*******大学电子信息工程学院毕业设计（论文）
(1)16个具有独立方向控制的I/O引脚 (2)较高灌/拉电流用于直接驱动LED (3)模拟比较器模块带有：
- 两个模拟比较器
- 可编程的片上参考电压 （VREF）模块。 - 可选择的内部或外部参考电压 - 可外部访问比较器输出
(4)Timer0：带8位可编程预分频器的8位定时器/计数器 (5)Timer1：带有外部晶振/时钟源功能的16位定时器/计数器 (6)Timer2：带8位周期寄存器、预分频器和后分频器的8位定时器/计
数器
(7)捕捉/比较、PWM模块
(8)可寻址的通用同步/异步收发器USART/SCI
2.2.2射频电路
在图2.5所示的射频信号电路中，采用Nordic公司的nRF401器件，该器件是433MHz ISM频段的单片UHF无线收发IC。它采用FSK的调制解调技术，其最高工作速率可达20kb，发射功率可调，最大达10dBm。基本技术指标如下：中心载频点为433.92/434.33MHz；最大发射功率为10dBm；工作电压为2.7~5.25V；接收时消耗电流为250μA，发射时最大为28mA，待机电流为8μA。
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*******大学电子信息工程学院毕业设计（论文） D+5VL2180nHC5Y218pF4M15nFC11R24.7KC10820pF+5VL222nH+5VU412345678910XC1VCCGNDFILT1VCO1VCO2GNDVCCDINDOUTNRF401C9+5V1040R?22KL2180nHXC2TXENPWR UPGNDANT1ANT2GNDVCCCSRF PWR20191817161514131211TXENC618pFC?L2180nH470pFCC?15pF+5VDINDOUT104+5VB 图2.5发射（接收）模块电路 NRF401的ANT1和ANT2是天线的输入/输出复用脚。在输入模式时，射频信号通过将该脚连接到低噪音放大器后解调；同样，在输出模式时，调制的信号在功率放大后，通过该脚输出。4脚为nRF401的PLL锁相环滤波器输入，该脚正常工作时的电压是1.1V±0.2V。5脚和6脚为压电晶振控制的外围电路，Title此两脚间接一个Q>45（在433MHz）值的22 μH电感。7脚和8脚分别为数据SizeNumberA4输入脚和输出脚。配合18脚PWR_UP和19脚TXEN上的电位时序完成信息的发Date:File:RevisionA送和接收。11脚外接射频功率控制电阻。如图2中的R3，该值在22～100kΩ1238-Jun-2011 Sheet of D:\\PROGRAM FILES\\PROTEL 99SE汉化版\\EXAMPLES\\PREVIO~16.DDBDrawn By:4之间。一般在30kΩ左右达到7dBm。
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重要的时序参数：
NRF401在不同工作模式下的时序如表2.1所示
表2.1 nrf401的工作时序表
模式控制 TX→RX 名称 tTR tRT tST tSR tVT tVR 最大延时 3 ms 条件 连续工作 RX→TX 1 ms Std.by→TX 2 ms Std.by→RX 3 ms VDD=0→TX 4 ms 上电 VDD=0→RX 5 ms TX ? RX 的切换
当从 RX→TX 模式时，数据输入脚（DIN）必须保持为高至少1ms才能发送数据,时序如图2.6（a）所示。
当从 TX→RX 模式时，数据输出脚（DOUT）要至少3ms以后有数据输出，如图2.6（b）所示。
图2.6TX ? RX 的切换时序图
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Standby ? RX 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。请看表2.1，对nRF401来说，tST最长的时间是3ms，如图2.7（a）所示。
Standby ? TX 的切换
从待机模式到发射模式，所需稳定的最大时间是tST，请看表2.1。
图2.7Standby ? RX 和Standby ? TX 切换的时序图
Power Up ? TX 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，见图2.8（a）。
Power Up ? RX 的切换
从上电到接收模式过程中，芯片将不会接收数据，DOUT也不会有有效数据输出，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，见图2.8（b）。
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图2.8 Power Up ? TX和Power Up ? RX的切换时序图
2.2.3螺旋天线的结构
由于天线有不同类型，应根据具体应用要求来选择。本应用中，天线位于汽车轮毂内，紧靠气门嘴。在高速行驶中，天线不断变换方向。为了尽可能扩大接收的角度，选用螺旋天线。螺旋天线的圈数（N）、直径（D）和圈距（S）决定了天线的增益和方向性。天线的总长为LN=NLo=Nsqrt(S2+C2)这里C=πD是螺旋的园周，Lo=sqrt(S2+C2)是一圈导线的长度。
另一个重要参数是螺旋角α，它是螺旋线切线和螺旋轴垂直平面的夹角。螺旋角的定义为α=tan-1(S/C)螺旋天线有以下2种工作模式。
(1)常态模式。在常态工作模式，天线辐射场在相对于螺旋轴的法线平面有极大值。对于该模式：NLo<<λ。
(2)轴向（端射）模式。这种工作模式只有一个主瓣，它的最大辐射强度沿着螺旋轴，副瓣与轴间有一个倾斜角度。为激励这种模式，其直径D和空间S必须是波长的一个大分数。
本设计采用单端天线时匹配网络的设计，图2.9的180nH电感要求自谐振频率大于433MHz。根据 具体应用不同，在RF输入输出处，可能需要 LC 匹配网络。单端天线到nRF401的连接,也可以采用一个8：1的RF线圈匹配阻抗。
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