路灯节能系统设计 - 图文

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引脚 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 名称 引脚功能 描述 N K CE 数字输入 RX或 TX模式选择 CS数字输入 SPI片选信号 SCMO数字输入 SPI时钟 数字输入 从 SPI数据输入脚 数字输出 从 SPI数据输出脚 数字输出 可屏蔽中断脚 电源 电源 电源（+3V 接地（0V） SI MISO IRQ VDD VSS XC2 XC1 VDD_PA ANT1 ANT2 VSS VDD IREF VSS VDD DVDD VSS 模拟输出 晶体震荡器 2 脚 模拟输入 晶体震荡器 1 脚/外部时钟输入脚 电源输出 天线 天线 电源 电源 给RF的功率放大器提供的+1.8V电源 天线接口 1 天线接口 2 接地（0V） 电源（+3V） 模拟输入 参考电流 电源 电源 接地（0V） 电源（+3V） 电源输出 去耦电路电源正极端 电源 接地（0V） 表3-9-3为PR24L01的引脚说明 37 / 73

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3.9.4工作模式

工作模式寄存器：

工作模式由PWR_UP register 、PRIM_RX register和CE决定，nRF24L01有工作模式有四种，分别为收发模式、配置模式、空闲模式、关机模式。如表3-9-4工作模式寄存器配置； 模式 PWR_UP PRIM_RX CE FIFO 寄存器状态 接收模式 1 1 1 ˉ 发送模式 1 0 1 数据在 TX FIFO寄存器中 发送模式 1 0 1→0 停留在发送模式，直至数据发送完 待机模式1 0 1 TX FIFO为空 II 待机模式1 ˉ 0 无数据传输 I 待机模式 0 ˉ ˉ ˉ 表3-9-4工作模式寄存器配置 4.1 收发模式

收发模式有Enhanced ShockBurstTM收发模式、ShockBurstTM收发模式和直接收发模式三种，收发模式由器件配置字决定。

4.1.1 Enhanced ShockBurstTM收发模式 在Enhanced ShockBurstTM收发模式下，RF24L01自动处理字头和CRC校验码。在接收数据时，自动把字头和CRC校验码移去。在发送数据时，自动加上字头和CRC校验码，在发送模式下，置CE为高，至少10us，将时发送过程完成后。

4.1.1.1 Enhanced ShockBurstTM发射流程

A. 把接收机的地址和要发送的数据按时序送入RF24L01； B. 配置CONFIG寄存器，使之进入发送模式。 C. 微控制器把CE置高（至少10us），激发RF24L01进行Enhanced ShockBurstTM发射；

D. RF24L01的Enhanced ShockBurstTM发射 (1) 给射频前端供电；

(2)射频数据打包(加字头、CRC校验码)； (3) 高速发射数据包；

(4)发射完成，RF24L01进入空闲状态。

4.1.1.2 Enhanced ShockBurstTM接收流程 A. 配置本机地址和要接收的数据包大小；

B. 配置CONFIG寄存器，使之进入接收模式，把CE置高。 C. 130us后，RF24L01进入监视状态，等待数据包的到来；

D. 当接收到正确的数据包(正确的地址和CRC校验码)，RF24L01自动把字头、地址和CRC校验位移去；

E. RF24L01通过把STATUS寄存器的RX_DR置位(STATUS一般引起微控制器中断)通知微控制器；

F. 微控制器把数据从RF2401读出；

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G. 所有数据读取完毕后，可以清除STATUS寄存器。RF2401可以进入四种主要的模式之一。

4.2 空闲模式

nRF24L01的空闲模式是为了减小平均工作电流而设计，其最大的优点是，实现节能的同时，缩短芯片的起动时间。在空闲模式下，部分片内晶振仍在工作，此时的工作电流跟外部晶振的频率有关。

4.3 关机模式

在关机模式下，为了得到最小的工作电流，一般此时的工作电流为900nA左右。关机模式下，配置字的内容也会被保持在RF24L01片内，这是该模式与断电状态最大的区别。 3.9.5配置RF24L01模块

RF24L01的所有配置工作都是通过SPI完成，共有30字节的配置字。 我们推荐RF24L01工作于Enhanced ShockBurstTM 收发模式，这种工作模式下，系统的程序编制会更加简单，并且稳定性也会更高。

ShockBurstTM的配置字使RF24L01能够处理射频协议，在配置完成后，在RF24L01工作的过程中，只需改变其最低一个字节中的内容，以实现接收模式和发送模式之间切换。

ShockBurstTM的配置字可以分为以下四个部分：

数据宽度： 声明射频数据包中数据占用的位数。 这使得RF24L01能够区分接收数据包中的数据和CRC校验码；

地址宽度： 声明射频数据包中地址占用的位数。 这使得RF24L01能够区分地址和数据；

地址：接收数据的地址，有通道0到通道5的地址； CRC：使RF24L01能够生成CRC校验码和解码。

当使用RF24L01片内的CRC技术时，要确保在配置字(CONFIG的EN_CRC)中CRC校验被使能，并且发送和接收使用相同的协议。 3.9.6工作模式引脚功能说明

表3-9-6 nRF24L01 在不同模式下的引脚功能 引脚名称 方向 发送模式 接收模式 待机模式 掉电模式 CE 输入 高电平>10us 高电平 低电平 - CSN 输入 SPI 片选使能，低电平使能 SCK 输入 SPI 时钟 MOSI 输入 SPI 串行输入 三态MISO SPI 串行输出 输出 IRQ 输出 中断，低电平使能 表3-9-6 nRF24L01 在不同模式下的引脚功能 39 / 73

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3.10显示电路

3.10.1数码管概述

数码管要正常显示，就要用驱动电路来驱动数码管的各个段码，从而显示出我们要的数字，因此根据数码管的驱动方式的不同，可以分为静态式和动态式两类。

静态显示驱动

静态驱动也称直流驱动。静态驱动是指每个数码管的每一个段码都由一个单片机的I/O端口进行驱动，或者使用如BCD码转化二/十进制译码器译码进行驱动。静态驱动的优点是编程简单，显示亮度高，缺点是占用I/O端口多，如驱动5个数码管静态显示则需要5×8＝40根I/O端口来驱动，要知道一个89S51单片机可用的I/O端口才32个呢：），实际应用时必须增加译码驱动器进行驱动，增加了硬件电路的复杂性。

动态显示驱动

数码管动态显示接口是单片机中应用最为广泛的一种显示方式之一，动态驱动是将所有数码管的8个显示笔划\、b、c、d、e、f、g、dp\的同名端连在一起，另外为每个数码管的公共极COM增加位选通控制电路，位选通由各自独立的I/O线控制，当单片机输出字形码时，所有数码管都接收到相同的字形码，但究竟是那个数码管会显示出字形，取决于单片机对位选通COM端电路的控制，所以我们只要将需要显示的数码管的选通控制打开，该位就显示出字形，没有选通的数码管就不会亮。通过分时轮流控制各个数码管的COM端，就使各个数码管轮流受控显示，这就是动态驱动。在轮流显示过程中，每位数码管的点亮时间为1～2ms，由于人的视觉暂留现象及发光二极管的余辉效应，尽管实际上各位数码管并非同时点亮，但只要扫描的速度足够快，给人的印象就是一组稳定的显示数据，不会有闪烁感，动态显示的效果和静态显示是一样的，能够节省大量的I/O端口，而且功耗更低。 3.10.2显示设计简介

该设计使用共阳数码管动态，如图3-10-2数码管显示电路，运用9012驱动四位数码管，当P12跳线接通时，P2给供以低电平时，经过9012三极管输出高电平，P0口送入段选，则在对应的位选上显示出数据。显示电路用于调试所采集的数据。

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