【正文】 免許可證使用；(2)、最高工作速率 50kbps，高效 GFSK 調(diào)制，抗干擾能力強(qiáng)，特別適合工業(yè)控制場合； (3)、125 頻道，滿足多點(diǎn)通信和跳頻通信需要；(4)、內(nèi)置硬件 CRC 檢錯和點(diǎn)對多點(diǎn)通信地址控制；(5)、低功耗 工作，待機(jī)模式下狀態(tài)僅為 ； (6)、收發(fā)模式切換時間 650us；(7)、模塊可軟件設(shè)地址，只有收到本機(jī)地址時才會輸出數(shù)據(jù)，可直接接各種單片機(jī)使用，軟件編程非常方便；(8)、TX Mode: 在+10dBm 情況下，電流為 30mA。無線傳輸模塊接口電路管腳說明nRF905管腳圖，如圖37所示。表31 nRF905的管腳說明圖管腳名稱管腳功能說明1VCC電源電源+~ DC2TX_EN數(shù)字輸入TX_EN= 1 TX 模式 TX_EN= 0 RX 模式3TRX_CE數(shù)字輸入使能芯片發(fā)射或接收4PWR_UP數(shù)字輸入芯片上電5uCLK時鐘輸出本模塊該腳廢棄不用，向后兼容6CD數(shù)字輸出載波檢測7AM數(shù)字輸出地址匹配8DR數(shù)字輸出接收或發(fā)射數(shù)據(jù)完成9MISOSPI 接口SPI 輸出10MOSISPI 接口SPI 輸入11SCKSPI 時鐘SPI 時鐘12CSNSPI 使能SPI 使能13GND地接地14GND地接地VCC 腳接電壓范圍為 ~ 之間，不能在這個區(qū)間之外，超過 將會燒毀模塊，該系統(tǒng)采用+。 無線傳輸模塊與單片機(jī)的接口設(shè)計無線傳輸模塊與單片機(jī)的接口的連接的對應(yīng)關(guān)系，如表32所示。圖38 無線傳輸模塊nRF905設(shè)計圖 按鍵選擇模塊設(shè)計上位機(jī)與下位機(jī)均采用了開關(guān)，下位機(jī)用的是六腳鎖存開關(guān)，上位機(jī)采用的是四腳按鈕開關(guān)。其具體的連接圖，如圖39所示。 顯示模塊設(shè)計本系統(tǒng)采用動態(tài)顯示，數(shù)碼管為四位一體共陰，7407驅(qū)動數(shù)碼管位選端，P0口接上拉電阻驅(qū)動數(shù)碼管的段選端。而各位數(shù)碼管的共陰極由STC89C52的P2口控制，來實現(xiàn)4位數(shù)碼管的位輸出控制。這樣，對于一組數(shù)碼管動態(tài)掃描顯示需要由兩組信號來控制：一組是字段輸出口輸出的字形代碼，用來控制顯示的字形，稱為段碼；另一組是位輸出口輸出的控制信號，用來選擇第幾位數(shù)碼管工作，稱為位碼。因此，在同一時刻如果各位數(shù)碼管的位選線都處于選通狀態(tài)的話，8位數(shù)碼管將顯示相同的字符。即在某一時刻，只讓某一位的位選線處于導(dǎo)通狀態(tài)，而其它各位的位選線處于關(guān)閉狀態(tài)。這樣在同一時刻，只有選通的那一位顯示出字符，而其它各位則是熄滅的，如此循環(huán)下去，就可以使各位數(shù)碼管顯示出將要顯示的字符。顯示部分的設(shè)計圖數(shù)碼管的段選信號由P0口控制。由于P0口是開漏輸出的，當(dāng)輸出0時為低電平，但輸出1時卻是懸空的，所以必須接上拉電阻，使其輸出為高電平。顯示部分的設(shè)計圖，如圖310所示。表33 顯示字符碼的編碼表字符碼字型碼字符碼字型碼0EDH0.FDH128H1.38H2CBH2.DBH3ABH3.BBH42EH4.3EH5A7H5.B7H6E7H6.F7H729H7.39H8EFH8.FFH9AFH9.BFHR6FHH6EHCC5H 報警電路模塊設(shè)計報警電路要達(dá)到的功能是，當(dāng)下位機(jī)測量得到的數(shù)據(jù)傳輸給上位機(jī)后，上位機(jī)將接收到的數(shù)據(jù)與限定值相比較，如不在范圍內(nèi)，就發(fā)出警報。蜂鳴器主要分為壓電式蜂鳴器和電磁式蜂鳴器兩種類型。多諧振蕩器由晶體管或集成電路構(gòu)成。由于蜂鳴器的工作電流一般比較大，以致于單片機(jī)的I/O 口是無法直接驅(qū)動的，所以要利用放大電路來驅(qū)動，本系統(tǒng)使用PNP型三極管來放大電流。計算公式為：R=(UUF)/IF (32)式中UF為發(fā)光二極管的工作電壓，IF為工作電流。三極管發(fā)射極電流IE=IB+IC (33)IC/IB (34)其中IB為基極電流，IC為集電極電流，IB較小，變化也較小，但會引起IC的較大變化，這就是三極管的放大原理，蜂鳴器驅(qū)動也正是利用此原理。為了區(qū)分溫度超值還是濕度超值，所以需要兩個發(fā)光二極管來區(qū)分，若紅燈亮則溫度超值，綠燈亮濕度超值。報警模塊的具體設(shè)計圖，如圖311所示。軟件設(shè)計分為兩個部分，上位機(jī)軟件設(shè)計和下位機(jī)軟件設(shè)計。 上位機(jī)的設(shè)計 上位機(jī)的設(shè)計思路當(dāng)需要1號下位機(jī)將測量數(shù)據(jù)傳送過來時，就按下主機(jī)的KEY1鍵，單片機(jī)就發(fā)送命令給主機(jī)的無線模塊nRF905，通過下位機(jī)的無線模塊nRF905把命令發(fā)送給1號下位機(jī)，然后將主機(jī)的無線模塊nRF905轉(zhuǎn)換成接收模式，一直檢測1號下位機(jī)是否發(fā)送數(shù)據(jù)來，若主機(jī)接收到數(shù)據(jù)，就將數(shù)據(jù)與設(shè)定的范圍比較，如果超過范圍就啟動警報，并顯示傳輸過來的數(shù)據(jù)和1號監(jiān)測節(jié)點(diǎn)號，直到有鍵按下，判斷KEY1鍵還是KEY2鍵，重復(fù)以上步驟。 上位機(jī)的設(shè)計流程上位機(jī)程序的流程圖，如圖41所示。DR=1以后，關(guān)閉芯片接受和發(fā)送的使能端，讀取接收到的數(shù)據(jù)。然后點(diǎn)亮紅色發(fā)光二極管LED3，表明是1號下位機(jī)傳送來的信息。第五步：發(fā)送命令給2號下位機(jī)，發(fā)送完成后，等待2號下位機(jī)將溫濕度信息值發(fā)送給上位機(jī)，通過DR引腳來判斷，如果接收到，則DR=1，否則就一直等待接收。并判斷是否在給定的范圍內(nèi)，如果溫度超值則點(diǎn)亮紅色發(fā)光二極管LED1并驅(qū)動蜂鳴器，如果濕度超值則點(diǎn)亮綠色發(fā)光二極管LED2并驅(qū)動蜂鳴器，如果都沒有超值，則不驅(qū)動報警模塊。如果KEY1和KEY2都為1，則顯示2號下位機(jī)發(fā)送來的溫濕度信息值，如果KEY2=0，則重復(fù)第五步，如果KEY1=0，則第五步結(jié)束，進(jìn)入第四步。 活動模式 ：ShockBurst RX 和ShockBurst TX。nRF905 工作模式由TRX_CE、TX_EN、PWR_UP 的設(shè)置來設(shè)定，如表41所示。ShockBurstTM收發(fā)模式下，使用片內(nèi)的先入先出堆棧區(qū)，數(shù)據(jù)低速從微控制器送入，但高速發(fā)射，這樣可以盡量節(jié)能，因此，使用低速的微控制器也能得到很高的射頻數(shù)據(jù)發(fā)射速率。ShockBurstTM技術(shù)同時也減小了整個系統(tǒng)的平均工作電流。在接收數(shù)據(jù)時，自動把字頭和CRC校驗碼移去。具體的發(fā)送和接受流程如下。ShockBurstTM工作模式保證，一旦發(fā)送數(shù)據(jù)的過程開始，無論 TRX_EN和TX_EN引腳是高或低，發(fā)送過程都會被處理完。(2)、ShockBurst RX接收流程：1). 當(dāng)TRX_CE為高、TX_EN為低時，RF905進(jìn)入ShockBurstTM接收模式；2). 650us后，RF905不斷監(jiān)測，等待接收數(shù)據(jù)；3). 當(dāng)RF905檢測到同一頻段的載波時，載波檢測引腳被置高；4). 當(dāng)接收到一個相匹配的地址，AM引腳被置高；5). 當(dāng)一個正確的數(shù)據(jù)包接收完畢，RF905自動移去字頭、地址和CRC校驗位，然后把DR引腳置高；6). 微控制器把TRX_CE置低，nRF905進(jìn)入空閑模式；7). 微控制器通過SPI口，以一定的速率把數(shù)據(jù)移到微控制器內(nèi)；8). 當(dāng)所有的數(shù)據(jù)接收完畢，nRF905把 DR 引腳和 AM 引腳置低；9). nRF905此時可以進(jìn)入ShockBurstTM接收模式、ShockBurstTM發(fā)送模式或關(guān)機(jī)模式。當(dāng)微處理器接到AM引腳的信號之后，其就知道RF905正在接收數(shù)據(jù)包，其可以決定是讓RF905繼續(xù)接收該數(shù)據(jù)包還是進(jìn)入另一個工作模式。SIP接口的工作方式可通過SPI指令進(jìn)行設(shè)置。(1)、SPI接口寄存器配置SPI接口由狀態(tài)寄存器、射頻配置寄存器、發(fā)送地址寄存器、發(fā)送數(shù)據(jù)寄存器和接收數(shù)據(jù)寄存器 5個寄存器組成。(2)、SPI指令設(shè)置當(dāng)CSN為低時, SPI接口開始等待一條指令。用于SPI接口的有用命令如表42所示。圖42 SPI 讀操作圖43 SPI 寫操作從圖中可看出，CSN在低電平是有效，CSK在下降沿時有效，具體命令的設(shè)置必須在CSN和CSK有效的情況下實施。表43 nRF905配置信息說明表參數(shù)位寬說明CH_NO9同HFREQ_PLL 一起設(shè)置中心頻率默認(rèn)值=001101100b=180d FRF=+ CH_NOd/10 *(1+ HFREQ_PLLd)MHZHFREQ_ PLL1設(shè)置PLL 在433 或868/915MHZ 模式默認(rèn)值=0 0 器件工作在433MH頻段1 器件工作在868/915MHZ 頻段PA_PWR2輸出功率默認(rèn)值=00 00 10dBm 01 2dBm 10 +6dBm 11 +10dBm RX_RED_ PWR1 靈敏度降低默認(rèn)值=0 0 正常模式 1 低功耗模式AUTO_RETRAN1重發(fā)數(shù)據(jù)如果TX 寄存器的TRX_CE 和TX_EN 被設(shè)置為高默認(rèn)值=0 0不重發(fā)數(shù)據(jù)1 重發(fā)數(shù)據(jù)包RX_AWF3RX 地址寬度默認(rèn)值=100 001 1 字節(jié)RX 地址寬度 100 4 字節(jié)RX 地址寬度TX_AWF3TX 地址寬度默認(rèn)值=100 001 1 字節(jié)TX 地址寬度 100 4 字節(jié)TX地址寬度RX_PW6RX 接收有效數(shù)據(jù)寬度默認(rèn)值=100000 000001 1 字節(jié)RX 有效數(shù)據(jù)寬度000010 2 字節(jié)RX 有效數(shù)據(jù)寬度100000 32 字節(jié)RX 有效數(shù)據(jù)寬度TX_PW6TX 有效數(shù)據(jù)寬度默認(rèn)值=100000 000001 1 字節(jié)TX 有效數(shù)據(jù)寬度 000010 2 字節(jié)TX 有效數(shù)據(jù)寬度 100000 32 字節(jié)TX 有效數(shù)據(jù)寬 RX_ ADDRESS32RX地址使用字節(jié)依賴于RX_AFW 默認(rèn)值=E7E7E7E7hUP_CLK_FREQ2輸出時鐘頻率默認(rèn)值=11 00 4MHZ 01 2MHZ 10 1MHZ 11 500KHZ UP_CLK_EN1輸出時鐘使能默認(rèn)值=1 0 沒有外部時鐘1 外部時鐘信號使能 XOF3晶體振蕩器頻率必須依據(jù)外部晶體的標(biāo)稱頻率設(shè)置默認(rèn)值=100 000 4MHZ 001 8MHZ 010 12MHZ 011 16MHZ 100 20MHZCRC_EN1CRC 校驗允許默認(rèn)值=1 0 不允許1 允許CRC_ MODE1CRC 模式默認(rèn)值=1 0 8 位CRC 校驗位1 16 位CRC 校驗位 (5)、配置寄存器內(nèi)容配置寄存器有十個字節(jié)需要設(shè)置，如表44所示。參考設(shè)置： Operating frequency HFREQ_PLL CH_NO MHz [0] [001001100] MHz [0] [001101011] MHz [0] [001101100] MHz [0] [001111011] MHz [1] [001010110] MHz [1] [001110101] MHz [1] [001110110] MHz [1] [001111101] MHz [1] [100011111] MHz [1] [100100000] MHz [1] [110011111] 載波頻率的計算公式：f =(+( CH_NO/10))*(1+ HFREQ_PLL) (41)字節(jié) 1： [0] CH_NO [8] ：參見字節(jié) 0 [1] HFREQ_PLL ： 0 器件工作在 433MHZ 頻段 1 期間工作在 868/915MHZ 頻段 [3:2] PA_PWR ： 輸出功率 00 10dBm （默認(rèn)） 01 2dBm10 +6dBm 11 +10dBm [4] RX_RED_PWR ： 降低接收模式電流消耗至 ，靈敏度降低。 0 不重發(fā)數(shù)據(jù)包 （默認(rèn)） 1 自動重發(fā)數(shù)據(jù)包 [7:6] 保留字節(jié) 2 [2:0] RX_AWF [2:0] ： RX 地址寬度 001 1 字節(jié) RX 地址寬度 （默認(rèn)） 100 4 字節(jié) RX 地址寬度 [3] 保留 [6:4] TX_AWF [2:0] ： TX 地址寬度 001 1 字節(jié) TX 地址寬度 100