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MSP430和nRF905的无线数传系统设计

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作者：郑州威科姆公司 张晓健; 李伟; 张小雨
摘要:阐述在低功耗应用中，利用MSP430和nRF905组成一种无线数据传输系统的设计方案 。首先对核心芯片的选型和要害使用方法进行简单说明，然后介绍系统硬件和软件的设计，其中着重介绍如何对nRF905进行控制，并给出相关程序源代码 。
要害词:无线数据传输低功耗MSP430nRF905
在非凡环境的数据测控应用中，无线数据传输已经越来越广泛地被运用 。
MSP430 nRF905的组合非凡适合于低功耗、短距离(1OO～200m)、小数据量的无线数传系统 。MSP430CPU在低功耗应用方面有很大优势，nRF905无线收发芯片具有功耗低、控制简单、可自动处理字头和CRC校验的优点，两者结合组成的数传系统可以在很多产品中得到应用 。
1; MSP430简介
MSP430是TI公司新推出的16位系列单片机，在电池供电的低功耗应用中具有独特的优势 。其工作电压在1.8～3．6V之间，正常工作时功耗可控制在2OOμA左右，低功耗模式时可实现2μA甚至O．1μA的低功耗 。MSP430具有非常高的集成度，通常在单个芯片上集成有12位的A／D、比较器、多个定时器、片内USART、看门狗、片内振荡器、大量的I／O端口及大容量的片内存储器，一般单片就可以满足大多数的应用需要 。在低功耗应用中设计程序时，最好采用以下方法：CPU在初始化完成后，处于低功耗工作模式，在有外部事件发生时唤醒进入中断服务程序，完成后重新进入低功耗模式，照此循环往复，可以最大限度地降低功耗 。较差等 。上述问题经过精心设计是可以避免和解决的，所以基于GPRS的设计仍具有无可比拟的优势 。
2; nRF905简介
nRF905是挪威Nordik公司推出的单片射频收发器芯片，工作电压为1．9～3．6V，32引脚QFN封装(5mm×5mm)，工作于433／868／915 MHz 3个ISM频道(可以免费使用) 。nRF905可以自动完成处理字头和CRC(循环冗余码校验)的工作，可由片内硬件自动完成曼彻斯特编码／解码，使用SPI接口与微控制器通信，配置非常方便 。其功耗非常低，以一10 dBm的输出功率发射时电流只有11 mA，在接收模式时电流为12．5 mA 。nRF905传输数据时为非实时方式，即发送端发出数据，接收端收到后先暂存于芯片存储器内，外面的MCU可以在需要时再到芯片中去取 。nRF905一次的数据传输量最多为32 B 。
2.1nRF905的工作模式及设置
nRF905有两种工作模式和两种节能模式，分别为掉电模式、待机模式、ShockBurstTM接收模式和Shock—BurstTM发送模式 。这几种模式由外界CPU通过控制nRF905的3个引脚PWR_UP、TRX_CE和TX_EN的高低电平来决定，如表1所列 。
外界MCU通过SPI总线配置nRF905的内部寄存器，读写数据时必须把其置为待机或掉电模式 。nRF905在待机模式时功耗为40,μA，在掉电模式时功耗为2．5μA 。
2.2nRF905的状态输出
nRF905有3个引脚用于状态输出，分别是：CD(载波检测)、AM(地址匹配)和DR(数据就绪)，均为高电平有效 。nRF905在处于接收模式时，若检测到接收频率段的载波，就置CD为高；接着检测载波数据中的地址字节，若与本身已配置的接收地址相同，则置AM为高；若再检测到接收数据中的CRC校验正确，则存储有效数据字节，置DR为高 。
此外，nRF905还有一个时钟输出引脚uPCLK，供用户选择使用 。通过配置内部寄存器，可改变其频率输出，这一点在调试时很有用 。无线系统至少需要一发一收两个设备，调试时若出现问题很难判定是哪一方的故障 。可以通过修改nRF905的寄存器，用示波器观察uPCLK输出是否变化的方法，来判定其硬件电路和CPU操作nRF905的程序是否正确，从而判定该设备是否工作正常 。

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