在某些环境监测、安防警报等环境下，不便进行有线线路的铺设，而采用无线数据通信方式。采用一般的无线传输方式时可能因为环境噪声大，干扰信号强而导致接收数据的准确性很低。针对这种情况，设计一种低成本、高准确率的无线数据传输系统—— 基于PIC16F876的SPI和nRF905模块的点对点无线通信系统。利用PIC16F876和nRF905模块直接进行SPI数据交换，时序同步性好，程序编写简单。PIC16F876通过相应的I/O口连接到编程器，可直接进行在线调试。鉴于无线通信环境中噪声大，信号干扰大的特点，采用的nRF905模块引入自动重发，高抗干扰GFSK调制和最高16位CRC校验机制，确保了数据传输的可靠性。

1 硬件电路规划

PIC16F876、nRF905模块及编程器连接头J1之间的电路连接，220V一5V电路实现，5V一3V电压转换电路如图1、图2、图3所示。

图1 PIC16F876、nRF905模块及编程器之间的电路连接

① 本系统所用的nRF905模块系指迅通科技公司的一个nRF905无线通信模块。此模块在与单片机P1C16F876相连时，只用了核心芯片nRF905的14个引脚(见图1)。

在图1中，单片机PIC16F876输入 输出口与nRF905模块相应接口连接情况：RC7～nRF905模块时钟分频输出，RC6～nRF905模块地址匹配输出AM，RC5～MISO，RC4～MOSI，RC3～ SCK，RC2～CSN，RB7 RB6&RB3～J1编程器连接线，RB5～nRF905模块数据就绪输出DR，RB2～PWR，RB1～ TXEN，RB0～ TRX_CE。单片机通过RB7、RB6和RB3与编程器相连，可进行在线编程；由RC5输出数据到nRF905模块，由RC4从nRF905模块输入数据。由一个4 MHz陶瓷晶体振荡器为单片机提供时钟输入。16F876的工作电压是4．5～5．5 V，通过图2中的DBA元件实现从220 V市电到5 V电压的转换。由于nRF905模块的工作电压是1．9～3．6 V，需从5 V电压转换得到一个符合nRF905模块正常工作的稳定电压。考虑使用分压电阻与3 V稳压管串联分压，从稳压管两端可得到一个稳定的3 V电压输出，如图3所示。

2 软件设计

考虑到nRF905模块内置完整的通信协议和CRC，软件设计工作主要集中在如何实现对nRF905模块的有效初始配置，以及16F876与nRF905模块之间SPI通信的实现。其中须保证16F876与nRF905模块时序的一致，并充分考虑nRF905模块对时序的要求。SPI时序如图4所示。

对应程序设计：

MOVLW B'11000000' ;bit7=smp=1

MOVWF SSPSTAT ；在输出数据的末尾采样输入数据

；bit6=cke=1，ckp=0时上升沿

；发送数据

MOVLW B'00000001' ；bit2~bito设置晶振／16，SPI主控方式

MOVWF SSPCON ；bit4=CKP=0空闲时钟低电平

nRF905模块存在4种工作模式：掉电和SPI编程模式、待机和SPI编程模式、发射模式、接收模式。

BSF PORTB，2 ；待机和SPI编程方式

BCF PORTB，0 ;PWR_UP= 1，TRX_EN= 0，TX_EN= 0

BCF PORTB，1

BSF PORTB，0 ；往芯片中写数据操作完毕，转换到发射模式

BSF PORTB，1

BSF PORTB，0 ；往芯片中写数据操作完毕，转换到接收模式

；RB0_TRX_CE= 1，RB1_TXEN= 0

通过对16F876相应输出口高低电平的转换，可控制nRF905模块工作模式的变化。将单片机的SPI接口与nRF905模块的相应SPI口互连，实现16F876与nRF905模块之间的数据传递或实现16F876向nRF905模块发出控制命令；在编程模式下，可将预配置的命令或数据送入单片机收发缓冲器SSPBUF中，以16F876作为主控模式，并提供SPI通信必需的SCK时钟，nRF905模块作为从动模式，在SCK上升沿，双方进行数据传递，启动SCK后可将单片机数据逐位移人nRF905模块中，以完成对其初始配置。

参照nRF905模块数据手册进行初始配置：nRF905模块的发射功率，工作频段，发送数据宽度，发送数据地址，接收数据宽度，接收数据地址，CRC校验等。若该nRF905模块作为发射部分，则将已采集并存储在单片机中的数据送入nRF905模块，以备发射。

MOVLW 58H

；BIT7=CRC_MODE=1，8位CRC校验位

；BIT6=CRC_EN=1，CRC校验允许

；BIT[5:3]=XOF[2:0]=000，晶振4 MHz

；BIT2=UP_CLK_EN=0外部时钟信号禁止

；BIT[1:0]=UP_CLK_FREQ[1:0]=11，500 kHz

MOVLW B'001001100'

；BIT5=AUTO_RETRAN=0不重发数据

；输出功率为-10 dBm，

；BIT4=RX_RED_PWR=0正常工作模式

；BIT1=HEREQ_PLL=0.433 MHz频段

；CH_NO[8]=0

设计一个SPI通信模块程序进行循环调用，以简化程序设计，提高可读性。

；SPI通信子程序

OUT_IN

BSF SSPCON，SSPEN ；允许SPI模式

MOVWF SSPBUF ；数据送给SSPBUF后开始发送LP2

BCF STATUS，RP1 ；选择RAM 体1

RSF STATUS．RP0

BTFSS SSPSTAT,BF ；查询发送／接收完否

GOTO LP2 ；否，继续查询

BCF STATUS,RP0 ；是，选择RAM 体0

MOVF SSPBUF,W ；从缓冲器取出数据

RETURN ；子程序返回

程序流程如图5所示。