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。
结语
本无线数据传输系统已成功应用于无线抄表项目之中，在实际的工作环境运行半年多时间，情况良好。经过现场测试，在空旷地，无须另加功放或外接天线，无线通信的有效半径约100 m。本系统除可应用在无线抄表领域外，还可用于环境监测、门禁系统、无线遥控系统等。
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