基于nRF905 模块的AT89S 单片机无线收发系统设计
管脚 名称 管脚功能 说明
1 VCC 电源 电源+3.3~3.6V DC
2 TX_EN 数字输入 工作模式选择
3 TRX_CE 数字输入 使能芯片发射或接收
4 PWR_UP 数字输入 芯片上电
5 uCLK 时钟输出 (未使用)
6 CD 数字输出 载波检测
7 AM 数字输出 地址匹配
8 DR 数字输出 接收或发射数据完成
9 MISO SPI 接口 SPI 输出
10 MOSI SPI 接口 SPI 输入
11 SCK SPI 时钟 SPI 时钟
12 CSN SPI 使能 SPI 使能
13、14 GND 地 接地
下面为典型的 nRF905 模块数据发送流程[3]:
(1)当微控制器要发送数据时，将接收机的地址和发
送数据通过SPI 接口传输给nRF905 模块;
(2)微控制器设置TRX_CE 和TX_EN 管脚同时置为
高电平，启动发送端的nRF905 模块为发送模式;
(3)发送端的nRF905 模块发送过程处理:
a)射频寄存器开启;
b)数据打包(加字头和CRC 校验码);
c)数据包发送;
d)当数据包发送结束，将数据发送完成管脚(DR 管脚)
置为高电平;
(4)如果AUTO_RETRAN 被设置为高，nRF905 模块
将连续地发送数据包，直到TRX_CE 被设置为低;
(5)TRX_CE 被设置为低时，nRF905 模块数据包发送
过程结束并回到待机模式。
AT89S单片机控制nRF905 模块数据发送流程图如图3
所示。
下面为典型的 nRF905 模块数据接收流程[4]:
(1)微控制器控制TRX_CE 为高电平、TX_EN 为低电
平，nRF905 模块进入接收模式;
(2)650us 后，nRF905 模块监测空中的信息，等待接
收数据;
(3)当nRF905 模块检测到与接收频率相同的载波时，
设置载波检测管脚(CD 管脚)为高电平;
(4)当nRF905 模块接收到有效的地址时，设置地址匹
配管脚(AM 管脚)为高电平;
(5)当一个正确的数据包接收完毕后，nRF905 模块自
动去掉数据包的字头、地址和CRC 校验码，然后将数据接
受完成管脚置为高电平;
(6)微控制器将TRX_CE 设置为低电平;
(7)微控制器通过SPI 接口以一定的速率提取数据包
中的有效接收数据;
(8)当所有的有效数据接收完毕，微控制器控制nRF905
模块数据接收完成管脚(DR 管脚)和地址匹配管脚(AM
管脚)为低电平;
(9)nRF905 进入待机模式。
说明:(1)VCC电压范围为DC 3.3V~3.6V之间，不能超过3.6V否则会烧坏模块。
(2)模块
附加更加详细的收发程序，包括解释:
////////////////////////////////////////////整体参数////////////////////////////////////////////////////
//NewMsg-RF905-共有四种工作模式，其中有两种活动RX/TX模式和两种节电模式。
//活动模式
// ShockBurst RX
//ShockBurst TX
//节电模式
//掉电和SPI编程
//工作模式:
//┏━━━━┳━━━━┳━━━━┳━━━━━━━━━━━━━━━━┓
//┃PWR UP ┃ TRX CE ┃ TX_EN ┃工作模式 ┃
//┣━━━━╋━━━━╋━━━━╋━━━━━━━━━━━━━━━━┫
//┃0 ┃ x ┃ x ┃掉电和SPI编程 ┃
//┣━━━━╋━━━━╋━━━━╋━━━━━━━━━━━━━━━━┫
//┃1 ┃ 0 ┃ x ┃ Standby和SPI编程 ┃
//┣━━━━╋━━━━╋━━━━╋━━━━━━━━━━━━━━━━┫
//┃1 ┃ 1 ┃ O ┃ShockB urst RX ┃
//┣━━━━╋━━━━╋━━━━╋━━━━━━━━━━━━━━━━┫
//┃ 1 ┃ l ┃ 1 ┃ShockBurst T X ┃
//┗━━━━┻━━━━┻━━━━┻━━━━━━━━━━━━━━━━?
//ShockBurst TX发送流程:
//典型的RF905发送流程分以下几步:
//A.当微控制器有数据要发送时，通过SPI接口，按时序把接收机的地址和要发送的数据送传给RF905，
//SPI接口的速率在通信协议和器件配置时确定;
//B.微控制器置高TRX_CE和TX_EN，激发RF905的ShockBurs发送模式;
//C.RF905的ShockBurs tTMI发送:
//(1)射频寄存器自动开启;
//(2)数据打包(加字头和CRC校验码);
//(3)发送数据包;
//(4)当数据发送完成，数据准备好引脚被置高;
//D.AUTO_REI'RAN被置高，RF905不断重发，直到TRX_CE被置低;
//E.当TRX-CE被置低，RF905发送过程完成，自动进入空闲模式。
//注意:ShockBurs tTM工作模式保证，一旦发送数据的过程开始，无
// 论TRX_EN和TX-EN引脚是高或低，发送过程都会被处理完。只有
// 在前一个数据包被发送完毕，RF905才能接受下一个发送数据包
//ShockBurst RX接收流程
// 接收流程
//A.当TRX_CE为高、TX_EN为低时，RF905进入ShockBurs tTM接收模式;
//B.650us后，RF905不断监测，等待接收数据;
//C.当RF905检测到同一频段的载波时，载波检测引脚被置高;
//D.当接收到一个相匹配的地址，AM引脚被置高;
//E.当一个正确的数据包接收完毕，RF905自动穆去字头、地址和CRC
// 校验位，然后把DR引脚置高
//F.微控制器把TRX_CE置低，nRF905进入空闲模式;
//G.微控制器通过SPI口，以一定的速率把数据穆到微控制器内;
//H.彼?械氖?萁邮胀瓯希琻RF905把DR引脚和AM引脚置低;
//当正在接收一个数据包时，TRX_CE或TX_EN引脚的状态发生改变，
//RF905立即把其工作模式改变，数据包则丢失。当微处理器接到AM
//引脚的信号之后， 其就知道RF905正在接收数据包，其可以决定是
//让RF905继续接收该数据包还是进入另一个工作模式。
///////节能模式
//RF905的节能模式包括关机模式和节能模式。
//在关机模式，RF905的工作电流最小，一般为2.SuA。进入关机模
//式后，RF905保持配置字中的内容，但不会接收或发送任何数据。空
//闲模式有利于减小工作电流，其从空闲模式到发送模式或接收模式的
//启动时间也比较短。在空阑模式下，RF905内部的部分晶体振荡器处
//于工作状态?
//五、配置NeWMsg-RF905模块
//所有配置字都是通过SPlI接口送给RF905。SIP接口的工作方式可
//通过SPlI指令进行设置。当RF905处于空闲模式或关机模式时，SPI
//按口可以保持在工作状?
//SPI寄存器配置
//SPI接口由5个内部寄存器组成。执行寄存器的回读模式来确认寄存器的内容。
//状态寄存器(Status-Register)
//寄存器包含数据就绪(DR)和地址匹配(AM)状态。
//RF配置寄存器(RF-Configuration Register)
//寄存器包含收发器的频率，输出功率等配置信息。
//发送地址(IX-Address)
//寄存器包含目标器件地址，字节长度由配置寄存器设置。
//发送有效数据( IX-Payload)
//寄存器包含发送的有效ShockBurst数据包数据，字节长度由配置寄存器设置。
//接收有效数据( IX-Payload)
//寄存器包含接收到的有效ShockBurst数据包数据，字节长度由配置寄存器设置。在寄存器中的有效数据由
//数据准备就绪(DR)指荆
//SPI指令设置
//用于SPI接口的有用命令见下表。当CSN为低时，SPI接口开始等待一条指令，任何一条新指令均由CSN
//的由高到低的转换开始。
//┏━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━┓
//┃ SPI串行接口指令 ┃
//┣━━━━━━┳━━━━━━┳━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━┫
//┃指令名称 ┃指令格式 ┃操作 ┃
//┣━━━━━━╋━━━━━━╋━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━┫
//┃W CONFIG ┃ OOOOAAAA ┃写配置寄存器。AAAA指出写操作的开始字节，字节数量取决于 ┃
//┃(WC) ┃ ┃AAAA指出的开始地址。 ┃
//┣━━━━━━╋━━━━━━╋━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━┫
//┃R CONFIG ┃ OOOIAAAA ┃读配置寄存器。AAAA指出读操作的开始字节，字节数量取决于 ┃
//┃(RC) ┃ ┃AAAA指出的开始地址。 ┃
//┣━━━━━━╋━━━━━━╋━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━┫
//┃W TX PAYLOA ┃ 00100000 ┃写TX有效数据:1-32字节。写操作全部从字节o开始。 ┃
//┃D ┃ ┃ ┃
//┃(WTP) ┃ ┃ ┃
//┣━━━━━━╋━━━━━━╋━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━┫
//┃R TX PAYLOA ┃ 00100001 ┃读TX有效数据:1-32字节。读操作全部从字节o开始。 ┃
//┃D ┃ ┃ ┃
//┃(RTP) ┃ ┃ ┃
//┣━━━━━━╋━━━━━━╋━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━┫
//┃W TX ADDRES ┃00100010 ┃写TX地址:1-4字节。写操作全部从字节o开始 ┃
//┃S ┃ ┃ ┃
//┃(WTA) ┃ ┃ ┃
//┣━━━━━━╋━━━━━━╋━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━┫
//┃R TX ADDRES ┃0010001 1 ┃读TX地址:1-4字节。读操作全部从字节o开始。 ┃
//┃S ┃ ┃ ┃
//┃(RTA) ┃ ┃ ┃
//┣━━━━━━╋━━━━━━╋━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━┫
//┃R RX PAYLOA ┃ 001 001 00 ┃读RX有效数据:1-32字节。读操作全部从字节o开始。 ┃
//┃D ┃ ┃ ┃
//┃(RRP) ┃ ┃ ┃
//┣━━━━━━╋━━━━━━╋━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━┫
//┃CHANNEL CON ┃lOOOpphc ┃快速设置配置寄存器中CH NO，HFREQ_PLL和PA PWR的专用 ┃
//┃FIG ┃cccccccc ┃命令_ CH NO=ccccccccc: HFREQ_PLL=h: PA_PWR=pp ┃
//┃(CC) ┃ ┃ ┃
//┗━━━━━━┻━━━━━━┻━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━タ
#include <reg52.h>
//#include <ABSACC.h>
//#include <intrins.h>
//#include <stdio.h>
////----------------------------------------------------------------------------------------------------------------
#define uint unsigned int
#define uchar unsigned char
//----------------------------------------------------------------------------------------------------------------
#define BYTE_BIT00x01
#define BYTE_BIT1 0x02
#define BYTE_BIT2 0x04
#define BYTE_BIT3 0x08
#define BYTE_BIT4 0x10
#define BYTE_BIT5 0x20
#define BYTE_BIT6 0x40
#define BYTE_BIT70x80
//----------------------------------------------------------------------------------------------------------------
bdata unsigned char DATA_BUF;//可位寻址的片内RAN
#define DATA7((DATA_BUF&BYTE_BIT7) != 0)
#define DATA0 ((DATA_BUF&BYTE_BIT0) != 0)
sbitflag=DATA_BUF^7;
sbitflag1=DATA_BUF^0;
//------------------------------------ 发送数据缓冲区-------------------------------------------------
#define TxRxBuf_Len 4
unsigned char TxRxBuf[TxRxBuf_Len]={0x29,0x30,0x31,0x32,};
code TxAddress[4]={0xcc,0xcc,0xcc,0xcc};
char tf;
//----------------------------------------NRF905工作模式控制端口------------------------------------------------------
sbitTXEN=P2^4;//发射使能
sbitTRX_CE=P3^2;//发射接收使能
sbitPWR=P2^3;
//----------------------------------------LED显示端口---------------------------------------------------
sbit LED=P1^0;
//----------------------------------------NRF905 数据交换端口(SPI)---------------------------------------------------
sbitMISO=P2^6;//输出
sbitMOSI=P2^1;//输入
sbitSCK=P2^5;//时钟
sbitCSN=P2^0;//使能
//----------------------------------------nrf905状态端口---------------------------------------------------------
sbitAM=P2^7;
sbitDR=P3^3;
sbitCD=P2^2;
//---------------------------------------------------------------------------------------------------------------
//----------------------------------------按键端口-------------------------------------------------------
sbitKEY=P3^7;
//---------------------nrf905控制指令-------------------------------------------
#define WC0x00 //写配置寄存器
#define RC0x10 //读配置寄存器
#define WTP0x20 //向TX-Payload寄存器写入发送有效数据
#define RTP0x21 //向TX-Payload寄存器读取发送有效数据
#define WTA0x22 //向TX-Addtess寄存器写入发送地址
#define RTA0x23 //向TX-Addtess寄存器读取发送地址
#define RRP0x24 //从RX-Payload寄存器读取接收到的有效数据
//------------------------------------------NRF905寄存器配置------------------------------------------------
unsigned char idata RFConf[11]=
{
0x00, //配置命令//
0x4c, //CH_NO,配置频段在430MHZ字节0，配置频段
0x0c, //输出功率为10db,不重发，节电为正常模式 字节1，000 1100
0x44, //地址宽度设置，为4字节字节2，6:4 是TX地址宽度， 2:0是RX地址宽度
0x04,0x04, //接收发送有效数据长度为4字节字节3(RX)，字节(TX):可设置为1，2，4，8，16，32 字节，其中6，7 两位为空，写00，则4字节为:0000 0100 : 0x04 依次类推
0xCC,0xCC,0xCC,0xCC, //接收地址字节5到字节8
0x58, //CRC充许，8位CRC校验，外部时钟信号不使能，16M晶振 字节9，
};
//================================================延时===========================================================
void nrf905_Delay(int n)
{
uint i;
while(n--)
for(i=0;i<80;i++);
}
//=================================================SPI读函数=======================================================
//步骤一:MISO线准备好需要发送的数据位
//步骤二:SCK置高，主机读取MISO线上的数据
//步骤三:SCK置低，准备接收数据的下一位
// 以上步骤循环执行8次，通过SPI从器件上读取数据完成!
//数据传送时候。高位在前，低位在后。
unsigned char SpiRead(void)
{
unsigned char j;
for (j=0;j<8;j++)
{
DATA_BUF=DATA_BUF<<1;
SCK=1;
if (MISO)//读取最高位，保存至最末尾，通过左移位完成整个字节
{
DATA_BUF|=BYTE_BIT0;
}
else
{
DATA_BUF&=~BYTE_BIT0;
}
SCK=0;
}
return DATA_BUF;
}
//===========================================SPI写函数===============================================================
//步骤一:MOSI线准备好需要发送的数据位
//步骤二:SCK置高，器件读取MOSI线上的数据
//步骤三:SCK置低，准备发送数据的下一位
// 以上步骤循环执行8次，通过SPI从器件上发送数据完成!
//数据传送时候。低位在前，高位在后。
void SpiWrite(unsigned char send)
{
unsigned char i;
DATA_BUF=send;
for (i=0;i<8;i++)
{
if (DATA7)//总是发送最高位
{
MOSI=1;//SPI输入，主机写操作
}
else
{
MOSI=0;
}
SCK=1;
DATA_BUF=DATA_BUF<<1;
SCK=0;
}
}
//--------------------------------------初始化nRF905---------------------------------------------
void nRF905Init(void)
{
CSN=1;// Spi disable
SCK=0;// Spi clock line init low
DR=1;// Init DR for input
AM=1;// Init AM for input
CD=1;// Init CD for input
PWR=1;// nRF905 power on
TRX_CE=0;// Set nRF905 in standby mode
TXEN=0;// set radio in Rx mode
}
//-----------------------------------------------------初始化寄存器-----------------------------------------------
//步骤一:CSN置低电平，SPI接口开始等待第一条命令
//步骤二:调用SpiWrite函数，向nrf905发送WC指令，准备写入配置信息
//步骤三:反复调用SpiWrite函数，向器件配置寄存器写入配置信息
//步骤四:CSN置高电平，结束SPI通讯。即nrf905配置完成!
void Config905(void)
{
uchar i;
CSN=0;// CSN片选信号，SPI使能
//SpiWrite(WC);// 向905芯片写配置命令
for (i=0;i<11;i++)// 循环写入配置信息
{
SpiWrite(RFConf[i]); //RxTxConf保存预先设置好的配置信息
}
CSN=1;// 结束SPI数据传输
}
//-------------------------------发送数据打包---------------------------------------------------
//步骤一:通过SpiWrite函数发送WTP命令，准备写入TX有效数据
//步骤二:循环调用SpiWrite向TX-Payload寄存器写入有效数据(中间必须夹有CSN电平变化)
//步骤三:延时
//步骤四: 通过SpiWrite函数发送WTA命令，准备写入TX地址
//步骤五:循环调用SpiWrite向TX-Address寄存器写入TX地址
//步骤六:TRC_CE=1;开始发送数据，延时，nrf905数据发送完成，
//当nrf905接收到一条完成的信息时，会将DR引脚置高。
void TxPacket(uchar *TxRxBuf)
{
uchar i;
//Config905();
CSN=0;
SpiWrite(WTP);// Write payload command
for (i=0;i<4;i++)
{
SpiWrite(TxRxBuf[i]);// 写入32直接发送数据
}
CSN=1;
nrf905_Delay(1);// 关闭SPI，保存写入的数据
CSN=0;// SPI使能，保存写入的数据
SpiWrite(WTA);// 写数据至地址寄存器
for (i=0;i<4;i++)// 写入四字节地址 写入与对方地址一样的地址
{
SpiWrite(TxAddress[i]);
}
CSN=1;// 关闭SPI
TRX_CE=1;// 进入发送模式，启动射频发送
nrf905_Delay(1);//进入ShockBurst发送模式后，芯片保存数据
TRX_CE=0;// 发送完成后返回ATANDBY模式 while (DR!=1);
}
//----------------------------------------------设置发送初始状态---------------------------------------------
void SetTxMode(void)
{
TRX_CE=0;
TXEN=1;
nrf905_Delay(1); // nrf905_Delay for mode change(>=650us)
}
//步骤一:TRX_ce=0;必须将次引脚置低，使905进入standby模式
//步骤二:发送RRP指令
//步骤三:循环调用SpiWrite函数，读取接收到的数据
//步骤四:等待DR和AM引脚复位为低电平
// AM 地址匹配，接收到有效地址，被置高
// DR 接收到有效数据包，并解码后，被置高，当所有有效数据被读取后，
// nrf905降AM和DR置低，最后需要注意的是，必须首先设置器件的
// 发送/接收模式才能保证有效的数据发生接收
//-----------------------------------------------设置nrf905进入接收模式---------------------------------------------------
void SetRxMode(void)
{
TXEN=0;
TRX_CE=1;
nrf905_Delay(1); // nrf905_Delay for mode change(>=650us)
}
//-------------------------------------判断数据接收状态-----------------------------------------------------
unsigned char CheckDR(void)//检查是否有新数据传入 Data Ready
{
DR=1;
//通过对端口写1，可以使端口为输入状态，这51的 特性。不熟悉者可以参阅51相关书籍作证(将DR端口设置为输入状态。)
if (DR==1)
{
DR=0;
return 1;
}
else
{
return 0;
}
}
//----------------------------NRF905接收到数据后读取保存------------------------------------------------------------
void RxPacket(void)
{
uchar i;
nrf905_Delay(1);
//TRX_CE=0;// 设置905进入待机模式
nrf905_Delay(100);
TRX_CE=0;
CSN=0;// 使能SPI
nrf905_Delay(1);
SpiWrite(RRP); //准备读取接收到的数据
for (i = 0 ;i < 4 ;i++)
{
TxRxBuf[i]=SpiRead();// 通过SPI接口从905芯片读取数据
}
CSN=1;//禁用SPI
nrf905_Delay(10);
TRX_CE=1;
}
//--------------------------------------------------------数据接收------------------------------------------------
void RX(void)
{
SetRxMode();
// while (CheckDR()==0); 为了实现双向通信，就不能一直处于接收等待状态，所以注释掉
nrf905_Delay(10);
RxPacket();
if(TxRxBuf[0]==0x29)
{
LED=0;
nrf905_Delay(300);
LED=1;
nrf905_Delay(300);//接收到数据 后闪烁
}
}
//-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------
void main(void)
{
nRF905Init();
Config905();
LED=1;
while(1)
{
RX();
if(KEY ==0 )
{
while(KEY==0);
tf = 1 ;
TxRxBuf[0]=0x29;
}
if (tf==1)
{
SetTxMode();
TxPacket(TxRxBuf);// 发送命令数据
LED=0;
nrf905_Delay(300);
LED=1;
nrf905_Delay(300);//发送后LED闪烁
tf = 0;
}
}
}
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