基于nRF24L01的矿用搜救器设计

　　FLASH存储器

　　搜救器要存储大量的人员信息，所以在主控制器外部扩展了8M字节的FLASH。M25P64是一个8M×8的串行FLASH存储器，具有写保护机制，通过高速SPI兼容总线应用。存储器由128个块组成，每个块包含256页，每页256个字节。M25P64具有高性能的编程功能，用页编程指令每次可编程1至256字节。整个存储器可以通过块擦写指令擦除，也可以由块擦除指令一次一块的擦除。

　　红外通信

　　出于方便应用考虑，搜救器在与上位机进行数据交换时使用红外通信技术。由于STM32F103VE的USART可以设置成IrDA模式，所以本设计选用Vishay的红外芯片TFDU4300。TFDU4300是一个对于低电压IO接口有独立逻辑参考电压的红外收发模块，它与快速红外数据通信的最新IrDA物理层标准完全兼容，IrDA的速度最高支持115.2kbit/s并且支持基带远程控制。收发模块由PIN二极管，一个红外发送器和一个低功耗控制IC构成，提供一个完全的单芯片前端到后端的解决方案。器件覆盖扩展的近于1米IrDA范围，通过一外部限流控制电阻可以调到更近的范围。

　　无线通信

　　无线通信模块通信芯片采用的是工作在2.4GHzISM频段的nRF24L01，整个模块的结构简单，采用单芯片进行数据的处理。nRF24L01只要用很少的外围元件就可以进行正常的工作。无线通信模块电路主要是由nRF24L01、数字衰减器(HMC274)、天线、晶振电路组成，框图如图3所示。

　　在功能上，主要用于搜救器和目标识别卡之间的数据收发。nRF24L01和STM32F103VE通过SPI口进行数据交换。

　　OLED显示屏

　　选用奇晶光电的OLED显示模块C0283QGLC-T。该显示模块带有2.8英寸OLED显示屏并且集成OLED显示屏驱动芯片S6E63D6，S6E63D6支持intel 8080总线模式。S6E63D6与STM32F103VE的FSMC接口相连，通过将FSMC设置成16位的PSRAM控制器，结合FSMC提供的时钟信号、控制信号以及数据总线可以把S6E63D6看成外部存储器来操作。

　　触摸按键

　　选用PIC基于mTouch技术的电容触摸专用单片机PIC16F724，该单片机最多提供8个触摸按键输入。与PIC16F724相连的6个触摸按键定义为所需要的功能键。

　　软件设计

　　软件采用主从结构，程序采用C语言编写。STM32F103VE收到PIC单片机的发送的数据后，根据通信协议取出命令字和键码，然后根据键码完成相应的操作。软件基于模块化思想设计，主要包括主控制器程序和触摸按键感应程序。