摘要：介紹了基于nRF401無線收發(fā)芯片的PC機串口通信模塊和PC機ISA插槽通信模塊的設(shè)計思路實現(xiàn)方案。通過該兩種模塊可以方便地實現(xiàn)PC機數(shù)字信號的載頻傳播，使計算機之間的無線數(shù)據(jù)傳輸成為可能。

    關(guān)鍵詞：無線收發(fā) nRF401 串口 ISA ActiveX

很多PC機應(yīng)用系統(tǒng)需要增加無線數(shù)據(jù)傳輸功能。本文基于挪威NORDIC公司最新推出的單片無線收發(fā)一體芯片nRF401，設(shè)計出兩種無線通信模塊：具有標準RS232C接口的串行模塊和具有標準PC機ISA總線插槽的通信模塊。系統(tǒng)由基于nRF401的高頻頭（UFH）和連接PC機的接收適配器（ADAPTER）兩部分組成。

1 高頻頭設(shè)計

1.1 主芯片nRF401簡介

nRF401是工作于ISM頻段（433MHz）的單片機無線收發(fā)一體芯片。它是目前集成度量高的無線數(shù)傳產(chǎn)品，20腳雙列直插封裝。NRF401內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖1所示，其中包含高頻接收/發(fā)射、PLL合成、FSK調(diào)制/解調(diào)和雙頻切換等單元。

該芯片有如下特點：FSK[5]頻移鍵控（Frquency-ShiftKeying）調(diào)制方式，直接數(shù)據(jù)輸入輸出，抗干擾能力強，特別適合工業(yè)場合；采用DSS+PLL頻率合成技術(shù)，頻率穩(wěn)定性極好；靈敏度高，達到-105dBm；無需曼徹斯特編碼；工作速率最高可達20kbit/s；最大發(fā)射功率達+10dBm，開闊地的使用距離最遠可達1000m；工作在ISM頻率433MHz和雙信道頻率433.92MHz/434.33MHz，使用不需要申請許可證。

1.2 考慮到相互干擾，在本系統(tǒng)中，高頻頭單獨做成一塊PCB板。

壓控振蕩器（VCO）外接22mH高品質(zhì)因素電感；鎖相環(huán)（PLL）外典型單端二階段濾波器；振蕩源輸入接4MHz晶振；天線設(shè)計采用環(huán)形差分天線。和通信模塊接口的電路采用四腳端口連接。其中，TXEN為發(fā)送使能，接低PCB板上的跳線。當接高電平時表明發(fā)送模式，反之為接收模式；CS為頻率選擇，也接PCB跳線，由高低電平選擇所使用的頻率；PWN_UP為節(jié)電模式選擇，采用同樣處理方式；ANT1/ANT2為天線接口。這樣，高頻頭僅以DOUT、DIN、GND和VCC與通信模塊構(gòu)成接口，使系統(tǒng)調(diào)試非常方便。

2 通信適配器的設(shè)計

考慮到PC機應(yīng)用的具體情況，本文提出了基于標準RS232C端口和基于ISA總線的兩種設(shè)計思路。為防止高頻電路對通信適配模塊的干擾，兩種情況下，通信適配器均單獨設(shè)計PCB電路板。

2.1 RS232方案

2.1.1 硬件實現(xiàn)

RS232方案如圖2所示，采用51系列芯片8052作為主控芯片，外加一片USART8251擴展8052的串行口，使之與PC機和高頻頭兩端都具有通信的能力。其中，8251的RXRDY和TXRDY可以用一片或門相連接至8052的INT0端口（中斷方式）或浮點（查詢方式）。

系統(tǒng)時鐘采用7.3728MHz的石英晶振，由8252的ALE、WR、RD組合產(chǎn)生1.2288MHz的脈沖信號，該信號作為8251的CLK時鐘信號，同時利用一片可編程定時/計數(shù)器8253進行64分頻以產(chǎn)生8251的收發(fā)時鐘。

    在接收板端，高頻頭接收來自發(fā)送高頻頭的FSK調(diào)制電磁波，經(jīng)過接口送到適配器的8052引腳RXD。運行于查詢方式時，系統(tǒng)程序把數(shù)據(jù)從8052的TXD端向PC機傳送，完成一次數(shù)據(jù)傳輸