MSP430單片機與nRF905無線通信系統設計

無線通信系統，由兩個部分組成：發送終端，接收終端。數據的發送和接收顯示是借助于串口來實現的，通過ＰＣ機串口給發送終端送數據，然后發送終端通過ｎＲＦ９０５把數據發送出去；接收終端通過ｎＲＦ９０５接收數據，然后把接收到的數據通過串口傳給ＰＣ機。系統框圖如圖１所示。

無線系統的硬軟件設計

系統的硬件設計

本系統采用的射頻收發器為Ｎｏｒｄｉｃ　ＶＬＳＩ公司的ｎＲＦ９０５，　工作電壓為１．９～３．６Ｖ，工作于４３３／８６８／９１５ＭＨｚ三個ＩＳＭ頻段，頻段之間的轉換時間小于６５０ｕｓ。ｎＲＦ９０５由頻率合成器、接收解調器、功率放大器、晶體振蕩器和調制器組成，不需外加聲表濾波器。高抗擾ＧＦＳＫ調制，數據速率為５０ｋｂｐｓ，獨特的載波監測輸出，地址匹配輸出，數據就緒輸出。ＳｈｏｃｋＢｕｒｓｔＴＭ工作模式，自動處理字頭和ＣＲＣ（循環冗余碼校驗），使用ＳＰＩ接口與微控制器通信，配置非常方便。此外，其功耗非常低，以－１０ｄＢｍ的輸出功率發射時電流只有１１ｍＡ，工作于接收模式時的電流為１２．５ｍＡ，內建空閑模式與關機模式，易于實現節能。ｎＲＦ９０５的硬件連接電路圖如圖２所示。

采用的微處理器為ＴＩ公司的ＭＳＰ４３０Ｆ１４９，它是一種超低功耗的混合信號控制器，具有１６位ＲＩＳＣ結構，ＣＰＵ中的１６個寄存器和常數產生器使ＭＳＰ４３０能達到最高的代碼效率。單片機通過采用不同的時鐘源工作可以使器件滿足不同功耗要求，適當選擇時鐘源，可以讓器件的功耗達到最小。外設主要有存儲器、時鐘模塊、定時器、ＵＳＡＲＴ和Ａ／Ｄ轉換器等。

此次設計主要用到了ＭＳＰ４３０Ｆ１４９兩個串口通信模塊ＵＳＡＲＴ０和ＵＳＡＲＴ１，ＵＳＡＲＴ０作為ＵＡＲＴ使用，提供異步通信，通過ＭＡＸ３２３２電平轉換芯片提供ＲＳ－２３２接口和ＰＣ機進行通信，ＵＳＡＲＴ１作為ＳＰＩ使用，提供同步通信，主要是和ｎＲＦ９０５之間進行命令和數據通信。把ＭＳＰ４３０Ｆ１４９的Ｐ２口作為一般引腳使用，與ｎＲＦ９０５的其他引腳相連。對ＭＳＰ４３０Ｆ１４９提供雙晶振系統，低頻晶振為３２．７６８Ｋ，與微控制的ＸＩＮ和ＸＯＵＴ相連，為ＲＳ－２３２接口提供頻率支持，高頻晶振為８Ｍ，和微控制器的ＸＴ２相連，為系統運行的主時鐘。系統的整體設計相對較為簡單，不過在此基礎上可以實現遙測，無線抄表，工業數據采集，機器人控制等。發送和接收的硬件電路是一樣的，系統設計主要硬件電路圖如圖３所示。

系統的軟件設計

系統軟件設計包括下位機軟件設計和ＰＣ機軟件設計。前者主要是微控制器通過ＳＰＩ口對ｎＲＦ９０５的控制以及微控制器串口通訊的設計，后者包括串口通訊模塊、主界面和數據庫設計。