一文看懂NRF905無線收發(fā)模塊的二次開發(fā)
nrf905模塊介紹
nRF905是挪威Nordic公司推出的一款單片射頻發(fā)射器芯片,采用32引腳5mm&TImes;5mm QFN封裝,工作于433、868、915MHz 3個ISM(工業(yè)、科學和醫(yī)學)頻道,其中國內(nèi)433頻段可以免費使用。nRF905由頻率合成器、接收解調(diào)器、功率放大器、晶體振蕩器、調(diào)制器等功能組成,不需要外加聲表濾波器也可以有良好的通信效果。nRF905使用SPI接口可以和任何MCU進行通信,其中地址、輸出功率和通信頻道可通過程序進行配置,所以可以用于多機通信。
nRF905融合了ShockBurstTM技術,可以自動處理數(shù)據(jù)包字頭,且內(nèi)置CRC校驗功能,確保數(shù)據(jù)可靠傳輸。nRF905功耗很低,在以-10dBm的功率發(fā)射時,工作電流也只有11mA;而對應接收機的工作電流只有12.5 mA,芯片可以軟件設置空閑模式、關機模式,易于節(jié)能設計。適合工業(yè)數(shù)據(jù)采集、無線報警及安全系統(tǒng)等諸多領用。
nRF905基本特點
(1) 433Mhz 開放ISM 頻段免許可證使用;
?。?) 最高工作速率50kbps,通信距離可達300米左右;
(3) 高效GFSK調(diào)制,抗干擾能力強,特別適合工業(yè)控制場合;
?。?) 工作頻率可軟件設置,滿足多點通信和跳頻通信需要;
?。?) 內(nèi)置硬件8、16位CRC 檢錯和點對多點通信地址控制;
?。?) 低功耗1.9 - 3.6V 工作,待機模式下狀態(tài)僅為2.5uA;
?。?) 收發(fā)模式切換時間僅 650us;
(8) SPI編程接口,可軟件設置地址,地址多達2的32次方;
?。?) 集成地址匹配、載波偵聽、收發(fā)完成狀態(tài)指示功能;
?。?0) TX Mode: 在+10dBm情況下,電流為30mA; RX Mode: 12.2mA;
(11) 標準2.54mm DIP間距接口,便于嵌入式應用;
nrf905性能參數(shù)
1、422.4~473.5MHz工作頻段
2、512個通訊頻道,滿足多點通訊、分組、跳頻等應用需求,通道切換時間≤6us
3、發(fā)射功率可設置為:10dBm、6dBm、-2dBm和-10dBm
4、通過SPI接口與MCU連接
5、支持50kbps傳輸速率
6、ShockBurst傳輸模式,自動生成前導碼和CRC校驗碼
7、工作電壓范圍:1.9V~3.6V,待機模式下電流僅為12.5μA
8、工作溫度范圍:-40℃~+85℃
nrf905工作方式
nrf905在掉電模式和待機模式狀態(tài)時可以對其各個工作參數(shù)進行設置即編程。
nrf905器件配置
nRF905的所有配置都通過SPI接口進行。SPI接口由5個寄存器組成,一條SPI指令用來決定進行什么操作。SPI接口只有在掉電模式和Standby模式是激活的。
1)狀態(tài)寄存器(Status-Register)
寄存器包含數(shù)據(jù)就緒DR和地址匹配AM狀態(tài)。
2)RF配置寄存器(RF-Configuration Register)
3)發(fā)送地址(TX-Address)
寄存器包含目標器件地址,字節(jié)長度由配置寄存器設置。
4)發(fā)送有效數(shù)據(jù)(TX-Payload)
寄存器包含發(fā)送的有效ShockBurst數(shù)據(jù)包數(shù)據(jù),字節(jié)長度由配置寄存器設置。
5)接收有效數(shù)據(jù)(RX-Payload)
寄存器包含接收到的有效ShockBurst數(shù)據(jù)包數(shù)據(jù),字節(jié)長度由配置寄存器設置。在寄存器中的有效數(shù)據(jù)由數(shù)據(jù)準備就緒DR指示。
nrf905數(shù)據(jù)的收發(fā)過程
1、數(shù)據(jù)發(fā)送
當微控制器有數(shù)據(jù)要發(fā)送時,通過spi接口將接收點地址和要發(fā)送的數(shù)據(jù)送傳給nrf905;微控制器置高trx_ce和tx_en,激活nrf905發(fā)送模式;nrf905發(fā)送數(shù)據(jù)。如果 auto_retran被置高,rf905不斷重發(fā),直到trx_ce置低;當trx_ce被置低,rf905發(fā)送過程完成,自動進入空閑模式。一旦發(fā)送數(shù)據(jù)的過程開始,無論trx_en和tx_en引腳是高或低,發(fā)送過程都會被處理完。只有在前一個數(shù)據(jù)包被發(fā)送完畢,rf905才能接受下一個發(fā)送數(shù)據(jù)包。
2、 數(shù)據(jù)接收流程
當trx_ce為高、tx_en為低時,nrf905進入接收模式;650us后,rf905不斷監(jiān)測,等待接收數(shù)據(jù);當rf905檢測到同一頻段的載波時,載波檢測cd置高;當接收到一個相匹配的地址,am引腳被置高;當一個正確的數(shù)據(jù)包接收完畢,nrf905自動移去字頭、地址和crc校驗位,然后把dr引腳置高;微控制器把trx_ce置低,nrf905進入空閑模式;mcu器通過spi口,以一定的速率把數(shù)據(jù)移到mcu,當所有的數(shù)據(jù)接收完畢,nrf905把dr引腳和am引腳置低;nrf905此時可以進入shockbursttm接收模式、shockbursttm模式或關機模式。 當正在接收一個數(shù)據(jù)包時,trx_ce或tx_en電平發(fā)生變化,nrf905會立即退出接收模式,數(shù)據(jù)包丟失。
nrf905模塊調(diào)試注意事項
1、nrf905芯片比較小,管腳也比較密,首先要確認,所有管腳均焊接良好,無短路、斷路情況;
2、根據(jù)nordic公司給出的電路圖和pcb圖連線、布板。另外,905芯片底部的散熱pad可以接地,這樣在設計pcb的時候就要留出這個接地的焊盤;同時nordic給出的布局圖上的那幾根穿越接地焊盤的vcc線可以走bottomlayer,這樣vcc線可以走寬一些;
3、在沒有示波器、頻譜分析儀的情況下進行調(diào)試時,首先要確定nrf905是否能夠工作。測試的方法是用spi口向905的某寄存器寫入數(shù)據(jù)然后讀出,看二者是否一致。若一致說明905的數(shù)字邏輯電路部分工作正常,spi口工作正常,晶振起振。
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( 發(fā)表人:陳翠 )