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(多图) 射频收发器nRF905及其应用

来源:慧聪网?? 2007年08月09日 ?? 收藏0

  1. 引言

  nRF905是挪威Nordic VLSI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(5×5mm),工作于433/868/915MHz三个ISM(工业、科学和医学)频道,频道之间的转换时间小于650us。nRF905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,不需外加声表滤波器, ShockBurstTM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,内建空闲模式与关机模式,易于实现节能。nRF905适用于无线数据通信、无线报警及安全系统、无线开锁、无线监测、家庭自动化和玩具等诸多领域。

  2. 芯片结构、引脚介绍及工作模式

  2.1芯片结构[1]

  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,曼彻斯特编码/解码由片内硬件完成,无需用户对数据进行曼彻斯特编码,因此使用非常方便。nRF905的详细结构如图1所示。

nRF905的详细结构如图

  2.2引脚介绍

表1:nRF905引脚

nRF905引脚

  2.3工作模式

  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发送模式,两种节能模式分别是关机模式和空闲模式。nRF905的工作模式由TRX_CE、TX_EN和PWR_UP三个引脚决定,详见表2。

nRF905工作模式

  2.3.1ShockBurstTM模式

  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,数据在微控制器中低速处理,但在nRF905中高速发送,因此中间有很长时间的空闲,这很有利于节能。由于nRF905工作于ShockBurstTM模式,因此使用低速的微控制器也能得到很高的射频数据发射速率。在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)和数据准备好(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,当发送过程完成后,数据准备好引脚通知微处理器数据发射完毕。由以上分析可知,nRF905的ShockBurstTM收发模式有利于节约存储器和微控制器资源,同时也减小了编写程序的时间。下面具体详细分析nRF905的发送流程和接收流程。

  2.3.1.1发送流程

  典型的nRF905发送流程分以下几步:

  A. 当微控制器有数据要发送时,通过SPI接口,按时序把接收机的地址和要发送的数据送传给nRF905,SPI接口的速率在通信协议和器件配置时确定;

  B. 微控制器置高TRX_CE和TX_EN,激发nRF905的ShockBurstTM发送模式;

  C. nRF905的ShockBurstTM发送:

  l 射频寄存器自动开启;

  l 数据打包(加字头和CRC校验码);

  l 发送数据包;

  l 当数据发送完成,数据准备好引脚被置高;

  D. AUTO_RETRAN被置高,nRF905不断重发,直到TRX_CE被置低;

  E. 当TRX_CE被置低,nRF905发送过程完成,自动进入空闲模式。

  ShockBurstTM工作模式保证,一旦发送数据的过程开始,无论TRX_EN和TX_EN引脚是高或低,发送过程都会被处理完。只有在前一个数据包被发送完毕,nRF905才能接受下一个发送数据包。

  2.3.1.2接收流程

  A. 当TRX_CE为高、TX_EN为低时,nRF905进入ShockBurstTM接收模式;

  B. 650us后,nRF905不断监测,等待接收数据;

  C. 当nRF905检测到同一频段的载波时,载波检测引脚被置高;

  D. 当接收到一个相匹配的地址,地址匹配引脚被置高;

  E. 当一个正确的数据包接收完毕,nRF905自动移去字头、地址和CRC校验位,然后把数据准备好引脚置高

  F. 微控制器把TRX_CE置低,nRF905进入空闲模式;

  G. 微控制器通过SPI口,以一定的速率把数据移到微控制器内;

  H. 当所有的数据接收完毕,nRF905把数据准备好引脚和地址匹配引脚置低;

  I. nRF905此时可以进入ShockBurstTM接收模式、ShockBurstTM发送模式或关机模式。

  当正在接收一个数据包时,TRX_CE或TX_EN引脚的状态发生改变,nRF905立即把其工作模式改变,数据包则丢失。当微处理器接到地址匹配引脚的信号之后,其就知道nRF905正在接收数据包,其可以决定是让nRF905继续接收该数据包还是进入另一个工作模式。


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射频? 收发器? nRF905?

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