1 绪论

1.1 研究背景

 近年来，计算机技术、存储等技术以及信息处理技术地飞速发展促进了短距离的无线通信技术的发展。现在的短距离无线通信的实现方式主要有两种，一种是红外技术，另一种是射频技术。

 红外通信主要分为红外发射和红外接收两个部分。其通信的具体的过程是先将数字信号发送给红外发送电路，然后进行电路调制，将数字信号调制成能够在空中传输的红外光信号，接着由红外接收电路接收红外光信号，并进行解调，将红外光信号解调成可以让单片机处理的信号，然后在进行相应的后续处理。红外通信有着诸多的优点，例如不需要电缆连接、没有摩擦损耗、不怕散射电磁波的干扰，耗电少、体积小、方向性强、数据保密性好等等；但是由于其方向性强的特点，所以红外通信也存在着传输距离短，不能有障碍物的缺点。

 而基于射频技术的无线通信技术主要包括普通的射频技术、蓝牙技术以及HomeRF技术等等。和普通的RF射频技术相比，蓝牙和HomeRF技术比较复杂，传输距离较短，而且软硬件的设计和通信协议的编程复杂度高。所以，目前国内外对基于RF的无线通信模块技术研究日趋完善，大多数模块都工作于433/868/915MHz和2.4GHz频段。它们有着外围电路少，设计比较方便，工作频段ISM(工业、科学和医学)国际通用等特点，同时基于RF的无线收发系统的升级容易，功耗也比较低，是个比较理想的无线收发系统。本设计采用的便是基于RF技术的nRF905无线通信模块和单片机MSP430而设计的无线收发系统。

1.2 本文的主要工作

本文的主要工作是设计一个近距离的无线收发系统，以实现可控信号源的无线控制模块。考虑到工作量和工程实现的难度，本文选取了MSP430F149芯片作为MCU，nRF905作为无线收发模块。以IAR Embedded Workbench作为开发环境，用C语言实现了程序的设计，在开发板上成功的调试出结果，完成了数据的进距离的无限收发，从而实现了无线控制的功能。该系统的有着功耗低，传输速度快，穿透性好，可靠性好，应用广泛易于实现等特点。当然考虑到信号源后续波形产生的软件和硬件的兼容性，该系统选用FPGA和nRF905相结合比较合适，本文也为这一设计做了前期的准备工作，用Verilog编写了一个SPI的数据读写模块以及一个3_8编译码器并在Modelsim仿真软件上进行了波形的调试。

2 基于MSP430和nRF905通信模块设计的理论基础

2.1 总体系统的设计论文网

系统设计的框图如下图2.1所示,主控芯片用的是MSP430F149单片机，射频（RF）发射模块用的nRF905模块，两者之间利用SPI协议进行数据的交换，天线可以采用PCB天线或者高增益的外置天线，以适应远距离、小体积等不同的实际需求，液晶显示器用的是1602显示模块，1602显示模块总共有2行，每行可以显示十六位，可以用来显示控制信息。

图2.1 系统设计框图

2.2 nRF905模块

2.2.1芯片简介

  nRF905是挪威的Nordic公司所推出的一款工作电压为1.6-3.6V的单片机发射芯片，采用了32引脚5mm*5mm的QFN封装，最高的工作速率为50kbps，通信距离可达300米左右，可以工作于433/868/915MHz 三个ISM（工业、科学和医学）频段，本设计采用430MHz作为信号的发射频率。nRF905由5个功能模块组成，分别是晶体振荡器、频率合成器、功率放大器、接收解调器以及高斯频移键控调制器。在不外加声表面滤波器的情况下，nRF905也有着良好的通信效果。其结构框图如图2.2所示。nRF905融合了ShockBurst TM技术，能自动处理数据包的字头，可确保数据传输的可靠性因为模块内置了CRC校验过程。同时nRF905还有着