基于射頻芯片nRF905的汽車(chē)TPMS系統設計
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3 nRF905的簡(jiǎn)介
無(wú)線(xiàn)收發(fā)芯片nRF905是挪威Nordic公司推出的一款單片無(wú)線(xiàn)收發(fā)一體的芯片。nRF905足一款工作在433／868／915頻段上的單片射頻收發(fā)器，因為所使用的是國際上的ISM 頻段，因此并沒(méi)有所謂的頻段限制。nRF905由完全集成的電源管理、頻率合成器、調制接收器、功率放大器、晶體振蕩器和調節器構成。nRF905具有ShockBurst特點(diǎn)，能夠自動(dòng)處理數據包中的前導碼和CRC校驗碼。通過(guò)SPI接口，可以很容易地對nRF905的配置操作進(jìn)行編程。nRF905的耗電量非常低。在發(fā)射模式下，以-10dBm的輸出功率進(jìn)行發(fā)射耗電最僅為11mA；同樣的功率在接收模式下耗電量為12.5mA。而其POWERDOWN掉電模式下則可以更加省電。
3.1 nRF905的控制模式
nRF905有兩種激活模式和兩種省電模式。
激活模式包括ShockBurst RX接收模式和ShockBurst TX發(fā)射模式。省電模式包括PowerDown andSPI-programming掉電和SPI編程模式和Standby andSPI-programming待機和SPI編程模式。
TRX_CE、TX_EN和PWR的設置決定了模式的控制，具體的控制如表2所列。
3.2 單片機與nRF905的連接
nRF905與外界的通信通過(guò)一個(gè)SPI接口來(lái)進(jìn)行，速率由微控制器設置的接口速度決定。在RX模式中，地址匹配(AM)和數據準備就緒(DR)信號通知MCU一個(gè)有效的地址和數據包已經(jīng)各自接收完成，微控制器即可通過(guò)SPI讀取接收的數據。在TX模式中，無(wú)線(xiàn)通信模塊自動(dòng)產(chǎn)生前導碼和CRC校驗碼，數據準備就緒信號通知MCU數據傳輸已經(jīng)完成。
這里采用的是ATMEL公司生產(chǎn)的與8051完全兼容的AT89S52系列單片機，因為要和模塊進(jìn)行通信，而對模塊的控制郁是通過(guò)nRF905的SPI接口總線(xiàn)來(lái)進(jìn)行的，因為AT89S52沒(méi)有專(zhuān)門(mén)的SPI總線(xiàn)，因此在這里為了和nRF905的無(wú)線(xiàn)模塊通信則采用單片機的I／O端口進(jìn)行軟件編程模擬SPI的時(shí)序來(lái)實(shí)現SPI接口。這里把用來(lái)進(jìn)行模式控制的(TXEN、TRX_CE、PWR)管腳和SPI接口控制的(MISO、MOSI、SCK、CSN)管腳與單片機的P2端口對應相連，狀態(tài)輸出的(AM、DR、CD)管腳與單片機P3端口的2到4位相連，圖2就是單片機與nRF905模塊的簡(jiǎn)單的電路連接。
本文引用地址：http://dyxdggzs.com/article/197616.htm
4 系統的軟件設計
4.1 SPI接口檢驗
因為對nRF905的控制都是通過(guò)內置的SPI總線(xiàn)來(lái)進(jìn)行的，所以在進(jìn)行總的程序設計前必須確保單片機等操作系統能夠通過(guò)I／O口的模擬SPI總線(xiàn)與nRF905內部進(jìn)行通信。因此本系統設計了一個(gè)用來(lái)檢驗SPI接口的程序部分。因為nRF905模塊內部有一個(gè)配置寄存器，可以通過(guò)SPI對其進(jìn)行寫(xiě)數據和讀數據的操作，比較前后結果是否一樣還判斷SPI操作的正確性。
如果通過(guò)程序操作所得到的數組數據與寫(xiě)入的數據完全相同的話(huà)，那么便可以說(shuō)明進(jìn)行此操作的nRF905模塊的SPI接口一切均正常。
4.2 無(wú)線(xiàn)射頻通信的程序設計
這個(gè)系統的重點(diǎn)部分就足無(wú)線(xiàn)射通信部分，當采集得到輪胎的壓力后，是否能夠快速的把數據進(jìn)行傳輸是TPMS系統的是否能正常工作的前提和保證。
無(wú)線(xiàn)射頻通信分為輪胎部位的發(fā)射部分和駕駛室的接收部分。
當nRF905模塊進(jìn)行發(fā)送操作時(shí)，其主控單元(本系統中為單片機)通過(guò)SPI接口把接收節點(diǎn)的地址和有效數據傳送到nRF905模塊。
發(fā)送模式的nRF905模塊內部將完成：
(1) 無(wú)線(xiàn)系統自動(dòng)上電；
(2) 數據包完成(加前導碼和CRC校驗碼)：
(3) 數據包發(fā)送(100kbit／s、GFSK、曼徹斯特編碼)。
為了保持系統通信的可靠性，本系統對nRF905的發(fā)射部分采用無(wú)線(xiàn)數據重發(fā)的工作原理，所以這里將TRX_CE設置為一直為高電平。具體的發(fā)射流程圖如圖3所示。
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