波特率自适应的无线数据传输模块设计

　　PCB板布局和电源去耦设计对于RF射频电路获得较好的性能是必要的，电路板采用1.6 mm厚FR4板材的两层PCB，底层铺铜面，并在元件层空白区铺铜；多打通孔连接上下层，铜面与地线相连，天线下底层不铺铜，VSS直接与铜层连接，并保证关键元件有充分的接地。所有开关数字信号和控制信号都不能经过PLL环路滤波器元件和VCO电感附近。直流供电在离VDD脚尽可能近的地方用高性能的电容去耦，去耦使用1个小电容(0.01μF)和1个大电容(2.2μF)并联，并避免较长的电源走线。

　　2 硬件设计及软件实现

　　2.1 微控制器与nRF401接口设计

　　微控制器AT89S51与蓝牙芯片nRF401的接口电路如图2所示。nRF401芯片只需10个左右的元件即实现了数据收发功能，应用极其方便。其TXEN端为数据收发选择端，当设定为发送模块时，将其置为高电平；同时，DIN引脚与微控制器的TXD端相连，微控制器的RXD端作为预留接口与外部主控单片机的TXD相连。若设计为接收模块，则将TXEN端置为低电平；同时，DOUT引脚与微控制器的RXD端相连，微控制器的RXD引脚与外部主控单片机的TXD引脚相连。模块与外部单片机的通信波特率为自动检测方式，受nRF401芯片通信速率的限制，可以工作在1 200～19 200 bps。模块上预留ICSP接口，可在系统编程，方便程序的升级；同时具有良好的防窃密功能，不易破解。

　　2.2 串口模拟及波特率自适应的实现

　　模块上的微控制器AT89S51既要控制nRF401芯片实现与外界的数据交换功能，又必须受控于模块外部的主控单片机，因此AT89S51必须能同时与nRF401芯片和片外主控单片机通信；但AT89S51只有一个UART，无法满足要求。为解决这一予盾，通常的做法是扩展一片8251或8250通用同步／异步接收发送芯片(USART)，但会额外占用单片机I／O资源，增加系统的成本，同时也增大了PCB板的布局面积。在本系统中用单片机普通I／O口模拟串行口，利用该方法还可扩展多个外部串行端口，实现多机通信。