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射频 S o C n R F 9 E 5及无线数据传输系统的实现
■ 武汉理工大学 郑 启 忠 耿 四 军 朱 宏 辉
介 绍最新 5 1兼容 的射 频 S 0 C(片上 系统 )n R F 9 E 5的 系统 框 架 、各 个 组成 部 分 、 工作 方 式和 配 置方
摘 要 法 ;分析无 线数据传 输 系统的结 构和运用 n R F 9 E 5进行 无线 数据 系统设计 的通信协议 :给 出 系统的
硬 件原 理 图和程 序 流程 图 ; 归纳 n R F 9 E 5在 无 线数据 传输 系统 设 计 中的优 势 。
关键词 nRF9E5 射 频 SoC 数据传 输 无线通 信 51系列
引 言
nRF9E5是Nordic VLSI公司于 2004年 2月 5日推 出
的系统级 RF芯 片,其内置 nRF905 433/868/9 1 5MHz收发
器 、805 1兼容微控 制器和 4输入 1 0位 80ksps A/D转换
器, 是真正的系统级 芯片 ,如图 1所示 。内置 nRF905收
发 器 与 n R F 9 0 5 芯 片 的 收 发 器 一 样 , 可 以工 作 于
ShockBurst(自动处理 前缀 、地址和 CRC)方 式 。内置电
压调 整模块 , 最 大限 度地 抑 制噪 音 , 为 系统 提供 1.9~
3.6V的工作 电压 ,QFN5× 5mm封 装 ,载波检测 。nRF9E5
符 合美国通信委 员会和欧洲 电信标准学会的相 关标准 。
由 于 nRF905功耗 低 , 工 作 可 靠 , 因此 很适 用 于 无线 数
据 传 输 系统 的 设 计 。
1 nRF9E5功能介绍
1.1 nRF9E5硬件 1]
(1)微控制 器
nRF9E5的片 内微控制器与
标准 8051兼容 ,指 令时 序与标
准 805 1稍有 区别 。典型 的区别
是 :nRF9E5的片内微 控制器 的
指令 周期为4到 20个指 令周期 。
中断 控 制器 支持 5个 扩展 中 断
源 :ADC中断 、SPI中断 、RADIO1
中断 、RADIO2中断和唤醒 定时
器中断 。片 内控 制器还有 3个与
8052相同的定时器 。1个和 8051
相同 的串口, 可以用定 时器 1和
定时 器 2来 作 为 异步 通 信 的波
特 率 产生 器 。此 外 , 还扩 展 了
2 个 数 据 指 针 , 以 方 便 于 从
AIN0(29)
AINl(28)
AIN2(27)
AIN3(26)
DVDD lV2(31
-lH卜+
VDD —_=
VSS ,‘二
XRAM 区 读取数据 。微处 理器中有 256B的数据 RAM 和
5 1 2B 的 ROM 。上 电复位 或 软件 复 位后 ,处理 器 自动执
行 R0M 引导 区中的 代码 。用 户程序通 常是在 引导 区的
引导下 ,从 EEPROM 加载到 1个 4KB的 RAM 中,这 个
4KB的 RAM 也可作 存储数据用 。nRF9E5的大部分寄存
器和 标准 805 1相 同, 只是增 加了一些 特殊功 能寄存器 ,
如 RADIO(P2)、ADCCON、ADCDATAH、ADCDATAL、
AD CSTATIC 、 PW M CO N 、 PW M D UTY 、 RCAP2L 、
RCAP2H、CKLFCON等 。nRF9E5中的 P0、P1和 P2口寄
存器地址和标准 8051中的相 同,都是 0x80、0x90、0xA0,
但功能 和标准 805 1中的有 所不同 。
l0位
加
转 换 器
805l兼 容CPU
RF收发器 BIAS
晶振
电源管理
模块
由 豳 隰
8.Ch可编程唤 醒
V DD
— PA(19)
ANTl(20)
ANT2(21)
XC2(15)
蓍詈彗说明
有 引脚 、 。 、。 、 、
SDOSCKSDICSN l VDD ̄-0l脚4、17、25。
图 1 nRF9E5功能图
5
辜
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