基于GPS自動授時的無線智能控制器的設(shè)計

作者：謝志平羅金鳳時間：2014-11-27 來源：電子產(chǎn)品世界

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編者按：　　摘要：本文設(shè)計了一種利用GPS模塊對時鐘芯片進(jìn)行授時的無線智能控制裝置。單片機(jī)通過串行口接收GPS模塊采集的標(biāo)準(zhǔn)北京時間，完成對時鐘芯片的授時。單片機(jī)可根據(jù)使用者通過紅外搖控器設(shè)置的時間，通過2.4GHz無線模塊準(zhǔn)確驅(qū)動遠(yuǎn)端的電鈴、家用電器等負(fù)載工作;單片機(jī)還可利用各種傳感器采集的信息，通過2.4GHz無線模塊驅(qū)動遠(yuǎn)端語音模塊進(jìn)行報警。　　引言　　GPS是一項成熟的技術(shù)，但是，在我國，民用產(chǎn)品開發(fā)方面還不算非常普及，主要集中在導(dǎo)航設(shè)備中。在學(xué)校，老師工作、學(xué)生學(xué)習(xí)的時間安排等信息往往是通過打鈴

　　NMEA-0183協(xié)議定義的語句很多，以“$”開始，常用的兼容性最廣的語句主要有$GPGGA，$GPVTG，$GPRMC。其中：

本文引用地址：http://m.ptau.cn/article/266055.htm

　　$GPGGA,<1>,<2>,<3>,<4>,<5>,<6>,<7>,<8>,<9>,M,<10>,M,<11>,<12>*hh

　　<1> 為UTC時間，hhmmss(時分秒)格式。

　　$GPRMC,<1>,<2>,<3>,<4>,<5>,<6>,<7>,<8>,<9>,<10>,<11>,<12>*hh

　　<9> 為UTC日期，ddmmyy(日月年)格式。

　　$GPRMC在本設(shè)計中沒有用到。

　　由于GPS波特率的原因，必須使用11.0592M晶振，否則單片機(jī)解析不出數(shù)據(jù)包。

　　3 2.4GHz無線模塊硬件與軟件設(shè)計

　　3.1 硬件設(shè)計

　　2.4GHz無線模塊使用的是nRF2401，nRF24L01是NORDIC公司生產(chǎn)的一款無線通信芯片，采用FSK調(diào)制，內(nèi)部集成NORDIC自己的Enhanced Short Burst協(xié)議。可以實現(xiàn)點對點或者是1對6的無線通信。無線通信速度可以達(dá)到2Mbps。

　　nRF2401是3.3V供電，電壓過低或過高都會對通信造成影響，要么不能完全通信要么斷斷續(xù)續(xù)地通信，需要穩(wěn)壓到3.3V，可以采用穩(wěn)壓二級管，也可以使用LM317進(jìn)行穩(wěn)壓。電路見圖5。

　　3.2 軟件設(shè)計

　　nRF2401有工作模式有四種：收發(fā)模式、配置模式、空閑模式和關(guān)機(jī)模式。nRF2401的工作模式由PWR_UP 、CE和TX_EN和CS三個引腳決定，詳見表1。

　　收發(fā)模式下有兩種通信方式：ShockBurstTM模式與Direct模式。

　　ShockBurstTM模式：數(shù)據(jù)首先傳送到芯片內(nèi)，然后以設(shè)定的速率將數(shù)據(jù)發(fā)射出去，這樣可以保證在較高的數(shù)據(jù)通信速率下使用低速控制器，降低功耗同時減少受干擾的機(jī)會，同時內(nèi)部集成硬件通信協(xié)議和CRC數(shù)據(jù)校驗，保證了極高的通信穩(wěn)定性。

　　Direct模式：數(shù)據(jù)發(fā)送到芯片即通過RF直接發(fā)射出去，所有的通信協(xié)議、數(shù)據(jù)校驗都由控制器軟件實現(xiàn)。