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基于STC单片机配合W5500与NRF24LE1的以太网转无线网关设计

2018-6-8 14:26:10 9718 STC单片机

本帖最后由 linchenfeng 于 2018-6-9 22:22 编辑

DIY设计之以太网转无线网关设计（资料于附件中）

电路核心芯片介绍：
1.  单片机型号为STC8A8K64S4A12,是宏晶科技的最新产品系列。具有8Ksram，并且支持硬件I2C和硬件SPI，具有16路ADC，4组Suart，支持10组硬件PWM。在本设计中完全足够使用。支持国产！
以太网芯片为W5500,是WIZnet推出的高性能以太网接口芯片系列之一，内部集成全硬件TCP/IP协议栈+MAC+PHY。全硬件协议栈技术采用硬件逻辑门电路实现复杂的TCP/IP协议簇，其应用具有简单快速、可靠性高、安全性好等显著优势；内部集成MAC和PHY工艺，使得单片机接入以太网方案的硬件设计更为简捷和高效。
2.  2.4GHz射频芯片采用NRF24LE1，nRF24LE1采用了Nordic最新的无线和超低功耗技术，在一个极小封装中集成了包括2.4GHz无线传输，增强型51 Flash高速单片机，丰富外设及接口等的单片Flash芯片，是一个综合了性能及成本的完美结合，很适合应用于各种2.4GHz的产品设计。
3.  USB通讯芯片为CH340G，是一个USB总线的转接芯片，实现USB转串口或者USB转打印口。
在串口方式下，CH340提供常用的MODEM联络信号，用于为计算机扩展异步串口，或者将普通的串口设备直接升级到USB总线。
4.  MP1584EN，是一个高频率的降压开关稳压器具有一个集成的内部高端高压功率MOSFET 。它提供了3A的输出电流模式和控制快速环路响应，易于补偿。宽阔的4.5V至28V输入电压范围，可容纳各种降压应用中。
电路功能单元介绍：
1.  以太网单元设计，参考W5500的官方原理图设计资料即可。SPI端口连接到单片机的硬件SPI端口，中断端口连接到单片机的INT1端口。用于通过连接网线的方式让设备连接到部署于以太网的服务器或者是连接到局域网。
2.  无线射频单元设计，参考nordic手册设计即可，在设计中增加了功率放大芯片rfx2401，目的是为了增加通讯的距离。NRF24LE1本身内置一颗高速51核CPU,所以通讯的全部处理程序机制，均烧写在内置CPU中，采用串口的方式与STC8A核心CPU通讯控制。P1接口为NRF24LE1射频CPU的程序烧写接口。用于通过无线的方式，与通讯范围内的其他无线节点通讯。构成对传感器的查询，执行机构的控制动作。
3.  USB通讯单元设计，本接口采用CH340G驱动。与单片机的P30/P31连接，构成常规“不正规”的ISP烧写与调试端口。虽然目前市面上串口转USB的芯片繁多，而且比CH340G价格低，外围电路更加简单的芯片更多，但本设计选择CH340G的原因还是因为其稳定性。
  4. 电源单元设计。包括USB供电，DC接口供电，均为5V电压，标记为UVCC。UVCC二选一，经过MP1584EN降压稳压电路输出3.3V电压，标记为OVCC。OVCC直接给CH340G常供电。同时OVCC经过一个由PNP开关管构成的常通电路对后端系统供电。开关KEY1，按下即可关闭系统电源，放开打开系统电源。
  5. AT24C64AN芯片，为外部数据存储器，STC内置有EEPROM，这里的设计目的之一是对某些数据的双重备份。
6. LED指示灯，使用了4个LED指示灯。其中LED4直接连接到3.3V系统电源。LED1--LED3连接到单片机的IO。用于其它的状态指示。
7. 单片机的所有IO口均引出。

   其他
   基于本电路，可以将STC8A芯片去掉，直接通过NRF24LE1CPU控制W5500也可以完成网关功能。NRF24LE1内置的CPU依然支持硬件SPI和硬件I2C。

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原理图.SchDoc

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13条评论 发表评论只看该作者

王栋春 · 2018-6-8 20:48:44 沙发好资料

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linchenfeng · 2018-6-9 16:25:26 板凳王栋春发表于 2018-6-8 20:48 好资料王工，咋哪里都能看到你。

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z00 · 2018-6-9 17:45:17 4^# 好资料看一下

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王栋春 · 2018-6-9 21:45:56 5^# linchenfeng 发表于 2018-6-9 16:25 王工，咋哪里都能看到你。不知坛友又在哪里看到我了

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linchenfeng · 2018-6-9 21:51:34 6^# 王栋春发表于 2018-6-9 21:45 不知坛友又在哪里看到我了比如问答，还有基本上我发的帖子。都有你哦。哈哈。感谢！

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王栋春 · 2018-6-9 22:04:30 7^# 回帖奖励 +1 分积分 linchenfeng 发表于 2018-6-9 21:51 比如问答，还有基本上我发的帖子。都有你哦。哈哈。感谢！有些帖子里面的知识我是不懂的不过别人分享了要给予鼓励和支持的

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王友让 · 2018-6-10 11:19:44 8^# 回帖奖励 +1 分积分很详细，学习了。

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王燕飞 · 2018-6-10 12:39:16 9^# 不错值得收藏，学习的

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朱仁进 · 2018-6-23 11:07:30 10^# 好好看一下学习了

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linchenfeng · 2018-6-23 19:24:19 11^# 530758923 发表于 2018-6-23 11:07 好好看一下学习了

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朱仁进 · 2018-6-26 09:23:03 12^# 好好看一下学习了

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王鑫 · 2018-6-28 12:01:01 13^# 好资料！感谢分享！顺便一求个.......这款MCU与W5500的通信驱动，最近也在做STC这款国产MCU与W5500的实验，可惜一直都未调通

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linchenfeng · 2018-6-28 21:44:18 14^# 9dcbc2 发表于 2018-6-28 12:01 好资料！感谢分享！顺便一求个.......这款MCU与W5500的通信驱动，最近也在做STC这款国产MCU与W5500的实验，可惜一直都未调通那个资料很多，百度就可以找到基本驱动例程。

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