1 引 言
跟着核算机、通讯和无线技能的逐渐交融，在传统的有线通讯的基础上，无线通讯技能应运而生，他具有便利、便利、可移动和安全等优势，所以广泛运用到遥控玩具、轿车电子、环境监测和电气主动化等。
在一些特别运用场合中，单片机与上位机之间通讯不再选用有线的数据传输，例如选用有线的串、并行总线、I2C和CAN总线等，而是需求无线数据传输，本文介绍了依据nRF905无线收发模块的有用单片机无线传输体系的规划。
2 无线收发模块nRF905
nRF905是挪威Nordic VLSI公司推出的单片射频收发器，作业电压为1.9～3.6 V，32引脚QFN封装(5×5 mm)，作业于433／868／915 MHz三个ISM(工业、科学和医学)频道，频道之间的转化时刻小于650μs。nRF905由频率组成器、接纳解调器、功率放大器、晶体振荡器和调制器组成，不需外加声表滤波器，ShockBurstTM作业形式，主动处理字头和CRC(循环冗余码校验)，运用SPI接口与微操控器通讯，装备十分便利。此外，其功耗十分低，以-10 dBm的输出功率发射时电流只要11 mA，作业于接纳形式时的电流为12.5 mA，内建闲暇形式与关机形式，易于完结节能。nRF905适用于无线数据通讯、无线报警及安全体系、无线*、无线监测、家庭主动化和玩具等许多范畴。
3 芯片结构及作业形式
nRF905片内集成了电源办理、晶体振荡器、低噪声放大器、频率组成器、功率放大器等模块，曼彻斯特编码／解码由片内硬件完结，无需用户对数据进行曼彻斯特编码，因而运用十分便利。
nRF905有两种作业形式和两种节能形式。两种作业形式别离是ShockBurstTM接纳形式和ShockBurstTM发送形式，两种节能形式别离是关机形式和闲暇形式。nRF905的作业形式由TRX_CE，TX_EN和PWR_UP三个引脚决议，详见表1。
： 与射频数据包有关的高速信号处理都在nRF905片内进行，数据速率由微操控器装备的SPI接口决议，数据在微操控器中低速处理，但在nRF905中高速发送，因而中心有很长时刻的闲暇，有利于节能。由于nRF905作业于ShockBurstTM形式，因而运用低速的微操控器也能得到很高的射频数据发射速率。在ShockBurstTM接纳形式下，当一个包含正确地址和数据的数据包被接纳到后，地址匹配(AM)和数据准备好(DR)两引脚告诉微操控器。在ShockBurstTM发送形式，nRF905主动发生字头和CRC校验码，当发送进程完结后，数据准备好引脚告诉微处理器数据发射结束。由以上剖析可知，nRF905的ShockBurstTM收发形式有利于节省存储器和微操控器资源，一起也减小了编写程序的时刻。
4 器材装备
一切装备字都是经过SPI接口送给nRF905，SIP接口的作业方式可经过SPI指令进行设置，当nRF905处于闲暇形式或关机形式时，SPI接口能够坚持在作业情况。
(1)SPI接口装备
SPI接口由情况寄存器、射频装备寄存器、发送地址寄存器、发送数据寄存器和接纳数据寄存器5个寄存器组成。
(2)射频装备
设CH_NO中的值为a，HFREQ_PLL中的值为b，则nRF905的作业频率由公式：
所决议。若nRF905的作业频率取433.20 MHz，则口a=108，b=0。
射频寄存器的各位的长度是固定的。但是，在Shock-BurstTM收发进程中，TX_PAYLOAD，RX_PAYLOAD，TX_ADDRESS和RX_ADDRESS 4个寄存器运用字节数由装备字决议。nRF905进入关机形式或闲暇形式时，寄存器中的内容坚持不变。
5 电路规划
nRF905在运用中，依据不同需求，其电路图不尽相同，图1所示为其运用原理图，该电路天线部分运用的是50 Ω单端天线。在nRF905的电路板规划中，也能够运用环形天线，把天线布在PCB板上，这可减小体系的体积。更详细的规划可参阅nRF905的芯片手册。
nRF905经过SPI接口和微操控器进行数据传送，经过ShockBurstTM收发形式进行无线数据发送，收发牢靠，运用便利，在工业操控、消费电子等各个范畴都具有宽广的运用远景。
6 程序流程
体系选用了一种运用最广泛的单片机AT89S52为数据处理部分。详细的读、发程序流程如图2，图3所示。
7 装备程序
关于射频芯片nRF905的寄存器操作是个很要害的问题。由于选用了SPI协议，在装备寄存器进程运用指令及Pl中模仿时钟上升沿时，很简略呈现移错位及时钟上升沿无效的情况。SPI接口有4个信号线：MOSI，MISO，SCK，CSN，别离为输入线、输出线、时钟线、装备使能线。SPI的通讯时序如图4所示。
8 体系的参数丈量
无线通讯在自由空间中传达间隔的核算方法：所谓自由空间传达系指天线周围为无限大真空时的电波传达，他是抱负传达条件。电波在自由空间传达时，其能量既不会被障碍物所吸收，也不会发生反射或散射。
通讯间隔与发射功率、接纳灵敏度和作业频率有关：
式中Lfs(单位：dB)为传输损耗，d(单位：km)为传输间隔，频率f的单位以MHz核算。由上式可见，自由空间中电波传达损耗(亦称衰减)只与作业频率f和传达间隔d有关，当f或d增大一倍时，[Lfs]将别离添加6 dB。
下面的公式阐明在自由空间下电波传达的损耗：
Los是传达损耗，单位为dB；d是间隔，单位是km；f是作业频率，单位是MHz。
本体系的无线收发模块nRF905挑选作业在榜首频道为433.2 MHz，发射功率为+10 dBm(10 mW)，接纳灵敏度为-105 dBm的体系在自由空间的传达间隔：
(1)由发射功率+10 dBm，接纳灵敏度为-105 dBm：
Los=115 dB
(2)由Los，f核算得出：
d=31 km
这是抱负情况下的传输间隔，实践的运用中会低于该值，这是由于无线通讯要遭到各种外界要素的影响，如大气、阻挠物、多径等形成的损耗，将上述损耗的参阅值计入上式中，即可核算出近似通讯间隔。
假定大气、遮挡等形成的损耗为25 dB，能够核算得出通讯间隔为：
d=1.7 km=1 700 m
9 影响无线通讯间隔的主要要素
图5是一个无线通讯体系的信道模型，在作业频率固定的前提下，影响作业间隔的主要要素包含发射功率、发射天线增益、传达损耗、接纳天线增益、接纳机灵敏度等，经过加大发射功率，进步天线增益，进步接纳机灵敏度均起到提高通信间隔的效果，在影响无线通讯间隔的以上几个要素中，作为规划者能够操控的要素有：接纳灵敏度、RX一天线增益、发射输出功率。不能操控的要素是由无线电波的特色所决议的，主要有：传输损耗、途径损耗、多径损耗、周围环境的吸收。
在规划者能够操控的要素中，接纳灵敏度、天线增益、发射功率都是能够作为进步通讯间隔的手法。
无线传输体系具有体积小、抗干扰能力强、数据安全牢靠、无需布线、保护便利等长处，将会在各范畴中带来广泛的商场。本体系结构简略，但这并没有影响体系的功能和用处。他可运用到遥控、遥测、轿车电子、安全防火、生物信号收集、环境监测和电气主动化等范畴。
