摘要：介绍了基于nRF401无线收发芯片的PC机串口通信模块和PC机ISA插槽通信模块的设计思路实现方案。通过该两种模块可以方便地实现PC机数字信号的载频传播，使计算机之间的无线数据传输成为可能。

    关键词：无线收发 nRF401 串口 ISA ActiveX

很多PC机应用系统需要增加无线数据传输功能。本文基于挪威NORDIC公司最新推出的单片无线收发一体芯片nRF401，设计出两种无线通信模块：具有标准RS232C接口的串行模块和具有标准PC机ISA总线插槽的通信模块。系统由基于nRF401的高频头（UFH）和连接PC机的接收适配器（ADAPTER）两部分组成。

1 高频头设计

1.1 主芯片nRF401简介

nRF401是工作于ISM频段（433MHz）的单片机无线收发一体芯片。它是目前集成度量高的无线数传产品，20脚双列直插封装。NRF401内部结构如图1所示，其中包含高频接收/发射、PLL合成、FSK调制/解调和双频切换等单元。

该芯片有如下特点：FSK[5]频移键控（Frquency-ShiftKeying）调制方式，直接数据输入输出，抗干扰能力强，特别适合工业场合；采用DSS+PLL频率合成技术，频率稳定性极好；灵敏度高，达到-105dBm；无需曼彻斯特编码；工作速率最高可达20kbit/s；最大发射功率达+10dBm，开阔地的使用距离最远可达1000m；工作在ISM频率433MHz和双信道频率433.92MHz/434.33MHz，使用不需要申请许可证。

1.2 考虑到相互干扰，在本系统中，高频头单独做成一块PCB板。

压控振荡器（VCO）外接22mH高品质因素电感；锁相环（PLL）外典型单端二阶段滤波器；振荡源输入接4MHz晶振；天线设计采用环形差分天线。和通信模块接口的电路采用四脚端口连接。其中，TXEN为发送使能，接低PCB板上的跳线。当接高电平时表明发送模式，反之为接收模式；CS为频率选择，也接PCB跳线，由高低电平选择所使用的频率；PWN_UP为节电模式选择，采用同样处理方式；ANT1/ANT2为天线接口。这样，高频头仅以DOUT、DIN、GND和VCC与通信模块构成接口，使系统调试非常方便。

2 通信适配器的设计

考虑到PC机应用的具体情况，本文提出了基于标准RS232C端口和基于ISA总线的两种设计思路。为防止高频电路对通信适配模块的干扰，两种情况下，通信适配器均单独设计PCB电路板。

2.1 RS232方案

2.1.1 硬件实现

RS232方案如图2所示，采用51系列芯片8052作为主控芯片，外加一片USART8251扩展8052的串行口，使之与PC机和高频头两端都具有通信的能力。其中，8251的RXRDY和TXRDY可以用一片或门相连接至8052的INT0端口（中断方式）或浮点（查询方式）。

系统时钟采用7.3728MHz的石英晶振，由8252的ALE、WR、RD组合产生1.2288MHz的脉冲信号，该信号作为8251的CLK时钟信号，同时利用一片可编程定时/计数器8253进行64分频以产生8251的收发时钟。

    在接收板端，高频头接收来自发送高频头的FSK调制电磁波，经过接口送到适配器的8052引脚RXD。运行于查询方式时，系统程序把数据从8052的TXD端向PC机传送，完成一次数据传输