基于nRF905的LED屏無線通信設計

1.3.2 功耗估計

　　(1)單片機ATmega16A的耗散功率條件：溫度，25℃;單片機工作晶振：1 MHz;工作電壓，3.3 V。

　　激活模式：功率P=0.6×3.3=1.95 mW

　　空閑模式：功率P=0.2×3.3=0.66 mW。

　　(2)芯片MAX232的耗散功率工作電壓：V=3.3 V。

　　最大工作電流：I=1 mA。

　　典型工作電流：I=0.3 mA。

　　則最大功耗：P=VI=3.3 mW。

　　典型功耗：P=W=0.99 mW。

　　(3)無線模塊的功率計算

　　發送模式的功耗：P=30×3.3=99 mW。

　　接收模式的功耗：P=12.2×3.3≈41 mW。

　　(4)穩壓芯片LM 1117的耗散功率

　　輸入電壓：Vin=9 V。

　　輸出電壓：Vout=3.3 V。

　　系統工作電流I=(0.6+1+30)=31.6 mA。

　　則功耗P=(Vin-Vout)×I=180.12 mW。

　　(5)總功率的計算

　　系統最大功耗：

　　P=180.12+1.95+3.3+99=284.37 mW

　　經功耗估計，系統功耗較小，因此可以使用DC 9V電池供電。設計系統的供電方式為電池和外部DC 9V電源，通過跳線切換。

　　1.4 電路板布局

　　實現無線通信的系統電路板布局如圖3所示。

　　2 軟件設計

　　2.1 通信協議

　　(1)串口通信協議。設計串口通信協議：1位起始位，8位數據位，“空格”校驗位，1位停止位。

　　(2)數據通信協議。設計串口發送數據的通信協議：串口發送數據的第1個和第2個字節是0xF6、0x5A，作為包頭，第3個字節和第4個字節為數據長度的一半，數據最后的2個字節為校驗字節。LED屏控制卡回復數據為4個字節，第1個字節和第2個字節為為發送數據的前2個字節，后2個字節為發送數據的最后2個字。

　　(3)無線收發數據協議。無線通信的數據采取分包發送的機制。無線通信協議設計如下：第1個字節為包頭0xF6，第2個字節為數據的長度，該字節的首位置1，此包數據為最后一包，該字節的首位置0，此包數據非最后一包。由于無線芯片一包最大發送或接收字節數32 B，所以最大數據包長度為30 B。大于30 B的數據，將分包發送。

　　2.2 芯片nRF905工作原理

　　(1)芯片nRF905的管腳及管腳功能如表1所示。

　　(2)芯片nRF905的工作模式

　　芯片nRF905共有4種工作模式：活動模式有ShockBurst RX(接收模式)和ShockBurst TX(發送模式);節電模式有掉電模式和SPI編程模式或STANDBY(空閑模式)和SPI編程模式。芯片nRF905的工作模式由TX_EN，TRX_CE，PWR_UP的設置來設定，如表2所示。