超低功耗单片无线系统应用入门

《超低功耗单片无线系统应用入门--基于2.1 ghz无线soc芯片nrf24le1》

第1章超低功耗单片无线系统

1.1超低功耗单片无线系统nrf24le1

1.1.1nrf24le1简介

1.1.2nrf24le1主要特性

1.1.3nrf24le1内部结构

1.2nrf24le1最小系统设计

1.2.124引脚qfn封装的nrf24le1最小系统设计

1.2.232引脚qfn封装的nrf24le1最小系统设计

1.2.348引脚qfn封装的nrf24le1最小系统设计

1.2.4nrf24le1与计算机串口的连接电路

第2章nrf24le1的mcu与应用

2.1mcu内部结构与主要特性

2.1.1mcu内部结构

2.1.2mcu主要特性

2.2存储器和i/o结构

2.2.1存储器映射

2.2.2pdata存储器寻址

2.2.3mcu特殊功能寄存器

2.3flash存储器

.2.3.1flash存储器特性

2.3.2flash存储器配置

2.3.3mcu对flash编程

2.3.4通过spi对flash编程

2.3.5硬件支持固件升级

2.4随机存储器ram

2.4.1随机存储器ram结构与功能

2.4.2sram示例程序流程图

2.4.3sram示例程序

2.5定时器/计数器

2.5.1定时器/计数器结构与特性

2.5.2timer0和timerl的功能与初始化

2.5.3timer2的功能与初始化

2.5.4定时器/计数器的特殊功能寄存器sfr

2.5.5实时时钟rtc

2.5.6定时器/计数器示例程序流程图

2.5.7定时器/计数器示例程序

2.6中断

2.6.1中断源和中断向量

2.6.2中断用特殊功能寄存器sfr

2.6.3中断示例外接电路

2.6.4中断示例程序流程图

2.6.5中断示例程序

2.7看门狗

2.7.1看门狗结构与功能

2.7.2看门狗寄存器wdsv

2.7.3看门狗示例程序流程图

2.7.4看门狗示例程序

2.8功耗和时钟管理

2.8.1工作模式

2.8.2功耗和时钟管理有关的寄存器

2.8.3功耗和时钟管理示例程序

2.9电源监控

2.9.1电源监控结构与功能

2.9.2电源监控示例程序流程图

2.9.3电源监控示例程序

2.10片上振荡器

2.10.116 mhz晶体振荡器

2.10.216 mhzrc振荡器

2.10.3外部16 mhz时钟

2.10.432.768 khz晶体振荡器

2.10.532.768 khzrc振荡器

2.10.6合成32.768 khz日寸钟

2.10.7外部32.768 khz时钟

2.11乘除法器单元mdu

2.11.1mdu结构与功能

2.11.2mdu操作步骤

2.11.3mdu示例程序流程图

2.11.4mdu示例程序

2.12加密/解密协处理器

2.13随机数发生器

2.13.1随机数发生器结构与功能

2.13.2随机数发生器示例程序流程图

2.13.3随机数发生器示例程序

第3章nrf24le1的接口与应用

3.1通用i/o端121 gpio

3.1.1gpio结构与功能

3.1.2i/o端口可编程寄存器

3.1.3gpio与按键和led的连接电路

3.1.4gpio示例程序流程图

3.1.5gpio示例程序

3.2串行外设接品spi

3.2.1spi结构与功能

3.2.2spi主模式寄存器

3.2.3spi从模式寄存器

3.2.4spi时序

3.2.5spi主设与spi从设之间的互联

3.2.6spi示例程序流程图

3.2.7spi示例程序

3.3uart

3.3.iuart结构与功能

3.3.2uart可编程寄存器

3.3.3uart示例程序流程图

3.3.4uart示例程序

3.42线接口

3.4.12线接口结构与功能

3.4.22线接口主设发送/接收

3.4.32线接口从设发送/接收

3.4.42线接口时序

3.4.52线接口特殊功能寄存器

3.4.62线接口应用示例电路

3.4.?2线接口应用示例程序流程图

3.4.82线接口应用示例程序

3.5adc

3.5.iadc特性与结构

3.5.2adc功能说明

3.5.3adc特殊功能寄存器

3.5.4adc模拟电压输入电路

3.5.5adc示例程序流程图

3.5.6adc示例程序

3.6模拟比较器

3.6.1模拟比较器特性与结构

3.6.2模拟比较器功能

3.6.3模拟比较器特殊功能寄存器

3.6.4模拟比较器示例程序流程图

3.6.5模拟比较器示例程序

3.7pwm

3.7.1pwm结构与功能

3.7.2pwm特殊功能寄存器

3.7.3电机控制和驱动电路

3.7.4pwm示例程序流程图

3.7.5pwm示例程序

第4章nrf24le1的射频收发器与应用

4.1 nrf24le1的射频收发器

4.1.1射频收发器内核结构与功能

4.1.2射频收发器工作模式

4.1.3射频收发器空中速率

4.1.4射频收发器射频通道频率

4.1.5接收功率检测

4.1.6pa控制

4.1.7增强型shockburst

4.1.8数据和控制接口

4.2射频收发器应用示例1

4.2.1无线传输结构形式

4.2.2无线传输示例程序流程图

4.2.3无线传输示例程序

4.3射频收发器应用示例2

4.3.1系统结构

4.3.2发送端电路

4.3.3接收端电路

4.3.4无线遥控mp3播放器示例程序流程图

4.3.5无线遥控mp3播放器示例程序

第5章nrf24le1与常用外围模块的连接及编程

5.1nrf24le1与数码管和键盘的连接及编程

5.1.1nrf24le1与zlg7289的连接

5.1.2nrf24le1与zlg7289的编程示例

5.2nrf24le1与液晶显示器模块的连接及编程

5.2.1rtl2864m汉字图形点阵液晶显示器模块简介

5.2.2nrf24le1与rtl2864m的连接

5.2.3nrf24le1与液晶显示器模块的编程示例

5.3nrf24le1与dac的连接及编程

5.3.inrf24le1与dactlc5615的连接

5.3.2nrf24le1与dac的编程示例

5.4nrf24le1与dds的连接及编程

5.4.inrf24le1与ddsad9850的连接

5.4.2nrf24le1与dds的编程示例

5.5nrf24le1与超声波模块的连接及编程

5.5.inrf24le1与超声波模块的连接

5.5.2nrf24le1与超声波模块的编程示例

5.6nrf24le1与步进电机驱动模块的连接及编程

5.6.inrf24le1与步进电机驱动模块的连接

5.6.2nrf24le1与步进电机驱动模块的编程示例

第6章keii μ vision4集成开发环境和isp下载

6.1keil μvision4集成开发环境的使用

6.1.1工程的建立

6.1.2添加c语言文件

6.1.3代码编辑

6.1.4工程编译

6.1.5生成hex文件

6.21sp下载

参考文献

上架时间:2011-7-4

出版日期:2011 年7月

开本:16开

页码:319

版次:1-1

《nRF24AP2单片ANT超低功耗无线网络原理及高级应用》以nRF24AP2系列单片超低功耗ANT无线网络芯片为对象，详细介绍了ANT无线网络概念、原理及应用。尤其是从应用角度，对ANT无线网络进行了深入探讨。此外还介绍了开发环境的建立，以及ANT无线传感网教学开发实验平台。

以应用为背景，以实战为目的，提供ANT各功能模块C源代码及详细说明，可使读者可在较短的时间内理解并应用ANT无线网络技术。

《nRF24AP2单片ANT超低功耗无线网络原理及高级应用》从实践出发，以应用为目标，可作为个人、学生、无线爱好者、工程师学习无线设计的入门及提高读物，或作为高等院校的计算机、电子、自动化、无线通信等专业相关课程的教材。

第1章 ANT超低功耗无线网络简介

1.1 低功耗无线网络应用背景

1.2 何为ANT网络

1.3 Zigbee与ANT无线网络的特点

1.3.1 超低功耗特性

1.3.2 低系统成本及开发成本

1.3.3 灵活的网络拓扑结构

1.4 ANT低功耗无线网络的基本概念

1.4.1 ANT无线网络节点

1.4.2 ANT无线网络通道

1.4.3 ANT无线网络的基本工作方式

1.4.4 搜索、配对

1.4.5 跳频工作

1.4.6 ANT无线网络的组网方式

1.5 2.4GHz无线链路的预测

1.5.1 自由空间电波传播基础

1.5.2 自由空间下2.4GHz频段的无线链路预测

1.5.3 在实际环境下2.4GHz频段的无线链路预测

1.5.4 增加2.4GHz无线通信距离的方法

1.5.5 无线链路预测工具

第2章 2.4GHz单片ANT超低功耗无线网络芯片nRF24AP2

2.1 nRF24.AP2介绍

2.1.1 nRF24.AP2特性

2.1.2 nRF24.AP2应用领域

2.2 nRF24AP2概述

2.2.1 nRF24.AP2功能

2.2.2 nRF24.AP2的内部框图

2.2.3 nRF24.AP2芯片引脚分配

2.2.4 nRF24AP2引脚功能

2.3 nRF24AP2的射频收发器

2.3.1 nRF24AP2射频收发器功能

2.3.2 nRF24AP2射频收发器内部框图

2.4 ANT协议概述

2.4.1 ANT内部框图

2.4.2 ANT功能说明

2.5 nRF24AP2与微处理器的接口方式

2.5.1 微处理器接口功能

2.5.2 异步串行接口

2.5.3 同步串行接口

2.6 nRF24AP2片内振荡器

2.6.1 振荡器特性

2.6.2 振荡器内部框图

2.6.3 振荡器功能描述

2.7 nRF24AP2工作条件

2.8 nRF24AP2电气特性

2.8.1 nRF24AP2特定应用下的电流消耗

2.8.2 电流计算实例

2.9 nRF24.AP2绝对最大额定值

2.10 nRF24AP2封装尺寸规格

2.11 nRF24AP2应用范例

2.11.1 PCB设计指南

2.11.2 同步(位)模式原理图

2.11.3 同步(字节)模式原理图

2.11.4 异步模式原理图

2.11.5 材料清单(BOM)

2.12 nRF24AP2无线网络模块

2.12.1 产品特性

2.12.2 适合各种无线网络拓扑应用

2.12.3 工作条件

2.12.4 引脚排列及说明

2.12.5 微处理器接口

2.13 nRF24AP2增强功率PA无线网络模块

第3章 带USB接口的单片ANT无线网络芯片nRF24AP2-USB

3.1 nRF24AP2-USB介绍

3.1.1 nRF24AP2-USB基本特性

3.1.2 nRF24AP2-USB应用领域

3.2 nRF24AP2概述

3.2.1 nRF24AP2-USB功能

3.2.2 nRF24AP2-USB内部框图

3.2.3 nRF24AP2-USB引脚分配

3.2.4 nRF24AP2-USB引脚功能

3.3 nRF24AP2-USB射频收发器

3.3.1 nRF24AP2-USB射频收发器功能

3.3.2 nRF24AP2-USB射频收发器内部框图

3.4 ANT协议概述

3.4.1 ANT内部框图

3.4.2 功能描述

3.5 nRF24.AP2的主机接口

3.5.1 主机接口功能

3.5.2 主机接口内部框图

3.5.3 主机接口功能描述

3.6 nRF24AP2-USB的片内振荡器

3.7 nRF24AP2-USB工作条件

3.8 nRF24AP2-USB电气规格

3.8.1 nRF24AP2的USB接口

3.8.2 nRF24AP2-USB的直流电气特性

3.8.3 nRF24AP2-USB的电流消耗

3.9 nRF24AP2-USB的绝对最大额定值

3.10 nRF24AP2-USB的封装尺寸规格

3.11 nRF24.AP2-USB应用范例

3.11.1 PCB设计指南

3.11.2 nRF24.AP2-USB应用原理图

3.11.3 PCB布局图

3.11.4 材料清单(BOM)

3.12 nRF24AP2-USB无线网络模块

3.12.1 产品特性

3.12.2 各种无线网络拓扑应用

3.12.3 基本电气特性

3.12.4 模块顶视图及主机接口

3.12.5 典型应用

3.13 nRF24AP2-USB增强功率无线USB网络模块

3.13.1 模块顶视图

3.13.2 基本电气特性

第4章 ANT芯片及模块接口详述

4.1 ANT接口介绍

4.2 ANT的异步串行接口

4.2.1 ANT的异步串行接口说明

4.2.2 ANT的异步串行接口参数

4.2.3 ANT的链路层协议

4.2.4 ANT消息

4.2.5 异步串口控制信号(RTS)

4.2.6 节电控制

4.3 ANT的同步串行接口

4.3.1 ANT同步串行接口说明

4.3.2 ANT同步串行接口参数

4.3.3 ANT链路层协议

4.3.4 实现同步

4.3.5 串口通信的工作机制

4.3.6 字节同步的消息传输

4.3.7 位同步的消息传输

4.3.8 上电/掉电控制

4.3.9 串行使能控制(ANT-主控MCU)

4.3.10 采用Epson MCU作为主控MCU的典型应用

第5章 ANT消息协议详述和使用

5.1 ANT协议介绍

5.2 ANT产品系列

5.2.1 ANT单芯片和芯片组

5.2.2 ANT模组

5.2.3 ANTUSB接口棒

5.2.4 ANT开发工具包

5.2.5 ANTPC接口软件

5.3 ANT网络拓扑

5.4 ANT节点

5.5 ANT通道

5.5.1 ANT通道上的通信

5.5.2 ANT的通道配置

5.5.3 建立一个ANT通道

5.5.4 ANT数据类型

5.5.5 ANT独立通道

5.5.6 ANT共享通道

5.5.7 ANT连续扫描模式

5.6 ANT设备配对

5.6.1 ANT设备配对实例

5.6.2 ANT的包含/排除列表

5.6.3 ANT邻近搜索

5.7 ANT接口

5.7.1 ANT信息结构

5.7.2 微处理器串行接口

5.7.3 PC串行接口

5.8 ANT网络实现范例

5.8.1 用独立通道实现

5.8.2 用共享通道实现

5.9 附录A-ANT消息详述

5.9.1 ANT消息

5.9.2 ANT消息结构-备注

5.9.3 ANT消息摘要

5.9.4 ANT产品功能

5.9.5 ANT消息详细说明

第6章 深入了解ANT

6.1 ANT设备配对

6.1.1 通道ID

6.1.2 设备配对位

6.1.3 包含/排除列表

6.1.4 搜索列表

6.1.5 邻近搜索

6.1.6 请求通道ID

6.1.7 应用实例

6.1.8 小结

6.2 邻近搜索

6.2.1 使能邻近搜索

6.2.2 设计注意事项

6.2.3 小结

6.3 ANT通道搜索和后台扫描通道

6.3.1 ANT通道搜索

6.3.2 通道搜索示例

6.3.3 主设备和从设备通道周期间的关系

6.3.4 搜索模式

6.3.5 功耗以及时间延迟

6.3.6 后台扫描通道

6.3.7 小结

6.4 突发传输

6.4.1 突发传输说明

6.4.2 数据吞吐率

6.4.3 串行接口协议

6.4.4 突发控制技术

6.4.5 传输队列

6.4.6 事件消息

6.4.7 小结

6.5 ANT多通道应用的设计考虑

6.5.1 ANT通道概述

6.5.2 设计注意事项

6.5.3 关于多通道的常见误解

6.5.4 通用多通道的最佳实施方式

6.5.5 小结

6.6 ANT协议下的电源功耗状态

6.6.1 异步串行模式下的电源功耗状态

6.6.2 同步串行模式下的电源功耗状态

6.6.3 ANT功耗的预测和估算

6.6.4 小结

6.7 与ANT DLL的动态连接

6.7.1 动态链接的基本知识

6.7.2 与ANT DLL动态链接实现

第7章 一个2.4GHz无线运动健康监测传感系统设计实例

7.1 2.4GHz无线运动应用场景

7.2 2.4GHz无线运动健康监测传感系统的典型拓扑结构

7.3 中心节点(接收机)的设计

7.3.1 设计的基本条件

7.3.2 实现范围

7.3.3 设计层

7.3.4 消息流程图

7.4 中心节点(接收机)的实现

7.4.1 软件实现

7.4.2 测试所需硬件配置

7.5 更多的ANT应用

第8章 无线传感网教学开发实验平台

8.1 平台概述

8.2 无线传感网教学开发实验平台拓扑结构

8.3 无线传感网教学开发实验平台系统组成

8.3.1 无线温度传感节点

8.3.2 无线传感网中心节点组成

8.3.3 无线传感网中心节点的计算机终端监控软件

8.3.4 如何编译、下载并运行一个例程

第9章 nRF24AP2无线网络应用编程实例

9.1 nRF24AP2的上电复位操作

9.2 nRF24AP2的基本参数设置函数

9.3 中心节点nRF24AP2的初始化操作

9.4 无线传感节点nRF24.AP2的初始化操作

参考文献