基于单片机的无线遥控设计资料

TX与RX之间的切换当从RX切换到TX模式时，数据输入脚(DIN)必须保持为高时，数据输出脚(DOUT)要至少3ms以后有数据输出。从待机模式到接收模式，当PWR_UP输入设成1时，经过tSR时间后，DOUT脚输出数据才有效。对nRF401来说，tST最长的时间是3ms。从加电到发射模式过程中，为了避免开机时产生干扰和辐射，在上电过程中TXEN的输入脚必须保持为低，以便于频率合成器进入稳定工作状态。当由上电进入发射模式时，TXEN必须保持1ms以后才可以往从上电到接收模式过程中，芯片将不会接收数据，DOUT也不会有数据输出，直到电压稳定达到2.7V以上，并且至少保持5ms。如果采用外部振荡器，这个时间可以缩短到3ms。在实际应用中，微控制器采用Atmel公司的AT89C52,分别用单片接口芯片采用美信公司的RS232转换芯片MAX3316,完成单片机和计算机RS232接口的电平转换及数据发送、接收、请求、清除功能。在nRF401芯片使用时，设定好工作频率，进入正常工作状态后，通过单片机根据需要进行收发转换控制，发送/接收数据或进行状态转换。在设计程序时，要注意各状态转换的时延。nRF401的通讯速率最高为20kbit/s,发送数据之前需将电路置于发射模式；接收模式转换为发射模式的转换时间至少为1ms;可以发送任意长度的数据；发射模式转换为接收模式的转换时间至少为3ms。在待机模式时，电路进入待机状态，电路不接收和发射数据。待机模式转换为4ms;待机模式转换为接收模式的转换时间至少为5.0ms。这里给出系统和程序的工作流程图nRF905是挪威NordicVLSI公司推出的单片射频收发器，工作电压为1.9～3.6V,32引脚QFN封装(5由频率合成器、接收解调器、功率放大器、晶体振荡器和调制器组成，不需外加工作模式，自动处理字头和CRC(循环冗余码校验),使用SPI接口与微控制器通信，配置非常方便。此外，其功耗非常低，以-10dBm的输出功率发射时电流只有11mA,工作于接收模式时的电流为12.5mA,内建空2.芯片结构、引脚介绍及工作模式nRF905片内集成了电源管理、晶体振荡器、低噪声放大器、频率合成器功率放大器等模块，曼彻斯特编1所示。引脚引脚功能123时钟输出4电源电深正端5电源电源地6数字输出载波检测7颜字输出8教字输出9电源电源地SPI输出SPI输出晶振输入引脚1模拟输出晶振输出引脚2电源电源地电源电源正端电源电深地天线接口1DVDD_1V2低电压正颜字输出nRF905有两种工作模式和两种节能模式。两种工作模式分别是ShockBurstTM接收模式和ShockBurstTM三个引脚决定，详见表2。0XX10X110111与射频数据包有关的高速信号处理都在nRF905片内进行，数据速率由微控制器配置的SPI接口决定，ShockBurstTM接收模式下，当一个包含正确地址和数据的数据包被接收到后，地址匹配(AM)和数据好(DR)两引脚通知微控制器。在ShockBurstTM发送模式，nRF905自动产生字头和CRC校验码，当发送2发送数据包；表3:射频配置寄存器H功率放大器TX寄存器RX寄存器曼彻斯特编码/解码电源管理I射频寄存器的各位的长度是固定的。然而，在ShockBurstTM收发过程中，TX_PAYLOAD、RX_PAYLOAD、寄存器中的内容保持不变。2.8应用电路中中一v计业j229pD正H名称位宽91使PLL工作于433或868/915MHz(默认值为0)0’-工作于433MHz频段；1'-工作于868/915MHz频段2输出功率(默认值为00),1灵敏度也降低1自动重发位，只有当TRX_CE和TXEN为高时才有效3接收地址宽度(默认值为100),001'-1byteRX地址；‘100’3发送地址宽度(默认值为100),001'-lbyteTX地址；‘100'-46发送数据宽度(默认值为100000)000001'-1byte发送数据宽度；000010'-2byte发送数据宽度；100000'-32byte发送数据宽度6接收数据宽度(默认值为100000)000001'-1byte接收数据宽度；000010'-2byte接收数据宽度；100000'-32byte接收数据宽度发送地址标识(默认值为E7E7E7E7)2输出时钟频率(默认值为11)00’-4MHz;‘01'-2MHz;‘10'-1MHz13000’-4MHz;001'-8MHz;‘1引脚名称引脚功能描述1数字输入使nRF2401工作于接收或发送状态2数字输出频道2接收数据准备好3频道2接收数据时钟输入输出4数字输出频道2接收数据5数字输入配置模式的片选端6数字输出频道1接收数据准备好7频道1接收数据时钟输入输出8频道1接收发送数据端9电源电源的正数字输出电源电源地模拟输出晶振1模拟输入晶振2电源输出给功率放大器提供1.8V的电压天线天线接口1天线天线接口2时钟低躁声放大器图1nRF2401功能模块3.2芯片结构作模式工nRF2401有工作模式有四种：收发模式、配置模式、空闲模式和关机模式。nRF2401的工作模式由PWR_UP、CE、TX_EN和CS三个引脚决定，详见表1101011000XX3.3收发模式C.微控制器把CE置低，激发nRF2401进行ShockD.这头必须是8位；ur1保留88618或16位CRC1常用用器件配置1113晶抵频率2701AVDDAVDDnDR1WDD_PAkMO图2nRF2401应用电路作之一，在PCB设计时，必须考虑到各种电磁干扰，注意调整电阻、电容和电感的位置，特别要注意电容的nRF2401的PCB一般都是双层板，底层一般不放置元件，为地层，顶层的空余地方一般都敷上铜，这些容隔开，这样有利于给nRF2401提供稳定的电源。在PCB中，尽量多打一些通孔，使顶层和底层的地能够充nRF401工作速率最高达20Kbit/s应用时偏低。接口芯片采用美信公司的RS232转换芯片MAX3316,完成单片机和计算机RS232接口的电平转换及数据发送、接收、请求、清除功能。在nRF401芯片使用时，设定好工作频率，进入正常工作状态后，通过单片机根据需要进行收发转换控制，发送/接收数据或进行状态转换。在设计程序时，要注意各状态转换的时延。通信协议的设计nRF401是程序繁杂难以在短时间内调试好。平时大多数情况下应处于关闭状态，由于无线部分硬件上是不具备自动唤醒功能的可以发送任意长度的数据；发射模式转换为接收模式的转换时间至少为3ms。在待机模式时，电路进入待机状态，电路不接收和发射数据。待机模式转换为发射模式的转换时间至少为4ms;待机模式转换为接收模式的转传输距离可达100-200米。nRF2401的灵敏度为-90dBm,工作电压为1.9V～3.3,工作温度范围为一40~C.微控制器把CE置低，激发nRF2401进行ShockBurs3高速发射数据包；G.所有数据移完，nRF2401把DR1置低，此时，如果CE为高，则等待下一个数据包，如果CE为低，开始接口引脚为CE、DATAA.当微控制器有数据要发送时，把CE置高；C.所有的射频协议必须在微控制器程序中进行处理(包括字头、地址和CRC校验码)。接口引脚为CE、CLK1和DATAD.这头必须是8位；E.DR引脚没用上，所有的地址和CRC校验必须在微控制器内部进行。nRF2401通过ShockBurstTM收发模式进行无线数据发送，收发可靠度高。总结：nRF401电路焊接多、程序繁杂，调试不好实现，发送频率低，频道转换时间长，容易丢数据包，出射频寄存器自动开启；数据打包(加字头和CRC校验码);发送数据包；当数据发送完成，数据准备好引脚被置的所有优越性的无线数字收发性能，且使我们的系统调试更加快速。也是与整个系统匹接发送模式和直接接收模式是优于其它模块的特色。所以最终选择nRF2401。结果也证明了nRF2401确实是实现无线数字收发的可靠选择。1、硬件控制系统PS/2电脑键盘因为整个系统需要控制的键许多。十六个通道，两个电机控制，发送数据等控制键很多，所以不用单键及小键盘，通过键盘编码传给89S52单片机，然后89S52与89C2051经过Max232实现单片机与单片机串行通Male公的Female母的5脚DIN(AT/XT)1-时钟2-数据3-未用，保留(Plug)插头(Socket)插座Male公的Femate母的电子4-数据2-未用，保留3-电源地(P1ug)插头(Socket)插座5-时钟6-未用，保留图1PS/2接口的mini-DIN连接器2、微控制系统单片机之间实现串行通信22o4o78678999o19oo0078选择89S52是因为它可通过Max232与电脑通信可观测单片机发送的数据，可以对设计串行通信发送的数据分析和改进程序。就是因为89S52这些功能才使整个系统可以应用PS/2电脑键盘。利用两个单片机是因为两个CPU可以提高工作效率。另外NRF2401的工作电压小于单片机的工作电压而89C2051可低电压工作。所以用89C2051实现微控制对NRF2401控制及传送数据。同时也降低了功耗，串行通信的程序中有校验程序，从而避免了错码，使NRF2401发送的数据完全正确。只有无错码才能达到无线遥控的操作正确，这样才能提高整个系统的性能。1234567C1-46言172C2-351FFkkLpr22mH22mH银F122利用89C2051对NRF2401传送数据和对NRF2401寄存器配置，以及对NRF2401的控制。从而实现无线数字发射4、无线数字接受系统与无线数字发射系统相似用NRF2401接受数据包传给89C2051,再由89C2051与89S52串行通信传递数据，经89S52解码后选择相应通道。显示显示工作单片机5通道显示系统显示用大型号发光二极管显示。6摄相头采集系统89S52控制信号摄相头采集大电视监控图像显示电视监控图像显示发射NRF2401数字收发模块键盘89S52单片机串行口通信8时钟显示系统无论工作在什么地方都需要有时间显示，在本系统中电子钟是本系统的辅助单元。可以使整个大的系统更有合理的应用价值。为操作者提供舒适环境。本系统用单片机控制，七位共阳极数码管显示有74LS04,74LS07进行驱动，且可调时等功能。9收电视监控图像显示发射键盘片机通信NRF2401接受部分接收NRF2401数字收发