基于nRF24L01的礦用搜救器設計

　　FLASH存儲器

　　搜救器要存儲大量的人員信息，所以在主控制器外部擴展了8M字節的FLASH。M25P64是一個8M×8的串行FLASH存儲器，具有寫保護機制，通過高速SPI兼容總線應用。存儲器由128個塊組成，每個塊包含256頁，每頁256個字節。M25P64具有高性能的編程功能，用頁編程指令每次可編程1至256字節。整個存儲器可以通過塊擦寫指令擦除，也可以由塊擦除指令一次一塊的擦除。

　　紅外通信

　　出于方便應用考慮，搜救器在與上位機進行數據交換時使用紅外通信技術。由于STM32F103VE的USART可以設置成IrDA模式，所以本設計選用Vishay的紅外芯片TFDU4300。TFDU4300是一個對于低電壓IO接口有獨立邏輯參考電壓的紅外收發模塊，它與快速紅外數據通信的最新IrDA物理層標準完全兼容，IrDA的速度最高支持115.2kbit/s并且支持基帶遠程控制。收發模塊由PIN二極管，一個紅外發送器和一個低功耗控制IC構成，提供一個完全的單芯片前端到后端的解決方案。器件覆蓋擴展的近于1米IrDA范圍，通過一外部限流控制電阻可以調到更近的范圍。

　　無線通信

　　無線通信模塊通信芯片采用的是工作在2.4GHzISM頻段的nRF24L01，整個模塊的結構簡單，采用單芯片進行數據的處理。nRF24L01只要用很少的外圍元件就可以進行正常的工作。無線通信模塊電路主要是由nRF24L01、數字衰減器(HMC274)、天線、晶振電路組成，框圖如圖3所示。

　　在功能上，主要用于搜救器和目標識別卡之間的數據收發。nRF24L01和STM32F103VE通過SPI口進行數據交換。

　　OLED顯示屏

　　選用奇晶光電的OLED顯示模塊C0283QGLC-T。該顯示模塊帶有2.8英寸OLED顯示屏并且集成OLED顯示屏驅動芯片S6E63D6，S6E63D6支持intel 8080總線模式。S6E63D6與STM32F103VE的FSMC接口相連，通過將FSMC設置成16位的PSRAM控制器，結合FSMC提供的時鐘信號、控制信號以及數據總線可以把S6E63D6看成外部存儲器來操作。

　　觸摸按鍵

　　選用PIC基于mTouch技術的電容觸摸專用單片機PIC16F724，該單片機最多提供8個觸摸按鍵輸入。與PIC16F724相連的6個觸摸按鍵定義為所需要的功能鍵。

　　軟件設計

　　軟件采用主從結構，程序采用C語言編寫。STM32F103VE收到PIC單片機的發送的數據后，根據通信協議取出命令字和鍵碼，然后根據鍵碼完成相應的操作。軟件基于模塊化思想設計，主要包括主控制器程序和觸摸按鍵感應程序。