波特率自适应的无线数据传输模块设计

　　 1 模块总体硬件结构

　　如图1所示，模块总体硬件结构主要由微控制器和蓝牙芯片及其相应的外围电路组成，能自动完成波特率识别，并进行数据的编码处理，给用户提供了一个透明的数据接口。微控制器选用Atmel公司新推出的具有可在线编程(ICSP)功能的单片机AT89S51，便于以后软件的升级。根据发送数据是否需要曼彻斯特编码、所需外围元件的数量、功耗及发射功率等方面因素的综合比较，选用nRF401芯片作为无线数据传输芯片。

　　nRF401是单片无线收发芯片，采用蓝牙核心技术设计，内部集成高频发射、高频接收、PLL合成、FSK调制、FSK解调、多频道切换等诸多功能和外围部件协议。它是目前集成度最高的无线数据传输产品，也是目前唯一一个可以直接连接微控制器串口进行异步数据传输、无需进行曼彻斯特编码的无线收发芯片。nRF401发射功率最大为10 mw，工作电压为2.7～5 V，发射电流为8～30 mA，接收电流约为10 mA，待机电流为8 μA，灵敏度为-105dBm，20脚8 mm×7 mm的SOIC封装；所需外部元件很少，仅外接一个晶振和几个阻容、电感元件；基本无需凋试，传输速率最高为19.2 kbps，工作频段为433／434 MHz，有2个信道，调制方式FSK。

　　nRF401端口中与微控制器相关的有5个：DIN和DOUT用于异步串行通信，DIN的数据方向为微控制器到无线芯片，DOUT则相反；CS选择芯片频段，CS=0时为433.92 MHz，CS=1时为434.33 MHz，在本模块中将该引脚引出，以方便用户的控制，当一个频段无法工作时，可以设置为另一个工作频段，提高了系统的抗干扰能力；PWR_UP用于芯片节电控制，PWR_UP=0时为掉电(节电模式)，PWR_UP=1时为上电(工作模式)，在该模块中同样将其引出，当不需要无线发射和接收时，用户可将芯片设置为节电模式以降低系统功耗；TXEN选择芯片处于发射或接收状态，TXEN=0时为接收状态，TXEN=1时为发送状态。