樓宇設備測控系統的無線數據采集與傳輸模塊設計
4 外圍電路
4.1 天線輸出
nRF24LEl和nRF24LUl+的ANTl和ANT2輸出引腳給天線提供平衡的射頻輸出,該輸出引腳必須有到VDD_PA的直流通路,通過高頻的扼流圈或平衡偶極子天線的中心點。以nRF24LUl+為例.獲得最大輸出功率推薦0 dBm,推薦使用(15+j88)Ω的負載,通過一個簡單的匹配網絡在ANTl和ANT2及負載之間,也可以獲得一個較低的負載阻抗(如50 Ω)。
4.2 晶體振蕩器
用于nRF24LEl和nRF24LUl+的晶體振蕩器必須滿足產品技術規格的要求。必須使用一個低負載電容的晶體來獲得低功耗和快速的啟動時間。低負載電容C0對降低功耗和加快啟動時間有利,但可能會增加成本。典型取值C0=1.5 pF,最大取值C0max=7.0 pF。晶體負載電容CL需要考慮電路板上的分布電容,以及從XCl和XC2引腳上的電容(典型值為1pF)。
4.3 PCB設計
良好的PCB布局是保證獲得好的射頻性能的基礎,一個完全經過驗證的nRF24LEl和nRF24LUl+及其周圍元件包括匹配網絡的布局可以在WWW.nordicsemi.no下載獲得。PCB設計至少需要雙層板,需要專門的接地層以獲得最佳性能。nRF24LEl和nRF24LUl+的直流供電必須盡可能靠近VDD引腳放置,并用高頻電容進行耦合,電容值和PCB布局參見相關器件數據手冊。
nRF24LEl和nRF24LUl+的供電電源必須經過良好的濾波,并且電源走線與任何數字電路供電分開。應該避免PCB上有長電源走線,所有的器件地,VDD連接和VDD旁路電容應盡可能靠近nRF24LEl和nRF24LUl+放置,VSS引腳應直接連接至大面積的敷銅地,或者通過過孔連接到接地層,即過孔盡可能靠近所連接的VSS焊盤,每個VSS引腳應確保至少有1個過孔連接。
滿幅數據或控制信號不能與晶體或供電電源走線距離太近。器件底部的金屬片連接到其基底地,推薦PCB設計時將其懸空。
5 系統程序設計
系統軟件開發可以在Nordic公司提供的nRFgo嵌入式仿真開發平臺上進行。nRFgo嵌入式仿真開發平臺可以提供功能演示、評估開發、實時仿真、芯片燒錄等多項功能,并可以與Keil開發環境無縫鏈接。
5.1 增強型Sllock Burst模式的PTX
系統工作在增強型Shock Burst模式的PTX程序流程如圖4所示。通過設置RFCON寄存器中的rfce位為高,激活PTX模式。如果當前在TX FI-FO有數據,射頻收/發進入發射模式并發送數據包。如果自動重發使能,狀態機將檢查是否NO_ACK標志已經置位,如果沒有置位,射頻收/發部分將進入接收模式接收ACK包。如果收到的是空ACK包,將只有TX_DS TRQ中斷被設置。如果ACK包包含載荷,TX_DS IRQ和RX_DR_IRQ2個中斷均在射頻收/發返回待機模式I前被同時設置。
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