基于单片机与射频芯片的无线通信方案研究

摘 要

无线通信技术因其巨大的优越性而广泛运用，相对于传统有线传导，无线通信安装使用灵活，更加高效。本文通过对比有线与无线的优劣，设计一种由单片机与射频芯片的无线传输组合，并对各芯片的联接及相关电路做详细说明。根据综合分析，单片机选用AT89S52，而传输模块采用嵌入nRF905芯片的PTR8000无线通信模块，这种组合性能强大、稳定抗干扰强，是一种实用而优秀的无线传输方案。

【关键词】无线通信 AT89S52 nRF905 PTR8000

现代科技日新月异，传统的技术形态已经发生深刻改变，各种系统如音视频传输、电子控制系统、图像发送系统、数据采集等都已经离不开大量数据信息的高速高效传输，且信息的传输越来越向智能化、信息化、网络化发展，这就为无线通信的发展打下了良好的需求基础。

1 无线传输的优势

通常，数据信息发送有有线传输和无线传输之分。之前的数据传输通常是采用电缆等导线的形式。这种方式有许多不足之处，并且随着人们要求的提高而变得更加明显。第一，有线连接需要特殊的电路设计和电路连接，该结构相对复杂；第二是容易引入干扰，尤其是抗恶劣电磁干扰；第三有线长距离传送，信号衰减非常明显。随着芯片技术和无线射频技术的快速发展与突破，人们对无线通信日益普及。无线通信成为最有潜力的实现不同设备之间的联结方式。随着无线技术的飞速发展，无线技术越来越多地各行各业所接受。相对于传统的有线数据传输，它具有安装灵活，易于使用，性能稳定等突出优点。

2 无线通信系统总体组成

就系统总体组成而言，其硬件核心由RF射频模块和微控制器组成，微控制器负责数据处理，射频模块负责传输。在本无线通信系统中，经过分析，选用无线通信组芯片nRF905和单片机AT89S52的组合。在实践的电路里，nRF905的收发器功能实际上是由PTR8000无线通信模块实现。研究表明，硬件性能可靠，抗干扰能力强，适用广泛，上述组合是理想的通用无线通信的组合。

2.1 AT89S52单片机

AT89S52单片机是由Atmel公司研发生产，能和80C51 产品指令和引脚兼容，包含8 位CPU 和可编程Flash，是一种高性能低功耗的微控制器，广泛用于工业、医疗等领域，能为相关系统提供高灵活、超有效的稳定的解决方案。

2.2 无线收发系统选用基于nRF905的PTR8000无线通信模块

nRF905是挪威Nordic公司出品的无线数传芯片，采用VLSI ShockBurst技术，非常适合于低功耗、低成本的工控设计。而PTR8000则是镶嵌nRF905芯片的高性能无线收发模块。该模块结构小巧，性能稳定，自带天线，抗干扰强，传输距离远。

3 无线通信系统的具体电路构成

系统信息处理单元AT89S52作为无线系统的“总管家”，负责整个系统的协调与处理，是整个体系的枢纽。

AT89S52具有以下标准功能：8k字节Flash，256字节RAM，32 位 I/O 口线，看门狗定时器，2 个数据指针，三个 16 位定时器/计数器，一个6向量 2级中断结构，全双工串行口，片内晶振及时钟电路。另外，AT89S52 可降至 0Hz 静态逻辑操作，支持2种软件可选择节电模式：空闲模式下，CPU停止工作，允许RAM、定时器/计数器、串口、中断继续工作；掉电保护方式下，RAM内容被保存，振荡器被冻结，单片机一切工作停止，直到下一个中断或硬件复位为止。

NRF905无线收发芯片是无线通信模块PTR8000的主内嵌芯片，PTR8000专为点对多点无线通信设计，内置数据协议和CRC检错，无乱码输出，载波检测输出，点对多点通信硬件控制，是负责无线信息收发组件的不二之选。PTR8000作为集成nRF905芯片的无线通信模块，其产品性能优良，被选作无线系统中负责无线收发之用，其管脚描述如表1。

基于nRF905的PRT8000与单片机连接应用如图1所示。

总而言之，就目前无线系统的应用而言，无线已经深入到了方方面面。许多电器产品 （如一些家用电器）的操作控制也都采用了无线数据传输方式，而通过采用单片机进行无线数据的识别与编译，可以在规模可控的前提下实现诸多复杂功能，这使得以无线为载体，单片机作为中枢的各类无线传输系统变得“八面玲珑”、备受设计者追捧，其未来的使用前景不可估量。

参考文献

[1]汤文.基于无线通信的数据采集系统的设计[D]. 北京：北京交通大学，2009.

[2]杨志军.浅谈无线局域网的优势和标准[J].网络科技时代，2002（01）.

[3]蔡子裕.基于ARM嵌入式无线点菜系统终端的研究与设计[D].长沙：中南大学， 2008.

[4]沈晓红.网上酒店点菜系统[J].浙江水利水电专科学校学报，2003（01）.

作者单位

湖南省儿童医院 湖南省长沙市 410007