基于nRF24L01的無(wú)線USB控制系統(tǒng)

摘要：當(dāng)前無(wú)線通信與單片機(jī)智能控制技術(shù)的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，與日常生活應(yīng)用的結(jié)合已經(jīng)成為一大趨勢(shì)�；�于短距離無(wú)線收發(fā)芯片nRF24-L01，以單片機(jī)STC89C58RD+為微控制器，結(jié)合USB控制芯片PDIUSBDl2，設(shè)計(jì)了一套滿足實(shí)際應(yīng)用要求的無(wú)線USB控制系統(tǒng)。無(wú)線USB控制系統(tǒng)分由3個(gè)部分組成：PC、無(wú)線USB控制器和多個(gè)終端節(jié)點(diǎn)，文章闡述了系統(tǒng)的功能以及無(wú)線USB控制器和多個(gè)終端節(jié)點(diǎn)的軟硬件設(shè)計(jì)方案。該系統(tǒng)只需對(duì)終端節(jié)點(diǎn)進(jìn)行擴(kuò)展就可應(yīng)用于不同場(chǎng)合，具有擴(kuò)展性強(qiáng)、使用方便等優(yōu)點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：無(wú)線通信；nRF24L01；STC89C58RD+；USB；PDIUSBDl2

0 引言

當(dāng)今，無(wú)線技術(shù)飛速發(fā)展，應(yīng)用的領(lǐng)域越來(lái)越廣，與有線技術(shù)相比，無(wú)線技術(shù)具有方便、靈活、減少布線施工難度、降低成本等優(yōu)點(diǎn)。本文闡述了無(wú)線USB控制系統(tǒng)的組成、功能和設(shè)計(jì)方法，系統(tǒng)由PC、無(wú)線USB控制器和多個(gè)終端節(jié)點(diǎn)組成，本文分別給出了實(shí)現(xiàn)無(wú)線USB控制器和終端節(jié)點(diǎn)的一種方案：無(wú)線USB控制器的方案是以單片機(jī)STC89C58RD+為微控制器，基于Nordic公司的2．4GHz的無(wú)線收發(fā)芯片nRF24L01，結(jié)合Philips公司的PDISUBDl20D USB控制芯片來(lái)實(shí)現(xiàn)的；終端節(jié)點(diǎn)的方案是以STC89C58RD+為微控制器，基于nRF24L01無(wú)線收發(fā)芯片和根據(jù)需求的實(shí)際應(yīng)用電路來(lái)實(shí)現(xiàn)的。

1 系統(tǒng)組成及其實(shí)現(xiàn)方案

1．1 系統(tǒng)描述

如圖1，無(wú)線USB控制系統(tǒng)的組成包括PC、無(wú)線USB控制器和終端節(jié)點(diǎn)(n個(gè))。PC和無(wú)線USB控制器之間通過(guò)USB接口進(jìn)行通信，在PC端，用VC++開(kāi)發(fā)應(yīng)用程序?qū)崿F(xiàn)對(duì)無(wú)線USB控制器進(jìn)行控制，無(wú)線USB控制器和各個(gè)終端節(jié)點(diǎn)通過(guò)無(wú)線收發(fā)芯片nRF24L01實(shí)現(xiàn)無(wú)線通信。

1．2 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)方案

1．2．1 無(wú)線USB控制器實(shí)現(xiàn)方案

無(wú)線USB控制器實(shí)現(xiàn)方案如圖2所示，主要包括微控制器STC289C58RD+、USB控制芯片PDIUSBD12和無(wú)線模塊nRF24L01 Module。STC89C58-RD+內(nèi)含32KB程序存儲(chǔ)器、1280B RAM和16KB E2PROM，E2PROM可用來(lái)存儲(chǔ)終端節(jié)點(diǎn)的地址及需要掉電存儲(chǔ)的其他數(shù)據(jù)，32KB程序存儲(chǔ)器和1280B RAM可以滿足絕大多數(shù)應(yīng)用需求。USB控制芯片PDIUSBD12是一個(gè)性能優(yōu)化的USB控制器件，完全符合USBl．1規(guī)范，支持本地DMA傳輸，用于基于微控制器的系統(tǒng)。USBl．1最大支持的傳輸速度是12Mb／s，比一般的PC接口速度都快，足夠滿足無(wú)線USB控制系統(tǒng)的應(yīng)用。無(wú)線模塊部分采用Nordic公司的nRF24L01單片射頻收發(fā)芯片，該芯片工作于2．400～2．4835GHz的ISM(工業(yè)、醫(yī)學(xué)和科學(xué))頻段，工作電壓為1．9～3．6V，有多達(dá)126個(gè)頻道可供選擇，支持多點(diǎn)間通信，最高速率達(dá)2Mb／s，內(nèi)置鏈路層，減少了MCU的復(fù)雜性和成本，提高了數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃裕�而且只需少量的外圍元件便可組成射頻收發(fā)電路，具有體積小、功耗低、性?xún)r(jià)比高等優(yōu)點(diǎn)。