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第1章 ANT超低功耗无线网络简介1

1.1低功耗无线网络应用背景1

1.2何为ANT网络2

1.3 Zigbee与ANT无线网络的特点2

1.3.1超低功耗特性4

1.3.2低系统成本及开发成本5

1.3.3灵活的网络拓扑结构5

1.4 ANT低功耗无线网络的基本概念7

1.4.1 ANT无线网络节点7

1.4.2 ANT无线网络通道7

1.4.3 ANT无线网络的基本工作方式8

1.4.4搜索、配对9

1.4.5跳频工作9

1.4.6 ANT无线网络的组网方式10

1.5 2.4GHz无线链路的预测11

1.5.1自由空间电波传播基础11

1.5.2自由空间下2.4GHz频段的无线链路预测12

1.5.3在实际环境下2.4GHz频段的无线链路预测13

1.5.4增加2.4GHz无线通信距离的方法13

1.5.5无线链路预测工具14

第2章 2.4GHz单片ANT超低功耗无线网络芯片nRF24AP216

2.1 nRF24AP2介绍16

2.1.1 nRF24AP2特性16

2.1.2 nRF24AP2应用领域17

2.2 nRF24AP2概述17

2.2.1 nRF24AP2功能17

2.2.2 nRF24AP2的内部框图19

2.2.3 nRF24AP2芯片引脚分配19

2.2.4 nRF24AP2引脚功能19

2.3 nRF24AP2的射频收发器22

2.3.1 nRF24AP2射频收发器功能22

2.3.2 nRF24AP2射频收发器内部框图22

2.4 ANT协议概述23

2.4.1 ANT内部框图23

2.4.2 ANT功能说明23

2.5 nRF24AP2与微处理器的接口方式29

2.5.1微处理器接口功能29

2.5.2异步串行接口30

2.5.3同步串行接口32

2.6 nRF24AP2片内振荡器38

2.6.1振荡器特性38

2.6.2振荡器内部框图38

2.6.3振荡器功能描述38

2.7 nRF24AP2工作条件40

2.8 nRF24AP2电气特性40

2.8.1 nRF24AP2特定应用下的电流消耗43

2.8.2电流计算实例45

2.9 nRF24AP2绝对最大额定值45

2.10 nRF24AP2封装尺寸规格46

2.11 nRF24AP2应用范例46

2.11.1 PCB设计指南46

2.11.2同步（位）模式原理图47

2.11.3同步（字节）模式原理图48

2.11.4异步模式原理图48

2.11.5材料清单（BOM）48

2.12 nRF24AP2无线网络模块51

2.12.1产品特性51

2.12.2适合各种无线网络拓扑应用52

2.12.3工作条件52

2.12.4引脚排列及说明52

2.12.5微处理器接口53

2.13 nRF24AP2增强功率PA无线网络模块57

第3章 带USB接口的单片ANT无线网络芯片nRF24AP2-USB58

3.1 nRF24AP2-USB介绍58

3.1.1 nRF24AP2-USB基本特性58

3.1.2 nRF24AP2-USB应用领域59

3.2 nRF24AP2概述59

3.2.1 nRF24AP2-USB功能59

3.2.2 nRF24AP2-USB内部框图61

3.2.3 nRF24AP2-USB引脚分配62

3.2.4 nRF24AP2-USB引脚功能62

3.3 nRF24AP2-USB射频收发器63

3.3.1 nRF24AP2-USB射频收发器功能63

3.3.2 nRF24AP2-USB射频收发器内部框图63

3.4 ANT协议概述64

3.4.1 ANT内部框图64

3.4.2功能描述65

3.5 nRF24AP2的主机接口70

3.5.1主机接口功能70

3.5.2主机接口内部框图70

3.5.3主机接口功能描述71

3.6 nRF24AP2-USB的片内振荡器77

3.7 nRF24AP2-USB工作条件78

3.8 nRF24AP2-USB电气规格79

3.8.1 nRF24AP2的USB接口80

3.8.2 nRF24AP2-USB的直流电气特性81

3.8.3 nRF24AP2-USB的电流消耗82

3.9 nRF24AP2-USB的绝对最大额定值82

3.10 nRF24AP2-USB的封装尺寸规格83

3.11 nRF24AP2-USB应用范例83

3.11.1 PCB设计指南83

3.11.2 nRF24AP2-USB应用原理图84

3.11.3 PCB布局图84

3.11.4材料清单（BOM）84

3.12 nRF24AP2-USB无线网络模块86

3.12.1产品特性86

3.12.2各种无线网络拓扑应用86

3.12.3基本电气特性87

3.12.4模块顶视图及主机接口87

3.12.5典型应用88

3.13 nRF24AP2-USB增强功率无线USB网络模块88

3.13.1模块顶视图88

3.13.2基本电气特性89

第4章 ANT芯片及模块接口详述90

4.1 ANT接口介绍90

4.2 ANT的异步串行接口91

4.2.1 ANT的异步串行接口说明91

4.2.2 ANT的异步串行接口参数91

4.2.3 ANT的链路层协议92

4.2.4 ANT消息93

4.2.5异步串口控制信号（RTS）93

4.2.6节电控制93

4.3 ANT的同步串行接口94

4.3.1 ANT同步串行接口说明94

4.3.2 ANT同步串行接口参数95

4.3.3 ANT链路层协议95

4.3.4实现同步97

4.3.5串口通信的工作机制97

4.3.6字节同步的消息传输98

4.3.7位同步的消息传输100

4.3.8上电/掉电控制101

4.3.9串行使能控制（ANT→主控MCU）101

4.3.10采用Epson MCU作为主控MCU的典型应用101

第5章 ANT消息协议详述和使用103

5.1 ANT协议介绍103

5.2 ANT产品系列104

5.2.1 ANT单芯片和芯片组104

5.2.2 ANT模组104

5.2.3 ANT USB接口棒104

5.2.4 ANT开发工具包104

5.2.5 ANT PC接口软件104

5.3 ANT网络拓扑104

5.4 ANT节点106

5.5 ANT通道107

5.5.1 ANT通道上的通信107

5.5.2 ANT的通道配置108

5.5.3建立一个ANT通道112

5.5.4 ANT数据类型113

5.5.5 ANT独立通道115

5.5.6 ANT共享通道115

5.5.7 ANT连续扫描模式117

5.6 ANT设备配对117

5.6.1 ANT设备配对实例118

5.6.2 ANT的包含/排除列表119

5.6.3 ANT邻近搜索119

5.7 ANT接口120

5.7.1 ANT信息结构120

5.7.2微处理器串行接口122

5.7.3 PC串行接口122

5.8 ANT网络实现范例122

5.8.1用独立通道实现123

5.8.2用共享通道实现126

5.9附录A-ANT消息详述130

5.9.1 ANT消息130

5.9.2 ANT消息结构-备注130

5.9.3 ANT消息摘要131

5.9.4 ANT产品功能134

5.9.5 ANT消息详细说明136

第6章 深入了解ANT174

6.1 ANT设备配对174

6.1.1通道ID174

6.1.2设备配对位175

6.1.3包含/排除列表177

6.1.4搜索列表178

6.1.5邻近搜索179

6.1.6请求通道ID179

6.1.7应用实例179

6.1.8小结182

6.2邻近搜索182

6.2.1使能邻近搜索183

6.2.2设计注意事项183

6.2.3小结184

6.3 ANT通道搜索和后台扫描通道185

6.3.1 ANT通道搜索185

6.3.2通道搜索示例185

6.3.3主设备和从设备通道周期间的关系186

6.3.4搜索模式187

6.3.5功耗以及时间延迟189

6.3.6后台扫描通道189

6.3.7小结191

6.4突发传输191

6.4.1突发传输说明191

6.4.2数据吞吐率192

6.4.3串行接口协议192

6.4.4突发控制技术193

6.4.5传输队列194

6.4.6事件消息195

6.4.7小结196

6.5 ANT多通道应用的设计考虑196

6.5.1 ANT通道概述197

6.5.2设计注意事项197

6.5.3关于多通道的常见误解200

6.5.4通用多通道的最佳实施方式200

6.5.5小结201

6.6 ANT协议下的电源功耗状态201

6.6.1异步串行模式下的电源功耗状态201

6.6.2同步串行模式下的电源功耗状态205

6.6.3 ANT功耗的预测和估算206

6.6.4小结209

6.7与ANT DLL的动态连接209

6.7.1动态链接的基本知识209

6.7.2与ANT DLL动态链接实现211

第7章 一个2.4 GHz无线运动健康监测传感系统设计实例212

7.1 2.4GHz无线运动应用场景212

7.2 2.4GHz无线运动健康监测传感系统的典型拓扑结构213

7.3中心节点（接收机）的设计213

7.3.1设计的基本条件214

7.3.2实现范围214

7.3.3设计层215

7.3.4消息流程图215

7.4中心节点（接收机）的实现216

7.4.1软件实现216

7.4.2测试所需硬件配置219

7.5更多的ANT应用219

第8章 无线传感网教学开发实验平台220

8.1平台概述220

8.2无线传感网教学开发实验平台拓扑结构220

8.3无线传感网教学开发实验平台系统组成221

8.3.1无线温度传感节点221

8.3.2无线传感网中心节点组成225

8.3.3无线传感网中心节点的计算机终端监控软件229

8.3.4如何编译、下载并运行一个例程230

第9章 nRF24AP2无线网络应用编程实例235

9.1 nRF24AP2的上电复位操作235

9.2 nRF24AP2的基本参数设置函数236

9.3中心节点nRF24AP2的初始化操作242

9.4无线传感节点nRF24 AP2的初始化操作245

参考文献248