【正文】 合成器、功率放大器、晶體振蕩器、調(diào)制器等功能模塊，并融進了增強式 ShockBurst 技術(shù) ，其中輸出功率和通信頻道可通過程序進行配置?？赏ㄟ^ SPI 寫人數(shù)據(jù)，最高可達 10 Mb/s，數(shù)據(jù)傳輸率最快 可達 2Mb/s，并且有自動應答和自動再發(fā)射功能。 10 第 3章 NRF24L01 無線模塊特性 NRF24L01是單片射頻收發(fā)芯片，工作于 ～ 2． 5 GHz ISM頻段。注意到某些 AVR 器件的數(shù)據(jù)區(qū)太小，用 SPL 就足夠了。 AVR 的堆棧指針由 I/O空間中的兩個 8 位寄存器實現(xiàn)。使用 PUSH 指令將數(shù)據(jù)推入堆棧時指針減一；而子程序或中斷返回地址推入堆棧時指針將減二。在此聚集了子程序和中斷堆棧。要注意 AVR的堆棧是向下生長的，即新數(shù)據(jù)推入堆棧時，堆棧指針的數(shù)值將減小。 9 圖 26 X、 Y、 Z 寄存器 (3)堆棧指針 堆棧指針主要用來保存臨時數(shù)據(jù)、局部變量和中斷 /子程序的返回地址。 (2)X、 Y、 Z 寄存器 寄存器 R26..R31 除了用作通用寄存器外，還可以作為數(shù)據(jù)間接尋址用的地址指針。 ? Bit 1 – Z: 零標志 表明算術(shù)或邏輯操作結(jié)果為零。 ? Bit 3 – V: 2 的補碼溢出標志 支持 2 的補碼運算。此標志對于 BCD 運算非常有用。 BST把寄存器的某一位拷貝到T，而 BLD 把 T 拷貝到寄存器的某一位。 I 也可以通過 SEI 和 CLI 指令來置位和清零。如果 I清零，則不論單獨中斷標志置位與否，都不會產(chǎn)生中斷。 AVR 中斷寄存器 SREG 定義如下 所示： 8 圖 25 中斷寄存器 ? Bit 7 – I: 全局中斷使能 置位時使能全局中斷。 在進入中斷服務程序時狀態(tài)寄存器不會自動保存；中斷返回時也不會自動恢復。如指令集所述，所有 ALU 運算都將影響狀態(tài)寄存器的內(nèi)容。 7 ATMEGA48 結(jié)構(gòu)的方框圖 圖 24 結(jié)構(gòu)方框圖 寄存器詳述 (1)狀態(tài)寄存器 狀態(tài)寄存器包含了最近執(zhí)行的算術(shù)指令的結(jié)果信息。 ATmega48 的程序存儲器映像 如圖所示： 圖 23 ATmega48 的程序存儲器映像 ATMEGA48 芯片 CPU 內(nèi)核 CPU 的主要任務是保證程序的正確 執(zhí)行。 存儲器至少可以擦寫 10,000 次。因為所有的 AVR 指令為 16 位或 32位，故而 Flash 組織成 2K x 16。當執(zhí)行 EEPROM 讀操作時， CPU 會停止工作 4 個周期，然后再執(zhí)行后續(xù)指令；當執(zhí)行 EEPROM 寫操作時， CPU 會停止工作 2個周期，然后再執(zhí)行后續(xù)指令。此時 CPU 將工作于低于晶振所要求的電源電壓。自定時功能可以讓用戶監(jiān)測何時開始寫下一字節(jié)。 EEPROM的訪問由地址寄存器，數(shù)據(jù)寄存器和控制寄存器決定。它是作為一個獨立的空間而存在的，可以按字節(jié)讀寫。最后是 512字節(jié)的數(shù)據(jù) SRAM。前 768個數(shù)據(jù)存儲器包括了寄存器文件，I/O 存儲器，擴展的 I/O存儲器以及數(shù)據(jù) SRAM。 SRAM 數(shù)據(jù)存儲器 ： ATmega48 是一個復雜的微控制器，其支持的外設要比預留的64個 I/O(通過 IN/OUT指令訪問 )所能支持的要多。此外，還有 I/O 存儲器空間 。 ATMEGA48 芯片概述 ATMEGA48 單片機主要有一下特點： 能、低功耗 8 位 單片機， RISC 結(jié)構(gòu)，最高 20MIPS 的速度； 片內(nèi)有 4K 可在線編程 (ISP)FLASH ROM，可擦寫 10,000 次； 片內(nèi)有 512字節(jié) SRAM和 256字節(jié) EEPROM， 可以對鎖定位進行編程以實現(xiàn)用戶程序的加密 。當正確接收數(shù)據(jù)時， nRF24L01產(chǎn)生接收中斷標志 ,ATMEGA48從 nRF24L01讀取數(shù)據(jù)并傳送個 LED顯示模塊。若發(fā)送成功，則產(chǎn)生 TX_DS中斷；若重發(fā)超限，則產(chǎn)生 MAX_RT中斷；若發(fā)送成功，則繼續(xù)發(fā)送，否則進行出錯處理。 在 發(fā)送端 主要設置 ATMEGA48的 初始化 ，先把 nRF24L01配置成 PTX工作模式。 軟件設計思路 主程序比較簡單，各模塊初始化完成后，調(diào)用 NRF24L01 發(fā)射程序，發(fā)射由鍵盤接收來的數(shù) 據(jù)，接收端調(diào)用接收程序，接收并通過 LED 顯示。 無線發(fā)射和接收模塊：發(fā)射和接收模塊主要有 兩個 NRF24L01 無線模塊 構(gòu)成，一個負責無線發(fā)射信號，一個負責無線接收信號。 單片機接收模塊：此模塊主要有 ATMEGA48 單片機構(gòu)成。 主要設計包括以下四部分： 單 片機發(fā)射模塊：此模塊主要包過 ATMEGA48 芯片和按鍵控制模塊，單片機作為整個硬件系統(tǒng)的核心，它既是協(xié)調(diào)整機工作的控制器，又是數(shù)據(jù)處理器。 設計思路 本系統(tǒng)主要采用主控制器 AVR48 單片機和 NRF24L01 無線通信模塊來實現(xiàn) 系統(tǒng)的主要功能。無線通信速度可以達到 2M（ bps） 。 NRF24L01 無線通信模塊 采用 FSK調(diào)制，內(nèi)部集成 NORDIC 自己的 Enhanced Short Burst協(xié)議。此外還有按鍵和 LED 燈，通過發(fā)射端按鍵發(fā)射數(shù)據(jù)，接收端 LED 燈顯示數(shù)據(jù)。這些優(yōu)點已經(jīng)普遍被認同，所以 無線通信的技術(shù) 的發(fā)展越來越快。 設計背景 近些年來，隨著無線技術(shù)的飛速發(fā)展，人們在日常生活中對于無線設備的需求越來越緊迫，特別是在移動通信，辦公，家庭中應用越來越廣 。 2 第 1章 緒論 本章主要介紹了 本設計的概況，設計背景和主要實現(xiàn)的功能，以及硬件設計思路和 軟件設計思路。因此在畢業(yè)之際，我想用自己所學的嵌入式 知識 和無線通信常識來設計無線發(fā)射和接收的通信系統(tǒng)。目前，政府應該開始積極考慮 3G 牌照發(fā)放和商用問題，把握住這個移動業(yè)界的巨大歷史機遇。由于 3G 技術(shù)的成熟，目前 3G商用網(wǎng)絡部署已經(jīng)在全球范圍內(nèi)啟動。從歐美發(fā)達國家的經(jīng)驗來看，由于其移動話音用戶的普及率高，通過發(fā)展用戶實現(xiàn)增長的模式已成為歷史。因此，在政策上我們應該綜合推進各種無線接入的發(fā)展，推進組網(wǎng)的一體化進程，通過建網(wǎng)的接入手段多元化，實現(xiàn)對不同用戶群體的需求覆蓋，達到市場細分和業(yè)務的多元化，解決移動通信發(fā)展不均衡的狀況。比如 3G 和 WLAN、 UWB等，都可實現(xiàn)互補效應。 無線通信領(lǐng)域各種技術(shù)的互補性日趨鮮明。ATMEGA48 I 目 錄 引 言 ........................................................................................................................................... 1 第 1 章 緒論 ........................................................................................................................... 2 設計概況 .................................................................................................... 2 設計背景 ........................................................................................................... 2 實現(xiàn)的可行性 ................................................................................................... 2 設計思路 .................................................................................................... 2 硬件設計思路 ................................................................................................. 3 軟件設計思路 ................................................................................................. 3 第 2 章 ATMEGA48 單片機介紹 ...................................................................................... 4 ATMEGA48 芯片概述 ..................................................................................... 4 ATMEGA48 芯片的系統(tǒng)構(gòu)成 ............................................................................ 4 ATMEGA48 芯片存儲器的組織 ........................................................................ 4 ATMEGA48芯片 CPU內(nèi)核 .............................................................................. 6 ATMEGA48 結(jié)構(gòu)的方框圖 ................................................................................... 7 寄存器詳述 ..................................................................................................... 7 第 3 章 NRF24L01 無 線模塊特性 ...............................................................................10 NRF24L01 的結(jié)構(gòu)方框圖 ............................................................................ 10 NRF24L01 的引腳功能及其封裝 ................................................................. 10 第 4 章 硬件設 計 ...............................................................................................................12 硬件電路總體設計 .................................................................................... 12 總體設計框圖 ............................................................................................... 12 系統(tǒng)組成模塊 ............................................................................................... 12 ATMEGA48 芯片與 NRF24L01 無線模塊連接電路設計 ................................... 14 SPI 通訊模塊設計 ..................................................................................... 16 SPI概述及典型通訊流程 ............................................................................ 16 SPI工作