基于ARM7的数据采集与无线传输模块设计

Shock Burst TM模式：与射频数据包有关的高速信号处理都在nRF905片内进行，数据在微控制器中低速处理，但在nRF905中高速发送，因此中间有较长时间的空闲，这很有利于节能。由于nRF905工作于ShockBurst TM模式，因此使用低速的微控制器也能得到较高的射频数据发射速率。在Shock Burst TM接收模式下，当一个包含正确地址和数据的数据包被接收到后，地址匹配(AM)和数据准备好(DR)两引脚通知微控制器。在Shock Burst TM发送模式，nRF905自动产生字头和CRC校验码，当发送过程完成后，数据准备好引脚通知微处理器数据发射完毕。由以上分析可知，nRF905的Shock Burst TM收发模式有利于节约存储器和微控制器资源，同时也减小了编写程序的时间。
2．2 LPC2220与无线收发模块的连接
nRF905无线收发器电路模块与LPC2220开发板连接的硬件框图如图2所示，LPC2220处理器可以通过SPI接口及相关指令访问nRF905的寄存器。LPC2220中具有两个完全独立的SPI控制器：SPI0和SPI1。此处采用SPI0，其可配置为SPI主机或从机，支持全双工数据通信，最大数据率为外设时钟的1／8。电路天线部分使用高增益天线，在理想状况下，传输距离可达800 m以上。

当ARM有数据要发送时，通过SPI接口，按时序把接收机的地址和要发送的压缩数据传输到nRF905无线收发芯片中，再通过天线发送出去，这样完成了对1帧压缩数据的传输。SPI接口的速率在通信协议和器件配置时确定。ARM置高nRF905的TRX_CE，TX_EN管脚，激发nRF905的Shock Burst TM发送模式。P0.13管脚与DR管脚相连，通知ARM数据己发送完，P0.7管脚与CSN管脚相连，由主机ARM激活，决定从机nRF905是否开始读取数据。

nRF905与LPC2220两个这样的模块连接即可组成一个无线数据收发系统，如图3所示。串口通信时，通信双方必须要求相同的波特率才不会丢帧；同时也必须要求一致的通信数据格式，这都是通过LPC2220芯片的UART通信接口模块进行设置的。

3 实验结果分析
基于nRF905的无线传输模块最终实现了低功耗远距离的数据传输。经实验分析表明：当传输模块工作在868 MHz频段时，数据传输速率可达1 000 kbit·s-1；若采用高增益天线，则可使传输距离达到800 m以上，且表现出良好的稳定性。

4 结束语
嵌入式系统以其本身体积小巧便携、实时性高、稳定性好等优点，成为多领域共同研究的热点。文中采用ARM7作为控制器，其结构小巧，与外设连接提供了稳定可靠的硬件架构、功耗小、性能稳定、维护方便；不仅降低了成本，并且有效实现了高精度、高速、实时的数据采集，提高了系统的可靠性和实时性。此外，设计的无／线收发模块，采用nR9905通过SPI接口同微拉制器进行数据传送，通过ShoekBurstTM收／发模式进行无线数据发送，收／发可靠，实现简单。当工作在868 MHz频段时，数据发送／接收速率为1 000 kbit·s-1，收／发距离可达十几m，表现出良好的稳定性，实现高速传输。