2.4 GHz无线鼠标键盘接收器的设计

　　1．3 无线接收部分

　　无线接收部分电路图如图3所示。由于nRF24L01是工作于2．4 GHz的高频元件，因此，系统的PCB设计的好坏，直接影响系统的性能。在设计时，必须考虑到各种电磁干扰，注意调整电阻、电容和电感的位置，特别要注意 电容的位置。nRF24L01模块的PCB为双面板，底层不放置任何元件，在地层，顶层的空余地方（除天线衬底之外）都覆上铜，并通过过孔与底层的地相 连。

　　2 协议分析

　　2．1 nRF24L01无线通信协议

　　2．4 GHz无线通信协议分为3层：物理层、数据链路层和应用层。物理层包括GFSK调制和解调器、接收和发送滤波器、射频合成器、SH接口和电源管理，主要完 成数据的调制解调、编码解码、FHSS跳频扩频和SPI通信。数据链路层主要完成解包和封包过程。该协议有2种基本的封包：数据包和应答包。数据包格式如 表1所示。

        前导码用来检测0和1，nRF24L01在接收模式下去除前导码，在发送模式下加入前导码。地址内容为接收机地址，地址宽度是3、4或5字节，可以对接收通道和发送通道分别进行配置，接收端从接收到的数据包中自动去除地址。

　　封包控制域的格式如表2所示。数据长度标志位只有在动态数据长度选项使能时才有效，6位可以表示传输的数据域字节数从0～32字节。标志位用来检测接收到 的数据包是新的还是重发的。自动应答标志位表示这个封包是否需要自动应答。封包可以采用1或2字节的CRC校验。对于应答包来说，数据域是一个可选项，但 是如果使用该选项的话应该使能动态数据长度特性。应用层按照设计需要可以是键盘和鼠标等HID类设备。

　　这两种封包在应用层协议中的用途不同。数据包主要用于传送发射端和接收端之间的数据信息，应答包则是在自动应答功能选项被使能之后才会出现的，以便于发送 端检测有无数据丢失。一旦数据丢失，则通过自动重发功能将丢失的数据恢复。增强型的ShockBurst模式可以同时控制应答和重发功能而无需增加MCU 工作量。

　　在SCK时钟控制下，数据在主从设备间传输，而且严格地遵守SPI通信的时序。作为接收端（PRX），nRF24L01通过2．4 GHz无线通信技术与发射端（PTX）进行数据交换。收发器接收到数据后，通过中断nIRQ通知MCU已接收到数据，可以进行读入操作，然后MCU通过 MISO数据传输线读入数据。nRF24L01在接收到数据之后，会自动切换到发送模式发送应答信号给发射端（PIX），这样就完成了一次数据传输过程。

　　2．2 USB设备枚举过程

　　USB的枚举过程是USB规范中一个非常重要的"动作"或"过程"。这个动作将会让PC知道何种USB设备剐接上以及其所含的各种信息。若要完成一个设备 枚举的过程，需要执行诸多的数据交换以及设备请求。图4描述了一个HID设备的枚举过程，由于本设计是针对鼠标键盘复合设备的接收器，所以在取完第一次报 告描述符后还需要再取另一个设备的报告描述符。