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    摘要：通过利用nodic提供的射频soc(片上系统)nrf9e5模块，设计了符合耳机剖面的具有良好性能的无线耳机系统，并说明无线收发系统框架、各个组成部分、工作方式。在此基础上，给出了系统的软硬件设计以及耳机系统的通讯机制和流程。最后，论述了该方案的优点。

    关键词：无线收发，无线耳机，语音网关

    引言

    木文所述无线耳机在设计上有两个特：一是印刷线路板体积一定要小；二是作为电池供电的电子产品，一定要求把线路的功耗设计得非常低。根据以上第一点原则，在设计中一是要尽可能的采用集成度高的贴片封装芯片，二是芯片的外围元件一定要少；根据第二原则，除了采用低功耗芯片设计产品外，产品中在守候状态时应使电源间歇脉冲供电。nordic vlsi公司推出的射频收发芯片nrf9e5特别适合我们的要求。该芯片内置nrf905 433/868/915mhz收发器、8051兼容微控制器和4输入10位80 ksps ad转换器，是真正的系统级芯片。内置nrf905收发器与nrf905 芯片的收发器一样，可以工作在shockbursttm(自动处理前缀、地址和crc)方式。内置电压调整模块，最大限度地抑制噪音，为系统提供1.9v到3.6v的工作电压。nrf9e5符合美国通信委员会和欧洲电信标准学会的相关标准。由于nrf905功耗低，工作可靠，因此很适用于无线耳机设计。

    1． nrf9e5功能介绍

    1． 1 控制器【1】

    nrf9e5 的片内微控制器与标准8051 兼容，其中断控制器支持5 个扩展中断源：adc 中断、spi 中断、radio1中断、radio2 中断和唤醒定时器中断。片内控制器还有3 个与8052 相同的定时器。1 个和8051相同的串口，可以用定时器1 和定时器2 来作为异步通信的波特率产生器。此外， 还扩展了2 个数据指针， 以方便于从xram 区读取数据。微处理器中有256b的数据ram和512b的rom。上电复位或软件复位后， 处理器自动执行rom引导区中的代码。用户程序通常是在引导区的引导下， 从eeprom加载到1个4kb的ram中， 这个4kb的ram也可作存储数据用。

    微控中还包含spi接口，引脚有miso( 接收eeprom的sdo送来的数据) 、s c k (给eeprom的sck提供时钟信号)、mosi(送数据到eeprom的sdi)、eecsn(给eeprom 的csn 送使能信号) 。spi 口的miso 、sck和mosi 与p1 口的低3 位重用，通过寄存器spi_ctrl 控制来控制功能间的撤换。s p i 硬件不产生任何片选信号，可以用gpio 口来进行片选。通常，系统上电时，spi 自动和片外25320 相连。当程序加载完成后，miso(p1.2)、mosi(p1.0)和sck(p1.0)可能会用作其它用途，比如其它的spi 器件或gpio。这使得nrf9e5其内置的微控制器的功能十分强大。

    1．2 射频收发器【2】

    nrf9e5 收发器通过内部并行口或内部spi 口与其它模块进行通信，具有同单片射频收发器nrf905 相同的功能。收发器通过片内mcu的并行口或s p i 口与微控制器通信， 数据准备好，载波检测和地址匹配信号能够作为微控制器和中断。nrf9e5 工作于433/868/915mhz ism 频段。收发器由1 个完整的频率合成器、1 个功率放大器、1 个调节器和2 个接收器组成。输出功率、频道和其它射频参数可通过对特殊功能寄存器radio(0xa0) 编程进行控制。发射模式下，射频电流消耗为11ma，接收模式下为12.5ma。为了节能， 可通过程序控制收发器的开/ 关。

    1.2.1 nrf9e5收发方式的选择

    与nrf401 和nrf903不同的是，nrf9e5 使用spi 接口进行单片机与无线模块间的数据传输。这部分在nrf9e5片内的8051 内核与nrf905 射频收发器之间完成。nrf9e5的收发器有三种工作方式，shockburst 接收(rx)方式、shockburst 发送(tx)方式和空闲方式。当收发器在空闲方式下， 微控器依然在运行。nrf9e5 收发器的工作方式由特殊功能寄存器t r x _ c e和tx_en 决定，具体见表1 所列。

    表1 nrf9e5工作模式

    nrf9e5 使用nordic vlsi 公司的shockburst 的特性，进行高速的数据传输。与射频数据相关的协议由nrf9e5