单片无线收发芯片nRF401在双向无线防盗系统中的应用

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１． 芯片介绍ｎＲＦ４０１是北欧集成电路公司最新推出的单片无线收发一体的芯片，采用蓝牙核心技术设计，在一个２０脚的芯片中包括了高频发射、高频接收、ＰＬＬ合成、ＦＳＫ调制、ＦＳＫ解调、多频道切换等，是目前集成度最高的无线数传产品。ｎＲＦ４０１采用抗干扰能力强的ＦＳＫ调制方式，工作频率稳定可靠，外围元件少，便于设计生产，功耗极低，适合于便携及手持产品的设计，由于采用了低发射功率，高接收灵敏度的设计，满足无线电管制要求，无需使用许可证，是目前低功率无线数传的理想选择，可广泛用于遥控、遥测、小型无线网络、无线抄表、门禁系统、小区传呼、工业数据采集系统、无线标签、身份识别、非接触ＲＦ智能卡、小型无线数据终端、安全防火系统、无线遥控系统、生物信号采集、水文气象监控、机器人控制、无线２３２数据通信、无线数字语音等。该芯片内部框图如图１所示。２． 芯片特点ｎＲＦ４０１无线收发芯片性能领先业界，其显著特点是外围元件较少(约１０个)，在设计上充分考虑了用户编程和使用的方便，例如ｎＲＦ４０１可以直接接单片机串口发送接收数据，而无需对数据进行曼彻斯特编码，其他的单片ＲＦ收发芯片一般都需要对数据进行曼彻斯特编码后才能发送，采用曼彻斯特编码不仅增加了编程的复杂性，而且传输效率低，实际速率仅为标称的一半，不能满足实时传输的需要。而ｎＲＦ４０１系列独特的技术可以直接传送单片机串口数据，目前还没有其他厂商能做到这一点。ｎＲＦ４０１是目前外接元件最少的单片ＲＦ收发芯片之一，采用易于获得的４ＭＨｚ晶振，通过频率合成器合成４３３ＭＨｚ的工作频率，大大降低了成本，增加了使用的灵活性，而其他产品大多需要外接昂贵的变容二极管或表面波振子。３． ｎＲＦ４０１在无线双向防盗系统中的应用图２是ｎＲＦ４０１在无线双向防盗系统中的典型应用原理图，主要包括一个ｎＲＦ４０１芯片和编解码器(单片机)，采用单片机可以使功能更为强大。从图中可以看到，外围元件少，仅有一个基准晶体及几个无源器件，没有调试部件，天线用微带天线直接设计在线路板上，这给研制及生产带来了极大的方便。图中电感Ｌ１需要用高Ｑ值高精度的贴片绕线高频电感(Ｑ＞４５)，晶体Ｘ１需要用高稳定晶体，电容选用高稳定贴片元件，如ＮＰ０高稳定电容，以确保性能 ｎＲＦ４０１还可应用在电力系统自动控制、安全防火控制、身份识别等系统中。