基于at89s51單片機無線傳輸系統設計-預覽頁

　

【正文】 .......... (17) 4 結束語 ................................................................................................................................... (21) 參 考 文 獻 ........................................................................................................................... (22) Abstract.................................................................................................................................. (23) 第 1 頁（共 23 頁） 基于 AT89S51 單片機無線傳輸系統設計 作 者： 指導教師： 摘要 ：當今社會發展迅速 ,人們迫切的期望能隨時隨地、不受時空限制地進行信息交互。現 在，有很多的電器產品 (如一些家用電器 )的操作控制也都采用了無線數據傳輸方式，一些無線數據傳輸功能相對簡單的電器產品，無線數據傳輸信號的接收識別往往采用與編碼調制芯片配套的譯碼芯片。可以說 ,數據信息傳輸系統是各種智能化控制系統的重要組成部分。這樣 ,數據采集裝置與手 持終端之間的數據傳輸需解決通信問題。本文介紹利用單片機以及發射 /接收模塊電路實現的一種無線數據傳輸系統的設計思想 。空閑模式下， CPU 暫停工作，而 RAM 定時計數器，串行口，外中斷系統可繼續工作，掉電模式凍結振蕩器而保存 RAM 的數據，停止芯片其它功能直至外中斷激活或硬件復位。無線數據傳輸接收端普遍采用價格便宜 ,性能可靠的一體化無線數據傳輸接收模塊、接收無線數據傳輸信號 ,它同時對信號進行放大、檢波、整形 ,得到 TTL 電平的編碼信號 ,再送給單片機 ,經單片機解碼并執行 ,去控制相關對象 ,其原理如圖 2 所示。移頻鍵控方式用兩種不同的脈沖頻率分別表示二進制數的“ 0”和“ 1”。在 FSK 方式中，相鄰碼元的頻率不變或者跳變一個固定值。 ,在長虹、創維等彩電的控制器中 ,就采用了這種雙相調制方式。如果是多路控制可以采用每一路寬度不同的方波 ,或是頻率不同的方法去調制高頻載波 ,組成一組組的已調制波 ,作為控制信號 向空中發射。這種編碼方式根據脈沖上升沿之間的距離決定“二進制位”是“ 0”還是“ 1” ,兩脈沖上升沿之間距離短為“ 0” ,距離長為“ 1”。 [5]按其編碼與解碼功能可分為以下三類 : (1) 控制數據的地址加密編碼與解碼器 : 這類電路的特點是在地址加密編碼的同時還可以進行控制數據的編解碼。適用于可靠性 要求較高 ,但只進行簡單的開關或增減控制的場合。 一般來說硬件解碼相對軟件解碼成本較高 ,并且當系統因更改或升級改變了編碼方式時 , 接收的硬件就要做相應的更改 ,缺乏一定的靈活性。對于脈寬調制 (PWM),只要識別出每個脈沖的高(或低 )電平寬度即可完成解碼。 (3)丟棄接收到的不完整信息幀。解碼采用軟件解碼 , 如果從一個脈沖的高電平和一個脈沖的低電平過后 , 若讀到的電平為低 , 說明該位為“ 0” , 反之即可判定為編碼“ 1”。 無線數據傳輸調制和解調 無線數據傳輸系統的調制和解調 為了使數據傳送的距離較長，在發射信號前要對信號進行調制，調制的方法是將原信號與一個載波相與。 2 無線數據收發模塊 無線收發模塊 nRF905 簡介 nRF905 是挪威 Nordic VLSI 公司推出的單片射頻收發器，工作電壓為 ～ V， 32 引腳 QFN 封裝 (5 5 mm)，工作于 433／ 868／ 915 MHz 三個 ISM(工業、第 7 頁（共 23 頁） 科學和醫學 )頻道，頻道之間的轉換時間小于 650μ s。 nRF905 無線模塊特點 (1) 433Mhz 開放 ISM 頻段免許可證使用 (2) 最高工作速率 50kbps，高效 GFSK 調制，抗干擾能力強，特別適合工業控制 場合 (3) 125 頻道，滿足多點通信和跳頻通信需要 (4) 內置硬件 CRC 檢錯和點對多點通信地址控制 (5) 低功耗 工作，待機模式下狀態僅為 (6) 收發模式切換時間 650us (7) 模塊可軟件設地址，只有收到本機地址時才會輸出數據（提供中斷指 示 )，可直接接各種單片機使用，軟件編程非常方便 (8) TX Mode: 在 +10dBm 情況下，電流為 30mA。 [8]由于 nRF905 工作于ShockBurstTM 模式，因此使用低速的微控制器也能得到很高的射頻數據發射速率。下面具體詳細分析 nRF905 的發送流程和接收流程。接收系統由檢波放大整形電路及無線數據傳輸接收芯片構成 。這種發送方式具有下述優點 : 無線數據傳輸脈沖寬度穩定且不會由于數據的內容而改變功率消耗 。 第 9 頁（共 23 頁） 圖 6 單片機與模塊連接設計 電路原理 nRF905 在使用中，根據不同需要，其電路圖不盡相同，圖 7 所示為典型的應用原理圖，該電路天線部分使用的是 50Ω單端天線。當 nRF905 處于空閑模式或關機模式時， SPI 接口可以保持在工作狀態。 AAAA 指出寫操作的開始字節，字節數量取決于 AAAA 指出的開始地址。 第 11 頁（共 23 頁） R_TX_PLAYLOAD (RTP) 00100001 讀 TX 有效數據： 132 字節。 R_TX_ADDRESS (RTA) 00100011 讀 TX 地址： 14 字節。 CH_NO=ccccccccc。 0 ‐正常模式； 1 ‐低功耗模式 AUTO_RETRAN 1 重發數據 如果 TX 寄存 器的 TRX_CE和 TX_EN被設置為高 默認值=0。本軟件的主要任務是在單片機 AT89S51 的控制之下完成數據的正確傳輸。 sbit CD=P3^3。 sbit MOSI=P1^4。 sbit key1=P1^2。 void Delay(uint x) { 第 13 頁（共 23 頁） uint i。 } } void SpiWrite(uchar date) { uchar i=8。 date=1 。 SCK=0。 Delay(2)。 SpiWrite(0xE7)。 Delay(2)。 SpiWrite(0x02)。 TRX_CE=1。 } ////////////初始化配置寄存器 //////////////// void Ini_System(void) { CSN=1。 TX_EN=0。 //配置命令 // SpiWrite( 0x6C)。SpiWrite( 0x03)。SpiWrite( 0xE7)。 TRX_CE=1。 DR=1。 TRX_CE=1。 if(!key1) { Delay(3)。 if(!key2) { Delay(3)。 if(!key3) { Delay(3)。 TxPacket()。 PWR_UP=1。 sbit TRX_CE=P0^1。 sbit DR=P0^5。 sbit CSN=P2^1。 uchar TxRxBuffer[3]。ix。 MOSI=(bit)(dateamp。 SCK=1。 while (i) { date1=1 。 SCK=0 。 SCK=0。 Delay(2)。 //CH_NO,配置頻段在 SpiWrite(0x0C)。 //接收發送有效數據長度為 3字節 SpiWrite(0xE7)。 //接收地址 SpiWrite(0xDE)。 TX_EN=0。 SpiWrite(0x24)。 CSN=1。amp。 if(TxRxBuffer[2]==0xa0) { led1=~led1。 } } } void main(void) { Ini_System()。 led2=0。 Delay(1000)。 while(1) { Wait_Rec_Packet()。 Delay(5000)。 } } } 4 結束語 本文著重介紹了無線數據傳輸系統的基本原理及無線數據傳輸的編碼解碼設計。當發射器的類型不同時只需對中斷處理程序的部分參數稍加改動即可 ,就可以適用于多種紅外遙控器信號的接收和解碼 ,極大地節約了硬件實現的資源開銷。程序如果改為匯編語言編寫占用空間會比使用 C語言編寫更小 ,完全可應用于各類第 22 頁（共 23 頁） 單片機。若在數據傳輸協議中 ,加上地址幀 (設備號識別 ) 和校驗幀 ,該方法在計算機系統中將有更廣泛