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第ｌ７卷第３期郑州轻工业学院学报（自然科学版）ＶｏＩ．１７ＮＯ．３

２００２年９月ＪＯＵＲＮＡＬＯＦＺＨＥＮＧＺＨＯＵＩＮＳＴＩＴＵＴＥＯＦＬＩＧＨＴＩＮＤＵＳＴＲＹ（Ｎａｔｕｒ￣Ｓｃｉｅｎｃｅ）Ｓｅｐ．２００２

文章编号：１００４—１４７８（２００２）０３—０００３—０３・信息电子研究・

采用ＲＦ４０１的嵌入式信息家电无线通信接口设计

张尧，黄布毅，黄道颖

（１．郑州轻工业学院计算机科学与工程系，河南郑州４５０００２；

２．郑州轻工业学院信息与控制工程系，河南郑州４５０００２）

摘要：采用Ｐ８７ＬＰＣ７６４单片机和ＲＦ４０１／ＴＰＲ２００ｏ无线通信模块完成了嵌入式信息家电无线通信接

口的设计．该接口向下支持１Ｃ，ＳＰＩ，ＵＡＲＴ或以并行接口形式为家电控制器扩充通信接口；向上则

通过ＲＦ４０１通信模块以无线通信方式与家庭无线网关连接，进而通过模块化软件设计完成数据传

输．实际应用表明，该设计可基本实现预定的通信要求，同时家电控制器设计的复杂程度大大简化．

关键词：信息家电；无线通信；嵌入式通信接口

中图分类号：ＴＰ３７文献标识码：Ａ

０引言

实现信息化、网络化是当今家用电器设备发展的趋势，因而为原有家电控制器扩充通信接口是首先要解

决的问题．目前，为家电设备扩充通信接口的技术方案包括采用电力线载波通信技术、现场总线技术、远红外

通信技术、无线通信技术等，其中无线通信技术因其连接灵活、使用方便、技术成熟而备受重视．在无线通信

技术中，蓝牙技术是专门为家庭应用开发的，具有多方面的技术优势，但该技术还处在发展和完善阶段．本文

拟介绍的嵌入式无线通信接口由性能价格比较高的ＲＦ４０１无线通信模块和ＰＨＩＬＩＰＳ单片机组成，由专设的

单片机进行无线通信过程中的数据协议分析和数据传输处理，不但可支持多种接口模式，实现嵌入式通信接

口设计，还可大大减轻家电设备控制系统的负担，为扩充家电设备控制器的通信接口提供一条新的途径．

１ＲＦ４０ｌ无线通信模块

ＲＦ４０１无线通信（收发）模块是哈尔滨迅通电子公司代理开发的产品，其核心是挪威Ｎｏｒｄｉｃ公司推出的

ｎＲＦ４０１芯片．ｎＲＦ４０１在一个２０脚的芯片中集成了高频发射／接收、ＰＬＬ合成、ＦＳＫ调制／解调和多频道切换

等功能，在低成本数字无线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ＩＭＳ

数传频段的两个频道（４３３．９２ＭＨｚ和４３４．３２ＭＨｚ），采用高接收灵敏度（一１０５ｄＢｍ）和小发射功率（５ｄＢｍ～

１０ｄＢｍ）设计策略．在发射功率为８ｄＢｍ时，室内通信距离＞２０ｍ，室外开阔地＞１００ｍ，对环境影响极小，无

须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１个晶振和几个阻容、电感，基本无

需调试就能工作，且稳定性良好．３）数字通信采用具有高抗干扰能力的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２０Ｋｂ／ｓ．５）工作电压为２．７Ｖ～５Ｖ，待机状态耗电仅为８，能满足低功耗设备的要求．

采用了ｎＲＦ４０１芯片的ＲＦ４０１／ＴＰＲ２０００无线通信模块把引线减少到７根，并分别设计了棒形和环形天

线．使用该无线通信模块时无须进行复杂的射频线路设计和调试，使无线通信产品的开发应用更为便捷．

２ＰＨＩＬＩＰＳＰ８７ＬＰＣ７６４单片机

ＰＨＩＬＩＰＳ的Ｐ８７ＬＰＣ７６４单片机有效地增强了５１系列单片机的功能，主要表现在：１）在片内增加了看门

狗、比较器、可选择的片内ＲＣ震荡器、低电压检测、震荡器失效检测和上电复位等功能电路；２）片内集成的

收稿日期：２００２—０４—０４

基金项目：国家科技部基金项目（１０Ｄ一０６