nrf905

詞語解釋

nrf905是一種低功耗的無線收發(fā)器，它是Nordic Semiconductor公司推出的一款短距離無線通信收發(fā)器，它可以實(shí)現(xiàn)高速數(shù)據(jù)傳輸，支持距離長達(dá)1KM的傳輸，可以支持多種不同的頻段，具有低功耗，抗干擾能力強(qiáng)，可靠性高等優(yōu)點(diǎn)。 nrf905的應(yīng)用非常廣泛，主要用于智能家居，物聯(lián)網(wǎng)，智能樓宇，智能安防，智能家電，智能交通，智能照明，智能醫(yī)療，智能農(nóng)業(yè)，智能水利，智能漁業(yè)，智能教育，智能工業(yè)等領(lǐng)域。 nrf905在智能家居中的應(yīng)用，可以用來實(shí)現(xiàn)家庭網(wǎng)絡(luò)的建立，通過它可以實(shí)現(xiàn)家庭網(wǎng)絡(luò)的連接，實(shí)現(xiàn)家庭設(shè)備之間的遠(yuǎn)程控制，可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制家庭電器，實(shí)現(xiàn)家庭安防，實(shí)現(xiàn)家庭照明，實(shí)現(xiàn)家庭環(huán)境監(jiān)控等功能。 nrf905在物聯(lián)網(wǎng)中的應(yīng)用，可以實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備之間的連接，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的采集，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的存儲，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的處理，實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備之間的控制，實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備之間的交互等功能。 nrf905在智能安防中的應(yīng)用，可以實(shí)現(xiàn)智能安防設(shè)備之間的連接，實(shí)現(xiàn)智能安防設(shè)備的遠(yuǎn)程控制，實(shí)現(xiàn)智能安防設(shè)備的遠(yuǎn)程監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)智能安防設(shè)備的報(bào)警提醒，實(shí)現(xiàn)智能安防設(shè)備的自動報(bào)警等功能。總之，nrf905在通信中的含義是一種低功耗的無線收發(fā)器，它可以用于智能家居，物聯(lián)網(wǎng)，智能安防，智能家電，智能交通，智能照明，智能醫(yī)療，智能農(nóng)業(yè)，智能水利，智能漁業(yè)，智能教育，智能工業(yè)等領(lǐng)域，它可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集，數(shù)據(jù)傳輸，數(shù)據(jù)存儲，數(shù)據(jù)處理，遠(yuǎn)程控制，遠(yuǎn)程監(jiān)控，報(bào)警提醒，自動報(bào)警等功能。

　　nRF905單片無線收發(fā)器
　�。�1）、nRF905概述
　　nRF905是挪威Nordic公司推出的單片射頻發(fā)射器芯片，工作電壓為1.9-3.6V，32引腳QFN封裝（5mm×5mm），工作于433/868/915MHz3個(gè)ISM頻道（可以免費(fèi)使用）。nRF905可以自動完成處理字頭和CRC（循環(huán)冗余碼校驗(yàn)）的工作，可由片內(nèi)硬件自動完成曼徹斯特編碼/解碼，使用SPI接口與微控制器通信，配置非常方便，其功耗非常低，以-10dBm的輸出功率發(fā)射時(shí)電流只有11mA，在接收模式時(shí)電流為12.5mA。 nRF905單片無線收發(fā)器工作由一個(gè)完全集成的頻率調(diào)制器，一個(gè)帶解調(diào)器的接收器，一個(gè)功率放大器，一個(gè)晶體震蕩器和一個(gè)調(diào)節(jié)器組成。ShockBurst工作模式的特點(diǎn)是自動產(chǎn)生前導(dǎo)碼和CRC，可以很容易通過SPI接口進(jìn)行編程配置。
　　特點(diǎn)：
　　&＃61548; 真正的單片
　　&＃61548; 低功耗ShockBurst工作模式
　　&＃61548; 工作電源電壓范圍1.9—3.6V
　　&＃61548; 多通道工作—ETSI/FCC兼容
　　&＃61548; 通道切換時(shí)間<650us
　　&＃61548; 極少的材料消耗
　　&＃61548; 無需外部SAW濾波器
　　&＃61548; 輸出功率可調(diào)至10dBm
　　&＃61548; 傳輸前監(jiān)聽的載波檢測協(xié)議
　　&＃61548; 當(dāng)正確的數(shù)據(jù)包被接收或發(fā)送時(shí)有數(shù)據(jù)準(zhǔn)備就緒信號輸出
　　&＃61548; 偵測接收的數(shù)據(jù)包當(dāng)?shù)刂氛_輸出地址匹配信號應(yīng)用：
　　&＃61548; 無線數(shù)據(jù)通訊
　　&＃61548; 家庭自動化
　　&＃61548; 無線遙控
　　&＃61548; 報(bào)警及安全系統(tǒng)
　　&＃61548; 監(jiān)測
　　&＃61548; 汽車
　　&＃61548; 遙感勘測
　　&＃61548; 無線門禁
　　&＃61548; 玩具
　�。�2）、工作模式
　　nRF905采用Nordic公司的VLSI ShockBurst技術(shù)。ShockBurst技術(shù)使nRF905能夠提供高速的數(shù)據(jù)傳輸，而不需要昂貴的高速M(fèi)CU來進(jìn)行數(shù)據(jù)處理/時(shí)鐘覆蓋。通過將與RF協(xié)議有關(guān)的高速信號處理放到芯片內(nèi)，nRF905提供給應(yīng)用的微控制器一個(gè)SPI接口，速率由微控制器自己設(shè)定的接口速度決定。nRF905通過ShockBurst工作模式在RF以最大速率進(jìn)行連接時(shí)降低數(shù)字應(yīng)用部分的速度來降低在應(yīng)用中的平均電流消耗。在ShockBurst RX模式中，地址匹配AM和數(shù)據(jù)準(zhǔn)備就緒DR信號通知MCU一個(gè)有效的地址和數(shù)據(jù)包已經(jīng)各自接收完成。在ShockBurst TX模式中，nRF905自動產(chǎn)生前導(dǎo)碼和CRC校驗(yàn)碼，數(shù)據(jù)準(zhǔn)備就緒DR信號通知MCU數(shù)據(jù)傳輸已經(jīng)完成。總之，這意味著降低MCU的存儲器需求也就是說降低MCU成本，又同時(shí)縮短軟件開發(fā)時(shí)間。
　　1）、典型ShockBurst TX模式：
　�、�、當(dāng)應(yīng)用MCU有遙控?cái)?shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)時(shí)，接收節(jié)點(diǎn)的地址TX-address和有效數(shù)據(jù)TX-payload通過SPI接口傳送給nRF905應(yīng)用協(xié)議或MCU設(shè)置接口速度；
　　②、MCU設(shè)置TRX_CE、TX_EN為高來激活nRF905 ShockBurst傳輸；
　　③、nRF905 ShockBurst：
　　&＃61548; 無線系統(tǒng)自動上電
　　&＃61548; 數(shù)據(jù)包完成（加前導(dǎo)碼和CRC校驗(yàn)碼）
　　&＃61548; 數(shù)據(jù)包發(fā)送（100kbps，GFSK，曼切斯特編碼）
　�、�、如果AUTO_RETRAN被設(shè)置為高nRF905將連續(xù)地發(fā)送數(shù)據(jù)包直到TRX_CE被設(shè)置為低；
　�、荨�(dāng)TRX_CE被設(shè)置為低時(shí)，nRF905結(jié)束數(shù)據(jù)傳輸并自動進(jìn)入standby模式。
　　2）、典型ShockBurst RX模式
　　①、通過設(shè)置TRX_CE高，TX_EN低來選擇ShockBurst模式；
　�、�、650us以后，nRF905監(jiān)測空中的信息；
　�、邸�(dāng)nRF905發(fā)現(xiàn)和接收頻率相同的載波時(shí)，載波檢測CD被置高；
　�、堋�(dāng)nRF905接收到有效的地址時(shí)，地址匹配AM被置高；
　�、荨�(dāng)nRF905接收到有效的數(shù)據(jù)包（CRC校驗(yàn)正確）時(shí)，nRF905去掉前導(dǎo)碼、地址和CRC位，數(shù)據(jù)準(zhǔn)備就緒（DR）被置高；
　�、�、MCU設(shè)置TRX_CE低，進(jìn)入standby模式低電流模式；
　�、�、MCU可以以合適的速率通過SPI接口讀出有效數(shù)據(jù)；
　�、唷�(dāng)所有的有效數(shù)據(jù)被讀出后，nRF905將AM和DR置低；
　�、�、nRF905將準(zhǔn)備進(jìn)入ShockBurst RX、ShockBurst TX或Powerdown模式。
　　3）、掉電模式
　　在掉電模式中，nRF905被禁止，電流消耗最小，典型值低于2.5uA。當(dāng)進(jìn)入這種模式時(shí)，nRF905是不活動的狀態(tài)。這時(shí)候平均電流消耗最小，電池使用壽命最長。在掉電模式中，配置字的內(nèi)容保持不變。
　　4）、STANDBY模式
　　Standby模式在保持電流消耗最小的同時(shí)保證最短的ShockBurstRX、ShockBurstTX的啟動時(shí)間。當(dāng)進(jìn)入這種模式時(shí)，一部分晶體振蕩器是活動的。電流消耗取決于晶體振蕩器頻率，如：當(dāng)頻率為4MHZ時(shí)，IDD=12uA；當(dāng)頻率為20MHZ 時(shí)，IDD=46uA。如果uPCLK（Pin3）被使能，電流消耗將增加。并且取決于負(fù)載電容和頻率。在此模式中，配置字的內(nèi)容保持不變。
　�。�3）、器件配置
　　nRF905的所有配置都通過SPI接口進(jìn)行。SPI接口由5個(gè)寄存器組成，一條SPI指令用來決定進(jìn)行什么操作。SPI接口只有在掉電模式和Standby模式是激活的。
　　1）、狀態(tài)寄存器（Status-Register）
　　寄存器包含數(shù)據(jù)就緒DR和地址匹配AM狀態(tài)。
　　2）、RF配置寄存器（RF-Configuration Register）
　　寄存器包含收發(fā)器的頻率、輸出功率等配置信息。
　　3）、發(fā)送地址（TX-Address）
　　寄存器包含目標(biāo)器件地址，字節(jié)長度由配置寄存器設(shè)置。
　　4）、發(fā)送有效數(shù)據(jù)（TX-Payload）
　　寄存器包含發(fā)送的有效ShockBurst數(shù)據(jù)包數(shù)據(jù)，字節(jié)長度由配置寄存器設(shè)置。
　　5）、接收有效數(shù)據(jù)（TX-Payload）
　　寄存器包含接收到的有效ShockBurst數(shù)據(jù)包數(shù)據(jù)，字節(jié)長度由配置寄存器設(shè)置。在寄存器中的有效數(shù)據(jù)由數(shù)據(jù)準(zhǔn)備就緒DR指示。
　　（4）接口
　　1）、模式控制接口：
　　該接口由 PWR 、TRX_CE、TX_EN組成控制由nRF905組成的高頻頭的四種工作模式：掉電和 SPI 編程模式；待機(jī)和SPI編程模式；發(fā)射模式；接收模式。
　　2）、SPI接口：
　　SPI 接口由 CSN、SCK、MOSI以及MISO組成。在配置模式下單片機(jī)通過SPI接口配置高頻頭的工作參數(shù)；在發(fā)射/接收模式下單片機(jī)SPI接口發(fā)送和接收數(shù)據(jù)。
　　3）、狀態(tài)輸出接口：
　　提供載波檢測輸出CD，地址匹配輸出AM，數(shù)據(jù)就緒輸出DR。
　�。�5）、外圍的RF信息
　　1）、晶體規(guī)格
　　為了實(shí)現(xiàn)晶體振蕩器低功耗和快速啟動時(shí)間的解決方案,推薦使用低值晶體負(fù)載電容。指定CL=12pF是可以接受的。但是，也可能增大到16pF。指定一個(gè)晶體并行相等電容,Co=1.5pF也是很好的，但這樣一來會增加晶體自身成本。典型的設(shè)定晶體電容Co=1.5pF，指定Co_max=7.0pF。
　　2）、外部參考時(shí)鐘
　　一個(gè)外部參考時(shí)鐘如MCU時(shí)鐘，可以用來代替晶體震蕩器。這個(gè)時(shí)鐘信號應(yīng)該直接連接到XC1引腳，XC2引腳為高阻態(tài)。當(dāng)使用外部時(shí)鐘代替晶體時(shí)鐘工作時(shí)，始終必須工作在Standby模式以降低電流消耗。如果器件被設(shè)置成Standby模式而沒有使用外部時(shí)鐘或晶體時(shí)鐘，則電流消耗最大可達(dá)1mA。
　　3）、微處理器輸出時(shí)鐘
　　在默認(rèn)情況下，微處理器提供輸出時(shí)鐘。在Standby模式下提供輸出時(shí)鐘將增加電流消耗。在Standby模式電流消耗取決于頻率和外部晶體負(fù)載、輸出時(shí)鐘的頻率和提供輸出時(shí)鐘的電容負(fù)載。
　　4）、天線輸出
　　ANT1和ANT2輸出腳給天線提供穩(wěn)定的RF輸出。這兩個(gè)腳必須有連接到VDD_PA的直流通路，通過RF扼流圈，或者通過天線雙極的中心點(diǎn)。在ANT1和ANT2之間的負(fù)載阻抗應(yīng)該在200-700Ω范圍內(nèi)，通過簡單的匹配網(wǎng)絡(luò)或RF變壓器（不平衡變壓器）可以獲得較低的阻抗（例如50Ω）。

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