基于MSP430和nRF905的多点无线通讯模块

2019-08-02 16:30发布

本文介绍的无线通讯模块,采用通用的低功耗单片机MSP430作为主芯片,nRF905作为无线收发模块,利用SPI口实现双向通讯,SPI支持高速数据传输,从而满足了射频带宽的要求。nRF905提供了强大的跳频机制以及大量的频道支持,可以用在许多特殊的场合,而且即使利用无增益的PCB天线其传输距离也可达200m,如果需要更远距离的传输,也可以改成带增益的天线,传输距离即可扩大到1千米以上,可满足不同客户的需求。1 系统硬件实现
    无线通讯模块的实现框图如图1所示,除了MSP430和nRF905外,系统还留有MAX232接口可以实现与PC的机通讯,MAX485接口满足一些通用仪器仪表的要求,并提供了按键和液晶等人机交互界面。

2 驱动实现
2.1 MSP430的SPI驱动
    MSP430用标准SPI口和nRF905进行通讯,标准接口包括两根数据线:MOSI(主发从收)和MISO(从发主收),还有时钟线CLK,主机用CLK与从机时钟同步。
    如图2所示,SPI可以理解成双工方式,因为在发送数据的同时也可以接受数据。SPI分成主模式和从模式,从模式完全被动,数据的发送和接受都由主机掌握。实际上参与工作的都有四个寄存器,主机将数据写入发送缓存UTXBUF,数据并行存入发送移位寄存器。数据一旦写入UTXBUF,立即从MOSI线移位到从机的接受移位缓存,而从机移位缓存中的数据又将其发送移位寄存器中数据,通过MISO移位到主机的接受移位寄存器,再并行读入接受缓存中。所以利用SPI同时进行读写操作。

图2 430 SPI示意图
2.2 nRF905的驱动
    nRF905共有32个引脚,其中有10个引脚尤其需要我们注意:和主MCU通讯的SPI接口的四个引脚,数据线MOSI、MISO,时钟线SCK、使能线,其中CSN可以接到一个IO口控制芯片工作,而其它三个脚则接到主MCU的SPI接口上;主MCU的控制线有三个引脚,控制低功耗的PWRUP,控制正常工作的TX_EN,选择发送还是接受方式的TRX_CE,这几个引脚都接到主MCU的通用IO口;nRF905的反馈线有三根,检测到频道正被使用的CD(carrier detected),通知接受地址正确的AM(addreSS matched),告诉MCU数据接受正确的DR(data received),这几个引脚需要接到主MCU的中断引脚上,当接收数据正确时以中断方式通知主MCU。
    nRF905与MSP430接口如图3所示,其中MOSI、MISO、SCK分别与主机SPI口对应,CSN、TRX_CE、PWR_UP、TX_EN接通用IO口,而CD、AM、DR接中断口,430的P2口都是复用的中断口,这样收到数据可以用中断及时通知430。

图3 硬件接口

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