4、无线数传模块设计
4.1 nRF401简介
无线通信的实现有三种方案：蓝牙通信、红外无线遥控、使用短距离无线数传器件。对于蓝牙方案，传输距离和器件成本是值得考虑的问题，蓝牙主要用于短距离传输（最多10m），且成本一直偏高。红外传输虽不用考虑成本问题，但从手持设备所能提供的功耗来看，它能传输的距离实在太近，只有几米，且对红外发射角度有一定要求，存在“必须保证传输信息的两个设备正对，且中间不能有障碍物”等致命的缺陷，与前两种方案相比，采用短距离低功耗的无线射频器件nRF401是最佳选择。
nRF401无线通信收发器集成了高频发射/接收、PLL合成、FSK调制/解调和多频道切换等功能，在低成本数字通信应用中具有突出的技术优势，其主要技术特点有：（1）工作在国际通用的两个频道：433.92MHz和434.32MHz，无需进行频道申请即可使用；（2）采用DSS+PLL频率合成技术，外接元件仅有1个晶体振荡器和几个电阻电容和电感，基本无需调试就可工作，且稳定性好；（3）数字通信采用具有较高的抗干扰能力的FSK调制方式，支持直接数据输入输出操作，可直接与MPU的UART串行口连接；（4）有2个可选择的工作频道，采用半双工工作模式，最高数据传输速率可达20bk/s；（5）工作电压为2.7V-5V，待机状态耗电仅为8μA，能满足低功耗设备的要求。
采用nRF401器件无需进行初始化和配置，不需要对数据进行曼彻斯特编码，并可以使用廉价的PCB天线，无需进行复杂的射频电路设计和调试，使产品的开发应用更为便捷。
4.2 nRF401与LPC2104的连接
nRF401与LPC2104的连接方式有多种选择，如GPIO、I2C、UART等，从硬件连接及通信协议最简化的角度来看，选择串口与无线模块相连是最佳方案，UART1的TXD1、RXD1分别与nRF401的DIN、DOUT连接。nRF401与LPC2104接口电路如图2所示。
由图2可见，嵌入式CPU对无线模块的控制接口主要由5根信号线组成，分别是DIN、DOUT、TXEN、PWR_UP、CS。其中，TXEN是发送使能端，通过对TXEN置位和复位实现发送状态和接收状态的切换，并通过GPIO口进行控制，PWR_UP是节能控制端，利用LPC2104的一个GPIO口对其进行编程，实现无线模块的工作模式和休眠状态的切换；CS可进行频道选择，通过GPIO设置，可以利用LPC2104的UART1串口控制DIN、DOUT信号。
为了节能，nRF401大多数情况下应处于关闭状态，无线部分硬件上是不具备自动唤醒功能的，必须通过软件方式采用合理的通信协议以保证节能同时数据不丢失。
