基于MSP430和NRF2401的WSN節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)
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1．2 無(wú)線傳輸單元
本系統(tǒng)采用2．4GHz無(wú)線單片收發(fā)芯片nRF2401，它具有體積小、功耗低，外設(shè)少的特點(diǎn)，非常適合于無(wú)線傳輸應(yīng)用系統(tǒng)。nRF2401可以由SPI接口與微處理器連接，通過(guò)這個(gè)接口完成設(shè)置和收發(fā)數(shù)據(jù)工作。許多單片機(jī)都集成了SPI控制器，例如MSP430，可以非常方便地通過(guò)軟件設(shè)置最多40bit地址，只有收到本機(jī)地址時(shí)才會(huì)輸出數(shù)據(jù)(提供一個(gè)中斷指示)，并且支持點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)的操作，編程很方便。nRF2401與單片機(jī)采用SPI接口連接，原理圖如圖3所示。SPI總線接口技術(shù)是一種高速、高效率的串行接口技術(shù)，主要用于擴(kuò)展外設(shè)和進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。本文引用地址：http://butianyuan.cn/article/163445.htm
2 軟件設(shè)計(jì)
軟件開(kāi)發(fā)以IAR Workbench V3．1為平臺(tái)，采用C語(yǔ)言編寫(xiě)，軟件編程的基本思路是：先對(duì)SPI、nRF2401控制端口初始化；使能SPI、UART端口，使能ADC，對(duì)nRF2401芯片初始化；開(kāi)啟接收機(jī)后，就可以運(yùn)行任務(wù)程序了，以實(shí)現(xiàn)接收或發(fā)送數(shù)據(jù)，對(duì)nRF2401操作流程如下：
nRF2401有4種工作模式：收發(fā)模式、配置模式、空閑模式和關(guān)機(jī)模式。nRF2401的工作模式由PWR_UP、CE、TX_EN和CS三個(gè)引腳決定。對(duì)nRF2401的操作主要是配置其工作方式和讀寫(xiě)數(shù)據(jù)，所有配置命令字和數(shù)據(jù)都是通過(guò)同步串行口的CLK和DATA兩個(gè)引腳完成的。要將nRF2401設(shè)置于ShockBurstTM方式，首先使PWR_UP引腳為高電平，CE引腳為低電平。配置字從最高位開(kāi)始，依次送入nRF2401，CLK下降沿鎖定數(shù)據(jù)。配置命令字發(fā)送完后，在CS的下降沿按新配置字的設(shè)置開(kāi)始工作。使用nRF2401進(jìn)行發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，采用以下的步驟：1)CE置高，使nRF2401開(kāi)始工作；2)逐位寫(xiě)入接收機(jī)的地址；3)逐位寫(xiě)入要傳送的數(shù)據(jù)；4)CE置低，激發(fā)nRF2401進(jìn)行ShockBurstTM發(fā)射。nRF2401的ShockBurstTM發(fā)射過(guò)程是：給射頻前端供電，射頻數(shù)據(jù)打包(加字頭、CRC校驗(yàn)碼)，高速發(fā)射數(shù)據(jù)包，發(fā)射完成，nRF2401進(jìn)入空閑狀態(tài)。nRF2401的接口模塊引腳包括CE、DR1、CLK1和DATA(接收通道1)，接收端依照以下流程進(jìn)行數(shù)的接收：1)配置本機(jī)地址和即將接收的數(shù)據(jù)包大?。?)進(jìn)入接收狀態(tài)，CE置高；3)200μs后，nRF2401進(jìn)入監(jiān)視狀態(tài)，等待數(shù)據(jù)包的到來(lái)；4)當(dāng)接收到正確的數(shù)據(jù)包時(shí)，nRF2401自動(dòng)除去字頭、地址和CRC；5)nRF2401通過(guò)把DR1(可用作中斷信號(hào))置高來(lái)通知微控制器；6)微控制器把數(shù)據(jù)從nRF2401逐位移出；7)所有數(shù)據(jù)移完，nRF2401把DR1置低，此時(shí)如果CE為高，則等待下一個(gè)數(shù)據(jù)包，如果CE為低，開(kāi)始其他工作流程。
評(píng)論