文档介绍：基于TMS320LF2407A和NRF903的工程机械遥控器高可靠性设计
在我国经济快速发展的过程中,工程机械起到了巨大的推动作用。但传统的工程机械工作现场的环境条件一般都很恶劣,而工作人员又必须在庞大的驾驶室里操作,容易对工作人员心理和生理造成不良影响,从而影响机械的安全可靠高效运行。近年来,无线电通信技术及超大规模集成电路的飞速发展,为工作人员走出驾驶室通过无线电对工程机械进行可靠的远程控制提供了基础。由于工程机械的动作失误会造成生命财产的巨大损失,因此可靠性是无线遥控技术能否应用于工程机械的决定因素。
1 工程机械遥控器系统介绍
    遥控器由发射端和接收端两部分组成。操作人员利用发射端将控制命令发射出去,控制命令通过无线信道到达接收端,接收端接收控制命令并控制工程机械作出相应的动作[1]。系统构成框图如图1所示。
    TMS320LF2407A芯片是整个系统的核心控制芯片。NRF903为系统的射频收发芯片。由于篇幅限制,本文重点从TMS320LF2407A与NRF903的接口设计及通信协议设计两个方面,对工程机械遥控器进行高可靠性设计。
2 硬件接口设计
    TMS320LF2407A采用高性能静态CMOS技术, V,减小了控制器的功耗,满足了手持发射端的省电要求[2]。TMS320LF2407A具有良好的处理性能(40 MIPS),可以实现对控制命令的快速编解码处理,提高遥控器对控制命令的实时处理和响应速度。TMS320LF2407A集成了丰富的外设接口,如串口通信接口(SCI),串口外设接口(SPI),利用这两种外设接口可以方便地与NRF903连接。TMS320LF2407A与NRF903的接口如图2所示。
    NRF903是一个单片RF收发芯片,工作在433/868/915 MHz国际通用的ISM频段,具有GMSK/GFSK调制和解调能力,抗干扰能力强,适合工业控制应用[3]。采用DDS+PLL频率合成技术,频率稳定性好,具有170个频道,满足本文所采用的频道转换的需要;可直接与TMS320LF2407A接口,而无需对数据进行曼彻斯特编码, kb/s; V~ V,功耗低,构成一个完整的射频收发器所需的外围器件少。
3 SPI接口设计
配置字设计
    TMS320LF2407A的同步串口SPI用于完成对NRF903的组态控制字的配置,设置SPI工作于主动方式(MASTER/SLAVE=1),SPICLK输出同步时钟信号到CFG_CLK。R=0x0D,当CS为高电平时,来自SPISIMO/IOPC2的14位组态控制字在每一个CFG_CLK编程模式时钟的上升沿,通过CFG_DATA端口被写入组态寄存器中,完成对工作频率、通道、输出功率和输出时钟频率等参数的设置。
    当组态控制字输入到数据移位寄存器时,CS无效,一个新的配置完成。CFG_DATA的比特率由SPI模块的波特率设置寄存器SPIBRR确定。
    一旦配置完成,芯片的工作状态由外部信号TXEN、PWR_DWN、STBY和DATA设置。除待机模式和低功耗模式外,配置可以在所有模式下完成,这为频道的快速实时转换提供了基础[4]。
收发双方的频道转换协议