基于nRF24L01的無線溫濕度測試系統(tǒng)
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3 系統(tǒng)的軟件設(shè)計
3．1 無線發(fā)送模式流程
1)MCU控制引腳CE為低，使nRF24L01進入待機模式I，配置其寄存器：
2)當MCU有數(shù)據(jù)要發(fā)送時，接收節(jié)點地址(TX_ADDR)和有效數(shù)據(jù)(TX_PLD)通過SPI接口寫入nRF24L01，當CSN為低時數(shù)據(jù)被不斷地寫入。發(fā)送端發(fā)送完數(shù)據(jù)后，將通道0設(shè)置為接收模式來接收應(yīng)答信號，其接收地址(RX_ADDR_P0)與接收端地址(TX_ADDR)相同；
3)設(shè)置PRIM_RX為低、CE為高，啟動發(fā)射模塊，CE高電平持續(xù)時間最小為10μs；
4)nRF24L01 ShockBurst發(fā)送模式：無線系統(tǒng)上電、啟動內(nèi)部16 MHz時鐘、無線發(fā)送數(shù)據(jù)打包、高速發(fā)送數(shù)據(jù)；
5)數(shù)據(jù)發(fā)送完后，立即進入接收模式。如果在有效應(yīng)答時間范圍內(nèi)收到應(yīng)答信號，則認為數(shù)據(jù)成功發(fā)送到了接收端，此時狀態(tài)寄存器的TX_DS位置高并把數(shù)據(jù)從TX_FIFO中清除掉；如果在設(shè)定時間范圍內(nèi)沒有接收到應(yīng)答信號，則重新發(fā)送數(shù)據(jù)，如果自動重發(fā)計數(shù)器溢出，則狀態(tài)寄存器的MAX_RT位置高，不清除TX_FIFO中的數(shù)據(jù)。當MAX_RT或TX_DS為高電平時IRQ引腳產(chǎn)生中斷，IRQ中斷通過寫狀態(tài)寄存器來復位。如果重發(fā)次數(shù)在達到設(shè)定的最大重發(fā)次數(shù)時還沒有收到應(yīng)答信號的話，在MAX_RX中斷清除之前不會重發(fā)數(shù)據(jù)包，數(shù)據(jù)包丟失計數(shù)器(PLOS_CNT)在每次產(chǎn)生MAX_RT中斷后加一；
6)如果CE置低，則系統(tǒng)進入待機模式I，如果不設(shè)置CE為低，則系統(tǒng)會發(fā)送TX_FIFO寄存器中下一包數(shù)據(jù)，如果TX_FIFO寄存器為空且CE為高則系統(tǒng)進入待機模式II；
7)如果系統(tǒng)在待機模式Ⅱ，當CE置低后系統(tǒng)立即進入待機模式I。
nRF24L01的發(fā)送模式的程序流程圖如圖4所示。本文引用地址：http://cafeforensic.com/article/155242.htm
3．2 無線接收模式流程
1)MCU將nRF24L01的CE引腳置低，使其進入待機模式I，并對其寄存器進行配置；
2)將PWR_UP、PRIM_RX、CE引腳置高，使nRF24L01進入接收模式；
3)130μs后nRF24L01開始檢測空中信息；
4)接收到有效的數(shù)據(jù)包后(地址匹配、CRC校驗正確)，將數(shù)據(jù)存儲在RX_FIFO中，同時RX_DR位置高，并產(chǎn)生中斷；
5)發(fā)送確認信號；
6)MCU設(shè)置CE腳為低，使nRF24L01進入待機模式I；
7)MCU通過SPI口以合適的速率將數(shù)據(jù)讀出。
nRF24L01的接收模式的程序流程圖如圖5所示。
4 結(jié)論
文中設(shè)計了一種低功耗、高可靠性的溫濕度測試系統(tǒng)。經(jīng)測試本系統(tǒng)在空曠環(huán)境下可靠通信距離達到220 m，可以滿足實際測試需要。
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