1 系統(tǒng)設計方案
低功耗無線呼叫系統(tǒng)的發(fā)送和接收模塊的框圖如圖1，圖2所示。
其中圖1為無線發(fā)送模塊，以STC89C52RC為主控制核心，及時響應終端的呼叫信息，然后利用nRF905無線傳輸模塊將呼叫信息發(fā)送給無線接收模塊進行處理。
圖2為無線接收模塊，以STC89C52RC為主控制核心，利用nRF905無線傳輸模塊接收呼叫信息，然后利用串口轉USB線上傳給PC，利用上位機軟件可以實時監(jiān)測。
2 系統(tǒng)硬件電路設計
2.1 3.3V供電電源模塊
該設計可用3.3V電壓供電，故采用ASM1117-3.3電源供電系統(tǒng)，如圖3所示。無線發(fā)送模塊和STC89C52RC單片機皆為低功耗器件。對發(fā)送端而言，在對通信距離要求較遠時，也可采用5V供電。接收端可通過與PC連接的USB提供5V電源。核心部件LM1117-3.3是一個低壓差電壓調節(jié)器系列。壓差在1.2V輸出，此時相應的負載電流為800mA。
2.2 單片機控制電路
從電源供給及功耗等各方面的考慮，數據處理部分采用STFC89C51RC/RD+系列的STC89C52RC單片機。
STC89C52RC單片機除具有MCS-51系列單片機FLASH、RAM、分頻器、位定時器/計數器等結構外，具有如下主要特點：加密性強，無法解密；超強抗干擾；對外部的電磁輻射低；超低功耗，正常工作模式時典型功耗為4～7mA。
STC89C52RC單片機與單片射頻收發(fā)器nRF905連接如圖4所示。
2.3 數據傳輸模塊的選擇
數據傳輸模塊采用NewMsg_RF905SE模塊，該模塊采用挪威Nordic公司推出的單片射頻收發(fā)器nRF905芯片開發(fā)而成。NewMsg RF905單片無線收發(fā)器工作電壓為1.9～3.6V，工作在433/868/915MHz的ISM頻段，最大數據速率為100Kb/s。芯片內部由1個完全集成的頻率調制器、1個帶解調器的接收器、1個功率放大器、1個晶體振蕩器和1個調節(jié)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接口進行編程配置電流消耗很低，在發(fā)射功率為+10dBm時，發(fā)射電流為30mA接收電流為12.5mA。進入POWERDOWN模式可以很容易實現節(jié)電。nRF905是單工工作方式，且在待機模式、接收模式、發(fā)送模式之間切換需要延時，所以在無線通信過程中，通信軟件應該有合理的時序。表1為nRF905的工作模式及相應功能。
3 系統(tǒng)的軟件設計
系統(tǒng)軟件選用德國Keil公司推出的Cx51編譯器，在nVision 2集成開發(fā)環(huán)境下完成從源程序編輯、編譯調試，直到生成最終可執(zhí)行文件代碼的全部過程。該系統(tǒng)的重點是控制nRF905的程序設計。首先應對nRF905進行初始配置，配置完成后按需要編寫用戶數據的發(fā)送和接收程序。
3.1 初始化配置
初始化配置分為以下3個部分：
（1）編寫SPIWRITE和SPIREAD子函數，即通過軟件為單片機配置SPI功能。
（2）初始化nRF905的射頻配置寄存器。這些寄存器中有很多信息，必須根據實際情況進行配置。設計中nRF905外接16MHz晶體，XOF應配置為01，PA2PWB為發(fā)射功率，RX2 RED2 PWB為接收靈敏度，可根據需要配置。另外還有發(fā)送地址、接收地址、發(fā)送數據和接收數據的長度，可根據實際應用配置。
（3）配置nRF905的發(fā)送地址，最多4 B發(fā)送端的發(fā)送地址應與接收端設備的接收地址相同。在實際工作中，nRF905可以自動濾除地址不相同的數據，只有地址匹配且校驗正確的數據才會被接收，并存儲在接收數據寄存器中。
3.2 發(fā)送數據
nRF905發(fā)送數據前，通過條用SPI寫函數，在待機模式下先把待發(fā)數據填進發(fā)送數據寄存器。然后把nRF905的TRX_CE、TX_EN引腳都置為高電平，數據就會自動通過天線發(fā)送出去。為了數據可靠地傳輸，將射頻配置寄存器中的自動重發(fā)位（AUTO_RE_TRAN）設為有效，這樣在TRX_ CE被置高的時間內數據一直在重復不斷的發(fā)送。程序中設計延時500ms，之后拉低TRX_CE引腳，回到待機模式。
3.3 接收數據
STC89C52RC把nRF905的TRX_CE引腳置為高電平，TX_EN引腳置為低電平后，即開始接收數據。在設計中可設定在一定的時間內一直判斷nRF905的DR引腳是否變高，若為高，則證明接收到了有效數據，可以退出接收模式；若一直沒有接收到，待時間到也退出接收模式。退出后在待機模式，CPU把nRF905內部的接收數據寄存器中的數據讀出，即接收到的有效數據。
3.4 主程序設計
在該系統(tǒng)中，主程序包括兩部分：第一部分是主機（單片機）部分，通過無線模塊接收下位機（呼叫器）的信息。程序流程圖如圖5所示；第二部分是下位機（呼叫器）部分，響應客戶的呼叫，并通過無線模塊將信息傳送至主機（單片機）。程序流程圖如圖6所示。
4 結語
該呼叫系統(tǒng)運行穩(wěn)定可靠，并運用無線射頻控制技術，通過軟件更新可迅速增容，根據企業(yè)的規(guī)模隨時更新軟件，保證系統(tǒng)有最優(yōu)的服務質量。該系統(tǒng)的運用，降低了運行維護費用、節(jié)約管理成本，具有較大的經濟效益。
來源：互聯(lián)網