基于ATmega16和nRF905的无线射频收发系统设计

.5无线收发电路设计

本系统的无线发射接收电路主要利用nRF905与外围器件构成的电路组成，其主要部分是天线。简而言之，就是一个特定形状的导体，它可以将电流转化为射频能量并以电波形式发射出去．或将无线电波接收进来。任何一个无线系统都有天线，天线设计的好坏直接影响无线系统的收发能力。图4所示是用nRF905差分连接的环形天线图。

2系统软件设计

本系统中的无线数据传输主要由无线数据收发器nRF905、ATMEGA 16单片机和显示部分组成。nRF905收发器与单片机ATMEGA16L间通过SPI口进行通信。因此，软件设计过程中的重点是nRF905数据的发送和接收过程。

2.1 nRF905的数据发送过程

发送数据时的工作流程如图5所示。当MCU有遥控数据节点时，接收点的地址(TX-address)和有效数据(Tx-payload)将通过SPI接口传送给nRF905。设计时应使用协议或MCU来设置接口速度。

可用MCU设置TRX-CE，并使TX-EN为高电平来激活nRF905的ShockBurst传输。通过nRF905的ShockBurst可使无线系统自动上电，并完成数据包(应加前导码和CRC校验码)的数据码发送(100 kbps，GFSK，曼切斯特编码)。

如果AUTO-RETRAN被设置为高电平，那么，nRF905将连续地发送数据包，直到TRX-CE被设置为低电平为止；而当TRX-CE被设置为低电平时，nRF905则结束数据传输，并将自己设置为standby模式。

2.2 nRF905的数据接收过程

当系统接收数据时，其接收数据流程图如图6所示。系统的工作过程如下：

首先，在650μs以后，nRF905将不断监测空中的信息；当nRF905发现有和接收频率相同的载波时，其载波检测(CD)被置为高电平；此后，当nRF905接收到有效地址时，地址匹配(AM)被置为高电平；

在这之后，当nRF905接收到有效的地址包(CRC校验正确)时，nRF905将去掉前导码、地址和CRC位，同时将数据准备就绪位(DR)置为高电平，并用MCU设置TRX-CN为低电平，以进入standby模式，从而使MCU能够以合适的速率通过SPI接口读出有效的数据；当所有的数据读出后，nRF905将AM和DR设置为低电平，以便使nRF905准备进入ShockBurst RX、ShockBurst TX或Powerdown模式。

3 结束语

无线射频收发芯片nRF905内置有天线，同时内部集成有调制，解调、编码／解码等功能，故在通信过程中能自动生成前导码和CRC校验，而不需要接人网络就能享受通信服务。本设计根据nRF905的特点设计的无线数据收发系统，经过多次实验证明，其发射端能正确地将数据传送出去；同时，经nRF905发射后，接收端也能正确接收并显示数据，有效通信距离大于200米。在有障碍物体的混凝土结构的建筑内测试，其有效直线通信距离大于50 m。此外，该系统采用了比较完善的软件、硬件设计以及抗干扰措施，这样，就可以保证系统工作的安全性和可靠性，并具有通用性，便于投入实际应用，而且稍作改动就可以应用到小区传呼、工业数据采集、生物信号采集，无线遥控等其它一些短距离无线通信领域，以实现无线数据的双向传输，具有较好的市场应用价值。