|
交流：QQ：812573266 淘寶：gqh200608 郵箱：qh200608@126.com nRF905單片無線收發器
（1）、nRF905概述
nRF905是挪威Nordic公司推出的單片射頻發射器芯片，工作電壓為1.9-3.6V，32引腳QFN封裝（5mm×5mm），工作於433/868/915MHz3個ISM頻道（可以免費使用）。nRF905可以自動完成處理字頭和CRT（循環冗餘碼校驗）的工作，可由片內硬件自動完成曼徹斯特編碼/解碼，使用SPI接口與微控製器通信，配置非常方便，其功耗非常低，以-10dBm的輸出功率發射時電流隻有11mA，在接收模式時電流為12.5mA。 nRF905單片無線收發器工作由一個完全集成的頻率調製器，一個帶解調器的接收器，一個功率放大器，一個晶體震蕩器和一個調節器組成。ShockBurst工作模式的特點是自動產生前導碼和CRC，可以很容易通過SPI接口進行編程配置。
特點：
真正的單片
低功耗ShockBurst工作模式
工作電源電壓範圍1.9―3.6V
多通道工作―ETSI/FCC兼容
通道切換時間<650us
極少的材料消耗
無需外部SAW濾波器
輸出功率可調至10dBm
傳輸前監聽的載波檢測協議
當正確的數據包被接收或發送時有數據準備就緒信號輸出
偵測接收的數據包當地址正確輸出地址匹配信號 應用：
無線數據通訊
家庭自動化
無線遙控
報警及安全係統
監測
汽車
遙感勘測
無線門禁
玩具
（2）、工作模式
nRF905采用Nordic公司的VLSI ShockBurst技術。ShockBurst技術使nRF905能夠提供高速的數據傳輸，而不需要昂貴的高速MCU來進行數據處理/時鍾覆蓋。通過將與RF協議有關的高速信號處理放到芯片內，nRF905提供給應用的微控製器一個SPI接口，速率由微控製器自己設定的接口速度決定。nRF905通過ShockBurst工作模式在RF以最大速率進行連接時降低數字應用部分的速度來降低在應用中的平均電流消耗。在ShockBurst RX模式中，地址匹配AM和數據準備就緒DR信號通知MCU一個有效的地址和數據包已經各自接收完成。在ShockBurst TX模式中，nRF905自動產生前導碼和CRC校驗碼，數據準備就緒DR信號通知MCU數據傳輸已經完成。總之，這意味著降低MCU的存儲器需求也就是說降低MCU成本，又同時縮短軟件開發時間。
1）、典型ShockBurst TX模式：
①、當應用MCU有遙控數據節點時，接收節點的地址TX-address和有效數據TX-payload通過SPI接口傳送給nRF905應用協議或MCU設置接口速度；
②、MCU設置TRX_CE、TX_EN為高來激活nRF905 ShockBurst傳輸；
③、nRF905 ShockBurst：
無線係統自動上電
數據包完成（加前導碼和CRC校驗碼）
數據包發送（100kbps，GFSK，曼切斯特編碼）
④、如果AUTO_RETRAN被設置為高nRF905將連續地發送數據包直到TRX_CE被設置為低；
⑤、當TRX_CE被設置為低時，nRF905結束數據傳輸並自動進入standby模式。
2）、典型ShockBurst RX模式
①、通過設置TRX_CE高，TX_EN低來選擇ShockBurst模式；
②、650us以後，nRF905監測空中的信息；
③、當nRF905發現和接收頻率相同的載波時，載波檢測CD被置高；
④、當nRF905接收到有效的地址時，地址匹配AM被置高；
⑤、當nRF905接收到有效的數據包（CRC校驗正確）時，nRF905去掉前導碼、地址和CRC位，數據準備就緒（DR）被置高；
⑥、MCU設置TRX_CE低，進入standby模式低電流模式；
⑦、MCU可以以合適的速率通過SPI接口讀出有效數據；
⑧、當所有的有效數據被讀出後，nRF905將AM和DR置低；
⑨、nRF905將準備進入ShockBurst RX、ShockBurst TX或Powerdown模式。
3）、掉電模式
在掉電模式中，nRF905被禁止，電流消耗最小，典型值低於2.5uA。當進入這種模式時，nRF905是不活動的狀態。這時候平均電流消耗最小，電池使用壽命最長。在掉電模式中，配置字的內容保持不變。
4）、STANDBY模式
Standby模式在保持電流消耗最小的同時保證最短的ShockBurstRX、ShockBurstTX的啟動時間。當進入這種模式時，一部分晶體振蕩器是活動的。電流消耗取決於晶體振蕩器頻率，如：當頻率為4MHZ時，IDD=12uA；當頻率為20MHZ 時，IDD=46uA。如果uPCLK（Pin3）被使能，電流消耗將增加。並且取決於負載電容和頻率。在此模式中，配置字的內容保持不變。
（3）、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麼操作。SPI接口隻有在掉電模式和Standby模式是激活的。
1）、狀態寄存器（Status-Register）
寄存器包含數據就緒DR和地址匹配AM狀態。
2）、RF配置寄存器（RF-Configuration Register）
寄存器包含收發器的頻率、輸出功率等配置信息。
3）、發送地址（TX-Address）
寄存器包含目標器件地址，字節長度由配置寄存器設置。
4）、發送有效數據（TX-Payload）
寄存器包含發送的有效ShockBurst數據包數據，字節長度由配置寄存器設置。
5）、接收有效數據（TX-Payload）
寄存器包含接收到的有效ShockBurst數據包數據，字節長度由配置寄存器設置。在寄存器中的有效數據由數據準備就緒DR指示。
（4）接口
1）、模式控製接口：
該接口由 PWR 、TRX_CE、TX_EN組成控製由nRF905組成的高頻頭的四種工作模式：掉電和 SPI 編程模式；待機和SPI編程模式 ；發射模式；接收模式。
2）、SPI接口：
SPI 接口由 CSN、SCK、MOSI以及MISO組成。在配置模式下單片機通過SPI接口配置高頻頭的工作參數；在發射/接收模式下單片機SPI接口發送和接收數據。
3）、狀態輸出接口：
提供載波檢測輸出CD，地址匹配輸出AM，數據就緒輸出DR。
（5）、外圍的RF信息
1）、晶體規格
為了實現晶體振蕩器低功耗和快速啟動時間的解決方案,推薦使用低值晶體負載電容。指定CL=12pF是可以接受的。但是，也可能增大到16pF。指定一個晶體並行相等電容,Co=1.5pF也是很好的，但這樣一來會增加晶體自身成本。典型的設定晶體電容Co=1.5pF，指定Co_max=7.0pF。
2）、外部參考時鍾
一個外部參考時鍾如MCU時鍾，可以用來代替晶體震蕩器。這個時鍾信號應該直接連接到XC1引腳，XC2引腳為高阻態。當使用外部時鍾代替晶體時鍾工作時，始終必須工作在Standby模式以降低電流消耗。如果器件被設置成Standby模式而沒有使用外部時鍾或晶體時鍾，則電流消耗最大可達1mA。
3）、微處理器輸出時鍾
在默認情況下，微處理器提供輸出時鍾。在Standby模式下提供輸出時鍾將增加電流消耗。在Standby模式電流消耗取決於頻率和外部晶體負載、輸出時鍾的頻率和提供輸出時鍾的電容負載。
4）、天線輸出
ANT1和ANT2輸出腳給天線提供穩定的RF輸出。這兩個腳必須有連接到VDD_PA的直流通路，通過RF扼流圈，或者通過天線雙極的中心點。在ANT1和ANT2之間的負載阻抗應該在200-700Ω範圍內，通過簡單的匹配網絡或RF變壓器（不平衡變壓器）可以獲得較低的阻抗（例如50Ω）。
|
