基于nRF24L01的2.4GHz无线通信系统设计方法是什么【详解】

基于nRF24L01的2.4GHz无线通信系统设计方法是什么【详解】

  随着科技的发展进步,互联网技术的高速发展,人们对无线通信质量的需求不断提高。老一代无线传输技术以无法满足现今需求。于是新一代无线传输孕育而生;2.4G无线传输技术就是其中之一。

  所谓的2.4G无线传输技术,其频段处于2.405GHz-2.485GHz(科学、医药、农业)之间。所以简称为2.4G无线技术。这个频段里是国际规定的免费频段,是不需要向国际相关组织缴纳任何费用的。这就为2.4G无线技术可发展性提供了必要的有利条件。而且2.4G无线技术不同于之前的27MHz无线技术,它的工作方式是全双工模式传输,在抗干扰性能上要比27MHz有着绝对的优势。这个优势决定了它的超强抗干扰性以及最大可达10米的传输距离。此外2.4G无线技术还拥有理论上2M的数据传输速率,比蓝牙的1M理论传输速率提高了一倍。这就为以后的应用层提高了可靠的保障。综合2.4G、蓝牙以及27MHz这三种常用的无线传输技术,2.4G有着自己独到的优势所在。相比蓝牙它的产品制造成本更低,提供的数据传输速率更高。相比同样免费的27MHz无线技术它的抗干扰性、最大传输距离以及功耗都远远超出。

  系统的目的是在单片机的控制下实现数据的无线传输

  该系统主要以单片机为控制处理核心 ,由它完成对数据的采集处理以及控制数据的无线传输 ;电源电路提供系统所需各种电压 ;复位电路提供单片机所需的复位信号 ;晶振电路提供单片机的时钟信号 ;指示电路用来指示无线传输模块的工作状态 ;键盘电路用来发送各种类型的指令和数据 ;显示电路用来显示系统接收到的指令和数据。

  设计采用低成本、性能好的 NORDIC 公司生产的 nRF24L01 芯片来完成。nRF24L01 是单片射频收发芯片 ,工作在全球开放的 2. 4 GHz 频段 ,有多达125 个频道可供选择 ;可通过 SPI 写入数据 ,并且有自动应答和自动再发射功能 ;芯片功耗非常低 ,以- 6 dBm的功率发射时 ,工作电流只有 9 mA ,接收时工作电流只有 12. 3 mA ;多种低功率工作模式使节能设计更方便 ,并且市场上有不少以它为核心的模块 ,便于购买。PTR6000 就是以 nRF24L01 为核心的无线收发模块 ,它可以通过软件设定地址 ,同时设置6 路接收通道地址 ,特别方便点对多点无线通信。其内部全面的寄存器配置 ,能够更全面地对无线数据传输的细节进行控制。所以本次的无线数传模块选用了 PTR6000

  在待机或掉电模式下 ,单片机通过 SPI 接口配置 PTR6000 的工作参数 ;在发射/ 接收模式下 ,单片机通过 SPI 接口发送和接收数据 ;中断输出接口IRQAM可提供如下 3 种中断输出 :发送完成中断TX DR、接收完成中断 RX DR、最大发送次数到MAX RT。

  由于 PTR6000 的工作电压为 1. 9~3. 6 V ,AVR系列单片机也工作在低电压 ,并且具有 SPI 接口 ,正好满足了这一点要求 ;考虑到显示部分使用串行方式 ,所使用的 I/ O 口不是很多 ,ATmega8L 足以满足要求 ,为了降低设计成本 ,控制芯片选择 ATmega8L。

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