今天小编为大家推荐《低功耗无线收发芯片管理论文(精选3篇)》，供大家参考借鉴，希望可以帮助到有需要的朋友。摘要：文章介绍了一种基于ZigBee的温湿度监测系统，系统以无线射频芯片CC2530为核心设计了用于温湿度监测的无线传感器网络，对系统的硬件电路设计和温湿度传感器DHT11的选择作了说明，给出了协调器和终端设备的软件结构图，设计了上位机监测平台软件。经测试表明系统运行稳定、节点硬件接收灵敏度高、温湿度测量准确，且具有可视化特点，可广泛用于环境监测。
低功耗无线收发芯片管理论文 篇1：
基于Zigbee的无线校园火灾监控系统硬件节点设计
摘要：在校园安全监控中，对火灾险情的监控至关重要。该文以意法半导体公司推出的STM32系列ARM控制器、TI公司的CC2420无线射频芯片为技术核心，设计出了基于ZigBee技术的无线校园火灾监控、报警系统的硬件节点模块。实践表明，以该模块构成的火灾监控系统，能够有效地对校园火灾进行无线网络化监控。
关键词: STM32；zigbee；无线；火灾监控；硬件节点
Hardware Node Design of Wireless Fire Alarm System for Campus Based on ZigBee
DING Fan,ZHOU Yong-ming
(School of Physics and Mechanical & Electrical Engineering, Shaoguan College, Shaoguan 512005, China)
Key words: STM32; zigbee; wireless; fire monitoring; hardware node
在校園环境中，火灾等危险事故时有发生；如果对这些事故能进行监控，及时对事故预测和预报，就能大大减少人员伤亡和财产损失。近些年来，随着以微机电系统（MEMS）为基础的传感器技术、低功耗的数字和模拟技术以及无线射频通信技术的进步，推进了低成本、低功耗的无线传感网络技术的飞速发展[1-2]，从而使得开发低成本的火灾监控和报警网络系统成为可能。
目前校园安防监控系统大多是基于有线通信，这就使得一些不便于布线的区域成为了安防监控的盲区，而且采用的是有线方式连接，可扩展性较差，维护起来也比较困难，因为相对成本较高。
基于上述原因，结合校园防火报警需要，该文提出了基于意法半导体公司推出的STM32系列ARM控制器、TI公司的CC2420无线射频芯片以及Zigbee无线通信技术为技术核心的无线智能型校园火灾监控系统硬件节点设计方案。利用zigbee无线传感器网络，配合各种传感器的使用，可以对校园实行全方位、多角度实时监控。当校园内有火灾等安全事故发生时，便可以快速通知管理人员及时进行处理，从而极大地保证了学校师生的生命财产安全。
1系统总体架构设计
本文设计的火灾监控系统采用树形网络拓扑结构，整个网络由三种硬件节点模块组成，包括ZigBee终端节点、路由器节点、网络协调器节点，ZigBee终端设备节点负责收集探测器探测到的报警信息，并把报警信息利用ZigBee无线通讯方式发送到终端设备的路由器节点(即父设备)，再由路由器节点转发到网络协调器节点。基于ZigBee技术的智能火灾监控报警系统提高了管理系统中数据的可靠性,对每个终端节点所监控的区域内发生的火灾险情能够及时判断并通过无线网络通知管理人员。系统的整体结构如图1所示。
2系统硬件节点模块设计
2.1微处理器（MCU）控制模块
在本系统中，采用意法半导体公司(ST)推出的STM32系列微控制芯片STM32F103R8为主控制器。STM32系列32位闪存微控制器使用来自于ARM公司专为嵌入式领域开发的具有突破性的Cortex—M3内核，该内核是专门设计于满足集高性能、低功耗、实时应用于一体的嵌入式领域的要求，具有高性能、低功耗、实时性等特点。STM32提供3种睡眠、停机和待机模式三种低功耗省电模式和灵活的时钟控制机制，用户可根据自己的需求合理的优化耗电和性能要求。STM32F103R8属于增强型系列芯片，主频率为72 MHz，高达90DMips，1.25DMips/MHz，内置128K字节高速闪存程序存储器和20K字节的SRAM，通过APB总线连接的丰富和增强的外设以及多达80个的高速I/0口。
图1无线校园火灾报警系统的整体架图
2.2 Zigbee无线射频传输模块
CC2420是Chipcon公司推出的第一款真正意义上符合2.4GHz IEEE802.15.4协议规范，广泛应用于无线网络中的低功耗、低电压的射频收发芯片，只需极少外部元器件，性能稳定且功耗极低。CC2420的选择性和敏感性指数超过了IEEE802.15.4标准的要求，可确保短距离通信的有效性和可靠性。CC2420为工作于2.4GHz免授权频段的无线通信提供了一个低成本的完整解决方案。
无线射频模块的功能是以射频模式接收和发送数据。CC2420通过SPI接口与主微控制器（MCU）交换数据、发送命令等通信，由于STM32F103系列芯片一般都集成了SPI控制器，因此CC2420射频模块可以很方便地通过SPI总线接口与处理器STM32直接连接并进行数据通信。
CC2420与微处理器STM32F103R8的接口如图2所示，CC2420通过SPI四条线接口（CSn, SI, SO, SCK）直接连接到的STM32F103R8的4个SPI通信接口，负责数据通信；另外，还有SFD, FIFO, FIFOP和CCA 4个引脚与微处理器STM32F103R8连接，负责表示收发数据的状态。在这种连接方式中，STM32工作在SPI主模式下;而CC2420射频模块工作在子模式下，由处理器STM32控制进行有效的数据收发工作。
图2 Zigbee无线射频通信模块与STM32的连接框图
2.3传感器模块
随着微处理器技术、传感器技术和信号处理技术的快速发展，火灾自动探测技术已从单一传感器探测向着多传感器融合的方向发展，火灾探测预警的可靠性也随之大幅度提高。目前多传感器融合火灾探测技术主要选用光电感烟、感温和感CO传感器组合形式。采用多传感器的优点在于使探测器能够提高对火灾特征信号响应的灵敏度和均衡度，进而提高探测的质量和可靠性。
在本系统设计中，也采用了三层多传感器复合探测方案，选用烟雾传感器、CO浓度传感器和温度传感器，将烟雾浓度、CO浓度和温度作为火灾探测信号。选用了红外发光二极管OP231和红外接收二极管OP801SL构成光电烟雾传感器、Maxim公司的DS18B20传感器、TGS的TGS2442 CO气体传感器。
考虑到一般得烟雾传感器价格相对较高，这里我们使用的烟雾传感器由价格低廉的OP231,OP801SL红外发射、接收光电二极管组成，按照75℃安装在内壁为黑色粗糙面的迷宫型集烟盒内，利用火灾发生时产生的烟雾微粒对光的散射作用，在一定的烟雾浓度范围内，散射光的强度与烟雾的浓度成比例，而这种漫散射的光将使光电二极管的阻抗发生变化，这样便可以将烟雾信号转变为电信号，以供传感器节点采集。DS18B20采用的是1-Wire总线协议方式，在-55～+125℃的测量精度为±0.5℃，，测量结果可选用11位串行数据输出。而CO传感器选择的是TGS系列半导体式气体传感器TGS2442，其特点是低功耗、对CO的灵敏度高、寿命长、成本低，对湿度的依赖性低，工作于极短的脉冲加热方式。
2.4 Zigbee节点硬件总体结构设计
结合本火灾报警系统中数据融合技术zigbee节点数据处理能力和内存的要求，本设计采用基于意法半导体公司(ST)推出的STM32系列微控制芯片STM32F103 +CC2420的方案。
系统中有三种节点：zigbee终端设备节点、zigbee路由器节点和zigbee网络协调器节点，从硬件角度看，二者的核心部件都是STM32F103+CC2420、天线、电源，这也是ZigBee设备可以工作的最简系统。基于其硬件结构上的异同点，在设计和组装时根据不同的节点用途对部分单元电路作相应取舍。例如路由器节点和终端节点采用的是电池供电方式，并且不必有串口扩展电路；而协调器采用交流电源供电方式，不必有传感器单片机（无需采集数据），但必须有串口扩展电路以实现与上位机通信。
除此以外，协调器还有与火灾报警控制器通信用的串口及作实时显示之用的LCD;路由器还有显示状态用的指示灯;终端传感器节点有显示节点状态用的状态指示灯以及温度传感器。二者电路均不复杂，都是基本系统加上少量外围扩展电路。为了节约成本，只制作一种集成所有的外围电路电路板，留出所需外扩电路接口，这样便可在制作正式产品时外接使用所需的不同外围电路即可。本系统所设计的Zigbee节点硬件总体架构如图3所示：
3结论
综上所述，本系统采用ST公司推出的新一代基于ARM Cortex-M3内核的STM32系列处理器作为主控制器（MCU），同时在原有有线监控报警系统的基础上，引入了Zigbee无线传感组网技术，实现了校园火灾事故的无线实时监控。相比传统的有
线传感器火灾报警系统，该文设计的基于Zigbee技术的无线传感器网络克服了有线传感器网络的局限性，既避免了其他无线通信技术的高功耗的缺点，同时也降低系统布线成本、安装和维护难度，具有广泛的前景和推广价值，可广泛在校园、医院等场所的火灾监控报警中。
图3硬件节点总体结构图
点，同时也降低系统布线成本、安装和维护难度，具有广泛的前景和推广价值，可广泛在校园、医院等场所的火灾监控报警中。
本文作者创新点：
1）采用的是ST公司推出的基于ARM Cortex-M3内核的STM32系列处理器，具有高性能、低成本、低功耗、实时性强、易开发等特点，后期维护和升级简单。
2）引入了先进的Zigbee无线传感组网技术，实现了校园火灾事故的无线实时监控；克服了有线传感器网络的局限性，避免了其他无线通信技术的高功耗的缺点，和现有的无线传感器网络相比，它具有节点成本低、网络容量大、生存周期长等诸多优点，同时降低系统布线成本、安装和维护难度。
参考文献：
[1]张帅华.基于AT91SAM9260的ZigBee工业以太网网关设计[J].微计算机信息,2011(8):113-114.
[2] Yunzhou ZHANG,Dingyu XUE,Chengdong WU,Hao CHU.Design and Implementation of A Wireless Sensor Network Node[C].Proceedings of 2008 IEEE International Conference onWiCOM. pp:1-4.doi:1109/WiCom.2008:906.
[3]杨荣,杨涛.基于ZigBee的无线传感器网络及其在智能大厦中的应用[J].中国农机化,2005(5):76-79.
[4]王永虹,徐炜,郝立平.STM32系列ARM Cortex-M3徽控制器原理与实践[M].北京:北京航空航天大学出版社,2008.
作者：丁凡 周永明
低功耗无线收发芯片管理论文 篇2：
基于ZigBee的温湿度监测系统
摘要：文章介绍了一种基于ZigBee的温湿度监测系统，系统以无线射频芯片CC2530为核心设计了用于温湿度监测的无线传感器网络，对系统的硬件电路设计和温湿度传感器DHT11的选择作了说明，给出了协调器和终端设备的软件结构图，设计了上位机监测平台软件。经测试表明系统运行稳定、节点硬件接收灵敏度高、温湿度测量准确，且具有可视化特点，可广泛用于环境监测。
关键词：ZigBee；CC2530；无线传感器网络；DHT11；协调器；终端设备；温湿度
环境中的温湿度与工农业生产及人民生活息息相关，如企业生产、仓库存储、温室大棚，家居生活。湿度过大会引起粮食霉变；温度变化会影响生产生活质量；精密仪器、半导体器件会因环境过温、过湿而性能降低[1]，并且随着人们对家居生活舒适度的要求越来越高，对室内室外的温湿度往往需要实时了解或监测。
由于温湿度监测一般存在着监测点分散、需远程控制等困难，为此，文本提出了基于ZigBee技术的无线温湿度监测方案，在监测区域放置传感器节点来采集温湿度数据，经处理后通过自组织无线网络将温湿度数据传输到监控端，由监控端对采集的信息进行统一管理分析。该方案改变了传统的有线监测方式，具有低成本、低功耗，可扩展性，布线简单等特点。目前蓝牙、WiH等无线通信技术应用日益广泛，但其复杂的设备系统，高功耗、高成本，不适合应用在一些低数据速率、低成本和通信范围较小的场合等领域，因此为了满足类似于温湿度传感器这样小型、低成本设备无线联网的要求，ZigBee技术正符合这种需求[2]。
1 ZigBee技术
ZigBee技术是一种短距离、低复杂度、低功耗、低速率、低成本的双向无线通信技术，是一组基于IEEE802.15.4无线标准研制开发的有关组网、安全和应用软件方面的通信技术。ZigBee协议规范使用了IEEE802.15.4定义的物理层（PHY）和媒体介质访问层（MAC），并在此基础上定义了网络层（NWK）和应用层（APL）架构[3]。
在ZigBee网络中存在3种逻辑设备类型：Coordinator（协调器），Router（路由器）和EndDevice（终端设备）。ZigBee网络由一个Coordinator以及多个Router和多个EndDevice组成。Coordinator（协调器），协调器主要负责配置网络参数、启动整个网络，接收发送数据。协调器也可以用来协助建立网络中安全层和应用层的绑定（bindings）。Router（路由器）的功能主要是允许其他设备加入网络，多跳路由和协助它自己的由电池供电的终端设备的通信。
EndDevice（终端设备）没有特定的维持网络结构的责任，往往连接不同的传感器进行数据采集[4]。
2 系统总体设计方案
本系统框架如图1所示。监测系统由ZigBee无线传感器网络（WirelessSensorNetworks，WSN）和上位机监测平台两部分组成。ZigBee无线传感网是由分布在监测区域中的协调器、路由器和多个终端设备组成。其中，终端设备带有温湿度传感器，分布在监测区域实时感知和处理数据，并将这些数据通过无线射频信号发射出去；路由器主要将传感数据路由到协调器；协调器对整个无线个域网（WirelessPersonalAreaNetwork，WPAN）屮各个传感器节点发出的无线射频信号进行接收和处理，并通过RS232串行总线送入上位机[5]。上位机监测平台软件采用高级语言开发环境MicrosoftVisualStudio2010（简写VS2010）来编写，负责接收、显示和存储协调器发过来的温度、湿度无线传感器数据。
DHT11数字温湿度传感器是一款含有己校准数字信号输出的温湿度复合传感器。DHT11传感器部分技术参数如表1所示，它应用专用的数字模块采集技术和温湿度传感技术，具有超快响应、抗干扰能力强、精度高等优点[8]。传感器包括一个电阻式感湿元件和一个NTC测温元件，并與一个高性能8位单片机相连接。DHT11与CC2530的引脚连接如图5所示，图中VCC接电源，GND接地，数据引脚DATA接CC2530芯片的P0_7引脚来获取环境中的温湿度数据。
2.1 系统硬件设计
WSN中的传感节点由数据采集模块、信号处理模块、无线射频模块和电源模块4部分组成。其中数据采集模块负责监测区域内信息的采集和数据的转换；信号处理模块，负责控制整个传感节点的操作，存储和处理本身采集的数据以及其他节点发来的数据；无线射频模块，负责与其他传感节点进行无线通信，收发采集的数据[6]；电源模块，为传感节点提供运行所需的能量，通常采用微型电池。WSN中传感器节点的结构如图2所示。
在本系统中，所有网络节点中的信号处理模块和无线射频模块采用CC2530片上系统（System-on-chip，SoC），所谓片上系统一般是指在单个芯片上集成一个完整的系统，一般包括中央处理器（CPU）、存储器以及外围电路等。CC2530是用于IEEE802.15.4、ZigBee和RF4CE应用的一个真正的片上系统（SoC）解决方案。CC2530结合了领先的RF收发器的优良性能，业界标准的增强型8051CPU，系统内可编程闪存，8-KBRAM和许多其他强大的功能。CC2530有4种不同的闪存版本：CC2530F32/64/128/256，分别具有32/64/128/256KB的闪存[7]。CC2530具有不同的运行模式，运行模式之间的转换时间短进一步确保了低能源消耗，使得它尤其适应超低功耗要求的系统。
另外需要说明的是，考虑到网络中的终端设备需要驱动传感器进行数据采集，因此本系统中的终端设备设计简化图如图3所示。其中，数据采集模块的传感器采用温湿度传感器DHT11，实物图如图4所示。
2.2 系统软件设计
本系统中的网络节点间通信采用ZigBee技术，因此软件应用程序开发是在TIZigBee协议栈（简写TIZ-Stack）基础上进行编写，采用的软件开发环境是IAR8.10。由于Z-Stack己经编写了从MAC层（macEventloop）到ZigBee设备应用层（ZDApp_event_loop）这5层任务的事件处理函数，因此，笔者主要编写了协调器应用层和终端设备应用层的任务及事件处理函数。根据前文1ZigBee技术中对ZigBee网络的3种设备角色的功能，再结合本系统中ZigBee网络中设备的功能需求，对协调器和终端设备的软件结构设计如图6—7所示，路由器主要路由转发协调器和终端设备的数据，此处暂不对路由器进行软件设计。
协调器和终端而设备上电后，首先对系统初始化，主要初始化硬件平台和软件架构所需要的各个模块，然后执行操作系统入口程序〇sal_start_system（）。其中协调器开始广播Beacon信标帧，组建一个WPAN并允许新节点加入网络，对申请入网成功的新节点分配16位的网络短地址作为网络中唯一的身份标识。协调器通过SamPleAPP_MessageMSGCB（）函数捕获空气中的信号，若信号是温湿度数据则通过串口上传给上位机。若又有新节点入网，则依旧处理入网请求[9]。
图7中终端设备在入网成功后，调用数据采集函数来驱动温湿度传感器DHT11进行温湿度数据采集，然后调用无线发送函数AF_DataRequest（）将采集的数据形成数据包，再利用CC2530无线射频模块的发送器发送到空气中，发送地址模式分为单播、广播和组播3种模式。其中AF+DataRequest（）的函数原型为：
afStatus_tAF_DataRequest（afAddrType_t*dstAddr，
endPointDesct*srcEP，
uintl6cID，
uintl6len，
uint8*buf，
uint8*transID？
2.3 上位機监测平台设计
上位机监测平台负责接收、显示和存储协调器发过来的温度、湿度无线传感器数据。在该平台中，需要具有以下功能。
功能1：可对通信串口的端口、波特率、数据位、停止位、校验位进行设置；功能2：可以打开和关闭己经存在的串口；功能3：可以接收和发送数据，接收到的数据在接收文本框中可以显示；功能4：发送和接收的字符可显示为十六进制数；功能5：对接收的数据进行判断处理，并可以判断出接收的数据是否为温度或湿度数据；功能6：显示相应的温度或湿度。
上位机监测平台设计如图8所示。
3 系统实现
3.1 ZigBee无线传输硬件平台实现
ZlgBee无线传输硬件平台的搭建实物图如图9所示，协调器和终端设备（由于实验距离短，此处不考虑使用路由器）组成了ZigBee无线传感网，协调器由于无RS232串口，故使用USB转COM线连接上位机（注意需要安装USB转COM驱动，否则串口无法识别相应的COM口）。终端设备使用电源供电，每个终端设备上连接有DHT11温湿度传感器。此系统具有体积小和功耗低的特点。
3.2 上位机监测平台实现
在高级语言开发环境VS2010来开发的上位机监测平台软件一温湿度监测系统如图10所示。在该系统中，首先设置端口号、波特率、数据位，停止位和校验位相关串口参数，然后打开串口，串口成功打开后即可接收数据了。协调器接收到的温度或湿度数据通过串口上传到上位机，并用两条不同的曲线实时显示出来。本软件也可以查看到最新的温度和湿度数据，其中湿度为相对湿度值，用百分比表示。
4 结语
基于传统有线传感网的局限性，本文提出了基于ZigBee技术的温湿度监测系统，本系统无线传感网中各节点采用Chipcon公司生产的CC2530芯片，该芯片集成了ZigBee射频前端、内存、微控制器等，ZigBee终端节点利用DHT11进行温湿度采集，实现数据在ZigBee无线网络中传输。
开发的上位机监测平台，通过串口与协调器连接，实现数据显示和存储功能，使温湿度数据监测可视化。测试结果表明，该系统组网速度快、节点灵活、显示清晰。
该系统具有低成本、低功耗，布线简单、可视化等优点，可以广泛应用于企业生产、仓库存储、温室大棚，家居生活
[参考文献]
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作者：李艳丽 廖晓娟
低功耗无线收发芯片管理论文 篇3：
基于定位系统之定位射频验卡器的设计
【摘要】本文主要讲述了运用单片机控制电路和液晶屏显示电路进行2.4GHz射频定位卡的检测， 射频收发芯片nRF2401、控制芯片选用STC89LE51工业级单片机芯片、液晶屏显示LCD128645ZK、时钟芯片PCF8563。
【关键词】2.4GHz；无线通信；射频；收发芯片；单片机
0.引言
nRF2401是挪威Nordic公司推出的单片无线收发一体芯片，工作于2.4G Hz--2.5GH的ISM(工业、科学和医疗)频段，能够在全球无线市场畅通无阻。芯片内置频率合成器、功率放大器、晶体振荡器和调制器等功能模块，只需少量外围元件便可组成射频收发电路，常用于无线鼠标和键盘、无线手持终端、无线频率识别、数字视频、遥控和汽車电子等方面。
根据目前煤矿人员定位系统的应用，为增强人员定位数据的准确性、及时性，增设“定位射频验卡器”，做到一人一卡信号接收的同时直接显示出来，持卡人自己在井口核对准确的卡号，如果标识卡有问题持卡人能第一时间发现，避免因卡的问题出现错误数据分析，能更好的满足煤矿人员定位的需求，使煤矿的管理上一个新的台阶。也能使本企业提高市场竞争力。这次我设计的题目是“定位射频验卡器”。随着射频定位系统的不断完善、系统稳定性的不断提升、验卡速度的不断加快、定位精确度和准确度的不断提高，用户群的不断扩大，用户的需求的逐渐增多，对现有煤矿人员定位系统增加配备设备—定位射频验卡器。
1.系统概述
定位射频验卡器采用STC89LE51（工业级）单片机做为主控芯片，射频信号采集读头采用收发一体的nRF2401做为接收芯片，显示模块采用先进的液晶显示模块对人员卡号进行实时的显示。单片机控制程序运用可读性和移植性较高的C语言编写，nRF2401写入读取程序采用更接近机器语言的汇编语言编写，以做到更快速更准确。接收数据采用外中断处理，以做到实时的响用用户。
2.系统硬件设计
2.1芯片概述
nRF2401芯片nRF2401 采用Soc(片上系统)方法设计，是业界体积最小、功耗最低、外围元件最少的低成本射频芯片。nRF2401有125个频道，支持多点间通信，最高传输速率达到1Mbit/so nRF2401没有复杂的通信协议，完全对用户透明，同种产品之间可以自由通信。我们采用nRF2401 的ShockBurstTM收发模式。与射频协议相关的所有高速信号处理都在片内进行，这种做法有三大好处：尽量节能；低的系统费用(低速微处理器也能进行高速射频发射)；数据在空中停留时间短，抗干扰性高。nRF2401的ShockBurstTM技术同时也减小了整个系统的平均工作电流。
在ShockBurstTM收发模式下，nRF2401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，当发送过程完成后，数据准备好引脚通知微处理器数据发射完毕。
nRF2401内置地址解码器、先入先出堆栈区、解调处理器、时钟处理器、GFSK滤波器、低噪声放大器、频率合成器，功率放大器等功能模块，需要很少的外围元件，因此使用起来非常方便。
ShockBurstTM的配置字使nRF2401能够处理射频协议，在配置完成后，在nRF2401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nRF2401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nRF2401能够区分地址和数据；地址：接收数据的地址，有通道1的地址和通道2的地址；CRC：使nRF2401能够生成CRC校验码和解码。当使用nRF2401片内的CRC技术时，要确保在配置字中CRC校验被使能，并且发送和接收使用相同的协议。在配置模式下，注意保证PWR_UP引脚为高电平，CE引脚为低电平。配置字从最高位开始，依次送入nRF2401。在CS引脚的下降沿，新送入的配置字开始工作。
nRF2401应用电路一般工作于3V，它可用多种低功耗微控制器进行控制。在设计过程中，可使用50欧姆单鞭天线，为了得到尽可能大的收发距离，电感电容的参数应适当调整。
2.2单片机STC89LE51
STC89LE51RC/RD+系列单片机的是新一代超强抗干扰/高速/低功耗的单片机，指令代码完全兼容传统8051单片机，12时钟/机械周期和6时钟/机械周期可任意选择，最新的D版本内部集成MAX810专用复位电路。具有以下特点：工作电压3.8V-2.0V；工作频率范围0-40MHz，相当于普通8051的0-80MHz，实际工作频率可达48MHz；片上集成512字节RAM等。
2.3液晶屏
中文液晶显示模块LCM128645ZK的字型ROM内含8192个16*16点中文字型和128 个16*8半宽的字母符号字型；另外绘图显示画面提供一个64*256 点的绘图区域GDRAM；而且内含CGRAM 提供4组软件可编程的16*16 点阵造字功能。电源操作范围宽（2.7V to 5.5V），低功耗设计可满足产品的省电要求；同时与单片机等微控器的接口界面灵活（三种模式：并行8 位/4 位，串行3 线/2 线。中文液晶显示模块可实现汉字、ASCII 码、点阵图形的同屏显示，广泛用于各种仪器仪表、家用电器和信息产品上作为显示器件。中文液晶显示模块具有上/下/左/右移动当前显示屏幕及清除屏幕的命令，具有光标显示/闪烁控制命令及关闭显示命令。预留多种控制线（复位/串并选择/亮度调整）供用户灵活使用。
3.硬件接口
3.1液晶屏串行接口传输
当PSB脚接低电位（模块背面S/P 的短路电阻在“S”侧），模块将进入串行模式；在串行模式下将使用二条传输线作串行资料的传送，主控制系统将配合传输同步时钟（SCLK）与接收串行数据线（SID），来完成串行传输的动作。
在片选 CS 设为高电位时，同步时钟线（SCLK）输入的讯号才会被接收，另一方面，当片选（CS）设为低电位时，模块的内部串行传输计数与串行资料将会被重置，也就是说在此状态下，传输中的资料将被终止清除，并且将待传输的串列资料计数重设回第一位；模块选择脚（CS）可被固定接到高电位。
模块的同步时钟线（SCLK）具有独立的操作，但是当有连续多个指令需要被传输，必须确实等到一个指令完全执行完成才能传送下一笔资料，因为模块内部并没有传送/接收缓冲区。
从一个完整的串行传输流程来看，一开始先传输起始位，它需先接收到五个连续的“1”（同步位串）在起始位元组，此时传输计数将被重置并且串行传输将被同步，再跟随的二个BIT 分别指定传输方向位（RW）及暂存器选择位（RS），最后第八位则为“0”。
在接收到起始位元组后，每个指令/数据将分为二组接收到：较高4 位元（DB7…DB4）的指令资料将会被放在第一组的LSB 部分，而较低4 位元（DB3…DB0）的指令资料则会被放在第二组的LSB 部分，至于相关的另四位则都为0。
3.2 nRF2401与单片机连接的硬件电路
nRF2401通過SPI接口与单片机进行通信。nRF2401的工作电压范围为1.9V-3.6V，单片机要选用低工作电压型的。常见的低电压单片机有GM9715X，STC89LE5X，AT89LV5X，W77LE58,AT89LS5X等。本系统选用W77LE58，其指令与MCS-51兼容，片上有32KB的Flash EPROM，256字节RAM，1KB的外部数据存储器。
单片机用软件模拟SPI总线，使用Pl.0，P1.1，Pl.2模拟SPI的DATA，CLK，CS，PWR_UP决定是否处在关机模式，CE决定是否允许收发信号，分别与单片机的Pl.3, P1.4 连接。DR1是数据接收完毕信号端，当有数据需要接收时DR1为高，单片机读取完数据后DR1为低。DR1信号经非门变换后与单片机的中断0端连接，为了检测是否已经读取完nRF2401的数据，将DR1与P3.4连接。单片机中断是低电平触发，而nRF2401的中断信号DR1是高电平，因此在DR1端加一反相器。
3.3 nRF2401收发数据的Keil C语言实现
单片机对nRf2401的编程包括对nRF2401进行配置、发送数据、接收数据等子程序。
首先声明如下:
工作模式以及转换语句:
如果在发射模式状态则发射数据，如果在接收模式状态则等待中断触发并接收数据。如果想节电则选择空闲模式和关机模式。
nRF2401可以根据需要配置工作状态，配置字最多18字节，常用配置字如表1所示。配置后频道1有效数据的最大长度为256-ADDR_W-CRC，频率为2400+RF_CH#*1MHz。
4.结论
详细地分析了验卡器的设计与解决的问题，根据目前煤矿用定位系统的实际情况，解决煤矿人员管理的简单化、煤矿人员定位的准确性和及时性；在实际应用中的准确性和稳定性的得到煤矿客户的肯定，作为定位系统的补充设备，提高了企业在同行业的竞争力，以其扩张市场份额， 获取更多的利润。 [科]
【参考文献】
［１］黄志伟．单片无线收发集成电路原理与应用.人民邮电出版社，2005.9．
［２］吴金戌，沈庆阳，郭庭吉．8051单片机实践与应用．清华大学出版社，2002.12．
［３］李朝青．无线发送/接收IC芯片及其数据通信技术选编．北京航空航天大学出版社出版，2004.2．
［４］沈建华，杨艳琴，翟骁曙．MSP430系列16位超低功耗单片机原理与应用．清华大学出版社，2008.4．
作者：刘慧