2．4 GHz無(wú)線(xiàn)鼠標鍵盤(pán)接收器的設計
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1．2 MCU部分
MCU的復位電路采用由R108和C105組成的RC積分電路實(shí)現上電復位功能。上電瞬間，由于電容電壓不能突變，所以復位引腳為低電平，然后電容開(kāi)始緩 慢充電，復位引腳電位開(kāi)始升高，最后變?yōu)楦唠娖?，完成芯片的上電復位。HT82K95E微控制器內部還包含一個(gè)低電壓復位電路
(LVR)，用于監視設備的供電電壓。如果設備的供電電壓下降到0．9 V～VLVR的范圍內并且超過(guò)1 ms的時(shí)間，那么LVR就會(huì )自動(dòng)復位設備。
應當注意的是對于該設備的復位電路，還應加1個(gè)二極管1N4148，接法如圖2中的VD100。如果不加此二極管，設備在第一次使用時(shí)能夠正常復位，但在以后的使用卻無(wú)法正常復位，原因是電容中的電荷無(wú)法釋放掉，而該二極管可以通過(guò)整個(gè)電路快速釋放掉電容中的電荷。
由于nRF24L01的數據包處理模式支持與單片機低速通信而無(wú)線(xiàn)部分高速通信，并且nRF24L01內部有3個(gè)不同的RX FIFO寄存器和3個(gè)不同的TX FIFO寄存器，在掉電模式下、待機模式下和數據傳輸的過(guò)程中MCU可以隨時(shí)訪(fǎng)問(wèn)FIFO寄存器。這就允許SPI接口低速傳送數據，并且可以應用于MCU 硬件上沒(méi)有SPI接口的情況下。因此在設計中使用HT82K95E的PA口模擬SPI總線(xiàn)與nRF42L01的SPI接口通信。
1．3 無(wú)線(xiàn)接收部分
無(wú)線(xiàn)接收部分電路圖如圖3所示。由于nRF24L01是工作于2．4 GHz的高頻元件，因此，系統的PCB設計的好壞，直接影響系統的性能。在設計時(shí)，必須考慮到各種電磁干擾，注意調整電阻、電容和電感的位置，特別要注意 電容的位置。nRF24L01模塊的PCB為雙面板，底層不放置任何元件，在地層，頂層的空余地方(除天線(xiàn)襯底之外)都覆上銅，并通過(guò)過(guò)孔與底層的地相 連。本文引用地址：http://dyxdggzs.com/article/187697.htm
2 協(xié)議分析
2．1 nRF24L01無(wú)線(xiàn)通信協(xié)議
2．4 GHz無(wú)線(xiàn)通信協(xié)議分為3層：物理層、數據鏈路層和應用層。物理層包括GFSK調制和解調器、接收和發(fā)送濾波器、射頻合成器、SH接口和電源管理，主要完 成數據的調制解調、編碼解碼、FHSS跳頻擴頻和SPI通信。數據鏈路層主要完成解包和封包過(guò)程。該協(xié)議有2種基本的封包：數據包和應答包。數據包格式如 表1所示。
前導碼用來(lái)檢測0和1，nRF24L01在接收模式下去除前導碼，在發(fā)送模式下加入前導碼。地址內容為接收機地址，地址寬度是3、4或5字節，可以對接收通道和發(fā)送通道分別進(jìn)行配置，接收端從接收到的數據包中自動(dòng)去除地址。
封包控制域的格式如表2所示。數據長(cháng)度標志位只有在動(dòng)態(tài)數據長(cháng)度選項使能時(shí)才有效，6位可以表示傳輸的數據域字節數從0～32字節。標志位用來(lái)檢測接收到 的數據包是新的還是重發(fā)的。自動(dòng)應答標志位表示這個(gè)封包是否需要自動(dòng)應答。封包可以采用1或2字節的CRC校驗。對于應答包來(lái)說(shuō)，數據域是一個(gè)可選項，但 是如果使用該選項的話(huà)應該使能動(dòng)態(tài)數據長(cháng)度特性。應用層按照設計需要可以是鍵盤(pán)和鼠標等HID類(lèi)設備。
這兩種封包在應用層協(xié)議中的用途不同。數據包主要用于傳送發(fā)射端和接收端之間的數據信息，應答包則是在自動(dòng)應答功能選項被使能之后才會(huì )出現的，以便于發(fā)送 端檢測有無(wú)數據丟失。一旦數據丟失，則通過(guò)自動(dòng)重發(fā)功能將丟失的數據恢復。增強型的ShockBurst模式可以同時(shí)控制應答和重發(fā)功能而無(wú)需增加MCU 工作量。
在SCK時(shí)鐘控制下，數據在主從設備間傳輸，而且嚴格地遵守SPI通信的時(shí)序。作為接收端(PRX)，nRF24L01通過(guò)2．4 GHz無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)與發(fā)射端(PTX)進(jìn)行數據交換。收發(fā)器接收到數據后，通過(guò)中斷nIRQ通知MCU已接收到數據，可以進(jìn)行讀入操作，然后MCU通過(guò) MISO數據傳輸線(xiàn)讀入數據。nRF24L01在接收到數據之后，會(huì )自動(dòng)切換到發(fā)送模式發(fā)送應答信號給發(fā)射端(PIX)，這樣就完成了一次數據傳輸過(guò)程。
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