摘要: 通過基于SPI總線的無線數據通信設備，利用無線數據收發芯片nRF905和51單片機STC89C52RC進行設計，給出了無線數據傳輸系統框圖和軟硬件設計。介紹了SPI總線結構、NRF905無線射頻芯片及一種基于單片機模擬SPI接口的方法，使沒有SPI接口的單片機擴展為帶有SPI接口的外圍芯片成為現實。對如何通過SPI實現對nRF905的配置，并利用C語言實現該功能做了探討。最后對待發送數據進行發送，接收端對數據進行接收顯示，從而實現了該無線數據傳輸系統，實驗表明該設備具有準確有效的數據傳輸功能。
關鍵詞: SPI；單片機；nRF905；無線通信

短程、便捷、廉價的無線通信技術正成為關注的焦點，使人們對它的需求越來越高。例如無線數據采集、無線設備管理和監控、無線抄表以及礦井下的無線通信等都是其典型應用。

1 系統總體結構
文中利用51單片機和無線數據收發芯片nRF905構成無線數據傳輸系統，給出了硬件和軟件設計方案。其數據傳輸過程是：從傳感器輸入的模擬信號經AD采集后，將數據輸入單片機，然后單片機將該發送數據，通過SPI接口發送給nRF905，nRF905將數據自動加上前導碼和CRC碼后將數據包發送。當接收端的nRF905接收到有效數據后，DR置高；單片機檢測到DR為高電平后，復位TRX_CE引腳，使nRF905進入空閑模式，通過SPI接口從nRF905中讀出接收數據，然后通過串口在上位機顯示。文中主要介紹的是51單片機軟件模擬SPI和無線數據收發這兩個部分。圖1是該系統的總體結構框圖。

2 SPI總線
SPI(Serial Peripheral Interface串行外設接口)總線系統是一種同步串行外設接口，它可以使MCU與各種外圍設備以串行方式進行通信以交換信息。該接口一般使用4條線：串行時鐘線(SCK)、主機輸入從機輸出數據線MISO、主機輸出／從機輸入數據線MOSI和低電平有效的從機選擇線SS。可見SPI總線只需要少數的幾根線，就可以實現與具有SPI總線硬件接口功能的各種器件進行通信，并且用SPI總線接口簡化電路設計，節省許多I／O口線供其它功能使用，提高了設計的可靠性。而對于一些不具有SPI硬件接口的器件，可以用I／O口線來模擬SPI。由于nRF905射頻收發模塊是通過SPI接口由MCU控制的，而采用不具有SPI接口的單片機，只能通過單片機的I／O口來模擬SPI總線接口，實現無線通信系統的設計。這樣當傳輸速度要求不是太高時，使用I／O口模擬SPI總線，既可以增加應用系統接口器件的種類，同時還提高系統的性能，節約成本。