(gè) UART ： 0 75℃ / 40 +85℃ ： PDIP40， PLCC44,PQFP44 使用這種單片機(jī)做開(kāi)發(fā)板，最大的優(yōu)勢(shì)就在于它支持 ISP，這樣不用購(gòu)買昂貴的基于單片機(jī)的無(wú)線點(diǎn)菜系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn) 第三章 硬件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn) 15 編程器 / 仿真器，直接通過(guò)串口線就能實(shí)現(xiàn)在線編程。而且內(nèi)部集成了看門狗和Flash，簡(jiǎn)化了 PCB板的制作。指令代碼與 51單片機(jī)兼容，這樣可以用常用的 51 單片機(jī)軟件開(kāi)發(fā)工具開(kāi)發(fā)驅(qū)動(dòng)程序。 開(kāi)發(fā)板的各個(gè)組成部分原理圖以及功能 整個(gè)開(kāi)發(fā)板是由單片機(jī)最小系統(tǒng)和它的一些外圍電路組成，單片機(jī)最小系統(tǒng)做為整個(gè)開(kāi)發(fā)板的控制中心，控制各個(gè)外圍電路協(xié)調(diào)工作，完成系統(tǒng)設(shè)計(jì)的功能。整個(gè)系統(tǒng)原理圖見(jiàn)附錄 2，下面詳細(xì)敘述 各個(gè)組成部分的原理及各自實(shí)現(xiàn)的功能。原理圖由 Protel 99SE[18][19]繪制。 單片機(jī)最小系統(tǒng)組成電路 單片機(jī)最小系統(tǒng)是整個(gè)開(kāi)發(fā)板的控制中心，它由電源，復(fù)位電路和晶振組成。電源采用 5V 供電，晶振為 12MHZ。為了便于調(diào)試，將 和發(fā)光管相連，發(fā)光管為共陽(yáng)極連接，這是因?yàn)殚_(kāi)發(fā)板初上電或者或者復(fù)位后，所有的 I/O 口均為高電平。由于不使用外部存儲(chǔ)器，因此將 EA接高電平。為了方便調(diào)試和降低成本，因此選用 USB（ Universial Serial Bus,通用串口總線 ） 方式供電。 USB的即插即用特性，使對(duì)開(kāi)發(fā)板供電非常方便。圖 所示為單片機(jī)最小系統(tǒng)。 圖 單片機(jī)最小系統(tǒng) 基于單片機(jī)的無(wú)線點(diǎn)菜系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn) 第三章 硬件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn) 16 串行口電平轉(zhuǎn)換部分 大多數(shù) PC 機(jī)都有一個(gè)串行通訊端口 RS232 用于兩臺(tái)計(jì)算機(jī)間進(jìn)行串行通訊。RS 232 通訊接口是一種標(biāo)準(zhǔn)化的串行接口，是為 DTE(Data Terminal Equipment，遠(yuǎn)程通訊連接終端設(shè)備 )與 DCE (Data Communication Equipment，數(shù)據(jù)通訊設(shè)備 )定義的物理接口。 RS232 采用非平衡連接 (又稱為單端線路 )，在這個(gè)線路中，信 號(hào)電壓加到一條導(dǎo)線上，所有的信號(hào)電壓都使用一個(gè)公共的接地線。為了提高抗干擾能力和增加傳送距離， RS 一 232 的每個(gè)腳線的信號(hào)和電平規(guī)定采用負(fù)邏輯電平，DC(15 一 5V)規(guī)定為邏輯“ 1” ,DC(+ 5— +15V)規(guī)定邏輯“ 0” , DC(5一 +5V 規(guī)定為過(guò)渡區(qū) )。由于單片機(jī)的輸入、輸出電平為 TTL 電平，與 PC 機(jī) RS232 標(biāo)準(zhǔn)串行接口的電氣規(guī)范不一致，因此要實(shí)現(xiàn)單片機(jī)與 PC 機(jī)之間的數(shù)據(jù)通讀，必須進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換。選用的電平轉(zhuǎn)換芯片為 MAX232，它的工作電壓為 +5V，和單片機(jī)的工作電源相同。 由于 STC89C58RD+單片機(jī)支持 ISP 下載，因此通過(guò)這個(gè)串行口既可以用來(lái)和 PC 機(jī)通信，又能將程序下載到單片機(jī)，不用購(gòu)買昂貴的編程器。圖 所示為串口電平轉(zhuǎn)換部分。 圖 串口電平轉(zhuǎn)換部分 基于單片機(jī)的無(wú)線點(diǎn)菜系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn) 第三章 硬件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn) 17 LED 部分 由于單片機(jī)復(fù)位后，各個(gè)引腳輸出都為高電平，因此選用共陰極的 LED 數(shù)碼管。每個(gè)數(shù)碼管的使能端 1,2,3,4 分別接到 ,，當(dāng)向使能端輸出低電平，即可選通相對(duì)應(yīng)的數(shù)碼管。 74LS244 為三態(tài)輸出的八組緩沖器和總線驅(qū)動(dòng)器 ,選用的四位八段數(shù)碼 管本身已經(jīng)集成了譯碼器，這樣既簡(jiǎn)化了線路的連接，又降低了錯(cuò)誤發(fā)生的概率 。 圖 為 LED 部分。 圖 LED部分 開(kāi)發(fā)板和無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸模塊接口部分 這一部分有兩部分組成：由于 nRF2401 的工作電壓為 ，工作電壓超過(guò) 就會(huì)燒壞芯片。而開(kāi)發(fā)板的電源為 5V，因此為了使系統(tǒng)工作，必需要有 5V 電平轉(zhuǎn)換為 電平的部分。為了實(shí)現(xiàn)這一過(guò)程，選用 作為核心芯片。LM1117 是一個(gè)低壓差電壓調(diào)節(jié)器系列，其壓差在 輸出，負(fù)載電流為 800mA 時(shí)為。 LM1117 提供電流限制和熱保護(hù)，電路包含 1 個(gè)齊納調(diào)節(jié)的帶隙參考電壓以確保輸出電壓的精度在177。 1%以內(nèi)。 LM1117 系列具有 LLP、 TO26 SOT22 TO220 和TO252 DPAK 封裝；此外為了使兩個(gè)模塊直接相連，將 P2 口的部分引腳用排針引到基于單片機(jī)的無(wú)線點(diǎn)菜系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn) 第三章 硬件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn) 18 一起，排針間距為 100mil,標(biāo)準(zhǔn) DIP 插針。圖 口部分，圖 為 5V 電平轉(zhuǎn) 電平部分。 圖 開(kāi)發(fā)板和無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸模塊接口部分 圖 5V電平轉(zhuǎn) 鍵盤部分 圖 鍵盤部分 鍵盤部分用來(lái)實(shí)現(xiàn)人機(jī)通信。有四個(gè)按鍵開(kāi)關(guān)構(gòu)成，分別為 S5(), S6()