单片机实现无线呼叫系统设计

　　随着科技的进步以及生活质量的不断提高，产生了各种不同类型的呼叫系统。传统的呼叫系统多是有线的，比如采用分布控制方式的单片机系统，主机和呼叫器的应答通过一根三芯导线，包括电源线、信号线、地线来完成，各呼叫器并行挂接。这样的系统存在着布线繁琐，安装麻烦、成本高等问题，针对这些问题，无线呼叫系统逐渐发展起来，越来越多的研究者将目光投向了无线领域。

　　1 系统设计方案

　　低功耗无线呼叫系统的发送和接收模块的框图如图1，图2所示。

　　

 

　　其中图1为无线发送模块，以STC89C52RC为主控制核心，及时响应终端的呼叫信息，然后利用nRF905无线传输模块将呼叫信息发送给无线接收模块进行处理。

　　图2为无线接收模块，以STC89C52RC为主控制核心，利用nRF905无线传输模块接收呼叫信息，然后利用串口转USB线上传给PC，利用上位机软件可以实时监测。

　　2 系统硬件电路设计

　　2.1 3.3V供电电源模块

　　该设计可用3.3V电压供电，故采用ASM1117-3.3电源供电系统，如图3所示。无线发送模块和STC89C52RC单片机皆为低功耗器件。对发送端而言，在对通信距离要求较远时，也可采用5V供电。接收端可通过与PC连接的USB提供5V电源。核心部件LM1117-3.3是一个低压差电压调节器系列。压差在1.2V输出，此时相应的负载电流为800mA。

　　

 

　　2.2 单片机控制电路

　　从电源供给及功耗等各方面的考虑，数据处理部分采用STFC89C51RC/RD+系列的STC89C52RC单片机。

　　STC89C52RC单片机除具有MCS-51系列单片机FLASH、RAM、分频器、位定时器/计数器等结构外，具有如下主要特点：加密性强，无法解密;超强抗干扰;对外部的电磁辐射低;超低功耗，正常工作模式时典型功耗为4～7mA。

　　STC89C52RC单片机与单片射频收发器nRF905连接如图4所示。

　　

 

　　2.3 数据传输模块的选择

　　数据传输模块采用NewMsg_RF905SE模块，该模块采用挪威Nordic公司推出的单片射频收发器nRF905芯片开发而成。NewMsg RF905单片无线收发器工作电压为1.9～3.6V，工作在433/868/915MHz的ISM频段，最大数据速率为100Kb/s。芯片内部由1个完全集成的频率调制器、1个带解调器的接收器、1个功率放大器、1个晶体振荡器和1个调节器组成。ShockBurst工作模式的特点是自动产生前导码和CRC可以很容易通过SPI接口进行编程配置电流消耗很低，在发射功率为+10dBm时，发射电流为30mA接收电流为12.5mA。进入POWERDOWN模式可以很容易实现节电。nRF905是单工工作方式，且在待机模式、接收模式、发送模式之间切换需要延时，所以在无线通信过程中，通信软件应该有合理的时序。表1为nRF905的工作模式及相应功能。