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通信与网络中的射频SoC nRF9E5及无线数据传输系统的实现
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2020-12-10
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摘要:介绍最新51兼容的射频SoC(片上系统)nRF9E5的系统框架、各个组成部分、工作方式和配置方法;分析无线数据传输系统的结构和运用nRF9E5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nRF9E5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 433/868/915MHz收发器、8051兼容微控制器和4输入10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nRF9
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通信与网络中的射频通信与网络中的射频SoC nRF9E5及无线数据传输系统的实现及无线数据传输系统的实现
摘要:介绍最新51兼容的射频SoC(片上系统)nRF9E5的系统框架、各个组成部分、工作方式和配置方法;分析
无线数据传输系统的结构和运用nRF9E5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nRF9E5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 433/868/915MHz收发
器、8051兼容微控制器和4输入10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nRF9
摘要:摘要:介绍最新51兼容的射频SoC(片上系统)nRF9E5的系统框架、各个组
成部分、工作方式和配置方法;分析无线数据传输系统的结构和运用
nRF9E5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nRF9E5在无线数据传输系统设计中的优势。
关键词:关键词:nRF9E5 射频SoC 数据传输 无线通信 51系列
引言引言
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 433/868/915MHz收发器、8051兼容微控制器和4输入10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nRF905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。
图图1
1 nRF9E5功能介绍功能介绍
1.1 nRF9E5硬件
(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8051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XRAM区读取数
据。微处理器中有256B的数据RAM和512B的ROM。上电复位或软件复位
后,处理器自动执行ROM引导区中的代码。用户程序通常是在引导区的引
导下,从EEROM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8051相同,只是增加了一些特殊功能
寄存器,如RADIO(P2)、ADCCON、ADCDATAH、ADCDATAL、
ADCSTATIC、PWMCON、PWMDUTY、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8051中的有所不同。
(2)CKLF时钟、RTC唤醒定时器、GPIO唤醒和WTD
nRF9E5内有一个低频的时钟CKLF,该时钟常开。当晶振开始工作
后,CKLF频率为4Hz;晶振不工作时,CKLF是一个低功耗RC晶振器,只
要VDD≥1.8V,其连续工作。RTC唤醒定时器、WTD(看门狗)和GPIO唤
醒全都工作在CKLF频率,以保证芯片功耗工作时能够完成这三个功能。
RTC唤醒定时器是一个24位可编程控制的递减计数器,WTD则是一个16位
可编程控制递减计数器。RTC唤醒定时器和WTD的循环周期一般在300μs~
80ms,默认为1ms。RTC唤醒定时器也能作GPIO的输出源,也就是说,当
RTC唤醒定时器初始化时间发生溢出时,能够产生一个用作GPIO输出的程
序脉冲。
(3)SPI接口和A/D转换器
SPI(串行外设接口)的接口引脚有MISO(接收EEPROM的SDO送来
的数据)、SCK(给EEPROM的SCK提供时钟信号)、MOSI(送数据到
EEPROM的SDI)、EECSN(给EEPROM的CSN送使能信号)。SPI口的
MISO、SCK和MOSI与P1口的低3位重用,通过寄存器SPI_CTRL控制来控
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