无线数据传输微机原理与接口技术专用周报告册

1 无线数据传输微机原理与接口技术专用周报告册 第一章 课题介绍 专用周的开设以锻炼和提高我们的单片机应用能力为目的，在实际的课题设计中以锻炼我们以下方面的能力： 单片机硬件电路的基本设计方法； 单片机简单接口电路的设计（ A/D 接口、按键显示器接口、通信接口、功率接口和传感器接口等）； 简单应用程序的编写和调试； 简单控制方法的设计和相应程序的设计方法； 培养我们的专业创新能力； 培养我们的专业创新能力； 本内容 1） 利用两个小车以及无线传输模块实现点对点的无线数据传 输； 2） 具体功能：利用一个小车作为主控机，另一个小车作为操作执行机， 用户通过利用主控机上的按键实现控制信号的设定，利用无线模块进行数据的发送和传输，执行小车完成相应的动作。 展内容 1） 利用小车上配置的编码盘实现运动速度的控制，可以实现定点位置 到达。 2） 加载 块，实现导航控制。 2 第二章 系统分析 件分析 线数传模块 无线数据 传输 广泛地运用在 车辆监控 、遥控、遥测、小型 无线网络 、 无线抄表 、门禁系统、小区传呼、工业 数据采集系统 、无线标签、身份识别、非接触型无线数据终端、安全防火系统、无线遥控系统、生物信号采集、水文气象监控、机器人控制、无线 232数据通信、无线 485/422数据通信、 数字音频 、数字图像传输等领域中。 1） 载波频率： 433 450 470及 点； 2） 多种可选的通讯接口： 3） 传输速率： 1200， ,2400， 4800, 9600, 19200, 38400 4） 收发一体，半双工方式； 5） 数据格式： 8； 6） 提供方波传输功能，方便非标的编码客户使用； 7） 低功耗，本具有休眠功能； 8） 8个通讯信道，也可改变； 9） 工作温度： +75( 工业级 )； 10） 符合 00220 准 ； 11） 天线阻抗： 50 （标配为 定制 ）。 图 1 是无线数传模块包括无线通信电路部分和接口控制部分。 3 图 1 无线数传模块实物图 车编码盘 为实现小车运行状态的检测在车轮上安装如图 2 所示编码盘。 使用黑白条纹进行检测的方式，可以使用反射式光电传感器进行检测；对于通孔式结构可以使用对射式进行检测。原理是：将编码盘安装在小车的车轮上，车轮运行中，编码盘输出对应的脉冲个数 n，根据编码盘原理的条纹数 K（通孔数），车轮的周长 L，计算运算数度和距离。 4 图 2 小车编码盘示意图 统硬件结构 统基本硬件结构如图 图 3 系统硬件结构图 按键与显示 主控制小车 无线数传模块 无线数传模块 执行小车 编码盘 5 课题包含两个硬件部分，主控小车包含按键信息输入和显示输出、小车以及无线数传模块，用于用户信息的输入设定。执行小车包含无线数传模块和编码盘输出，实现设定任务的执行和执行情况反馈。 件电路 图 a 电源 功能说明 : 给 8051 提供电源 6 图 b 编码 盘检测传感器电路图 功能说明： 通过此电路检测编码盘黑白相间的条纹，输出对应的脉冲个数 n，一个编码盘有的条纹数 N，编码盘的周长 l。通过小车在一段时间内走的路程可以计算出小车的速度。在通过 以控制小车每次前进的距离。 7 图 c 小车驱动电路图与 8051 功能说明： 控制小车的转动，通过与 8051的四个端口相连，可以各置为高、低电平，让小车前进、后退、左转、右转。但不能同时置为低电平，会短路。当 8051 提供的高电平和低电平占空比不同时，轮子转动速度会跟随着变化。 8 图 d 按键与显示电路图 功能说明 ： 在发射模块中通过按键加减设置发射的信号，使接收端收到不同的信号，执行不同的动作。 图 e 8051 电路图 9 功能说明： 单片微型计算机简称为单片机，又称为微型控制器，是微型计算机的一个重要分支。单片机是 70 年代中期发展起来的一种大规模集成电路芯片，是 I/O 接口和中断系统于同一硅片的器件。 80 年代以来，单片机发展迅速，各类新产品不断涌现，出现了许多高性能新型机种，现已逐渐成为工厂自动化和各控制领域的支柱产业之一。 序框图 该软件包含两方面的内容，一个是控制主机的管理程序，另一个是执行主机的管理程序。控制主机的程序主要包 含数据读取、显示输出、控制数据发送以及执行结果反馈接收等程序模块。执行主机包含执行数据接收、速度与位置信息检测与计算，小车运行控制等程序模块。控制主机与执行主机的流程框图如下图： 10 控制主机、执行主机程序框图 初始化 读入设定数据 生成控制信息 数据发送 初始 化 接收主机数据 检测位置与速度 运动控制 11 第三章 程序设计 射 开始程序入口 电，转主程序 部中断 1入口地址 调用中断调用主程序0000H ；程序入口 电，转主程序 部中断 1入口地址 ；调用中断子程序 程序 50H ;串行控制寄存器设置 通 信 设 置0000H ；程序入口 电，转主程序 013H；外部中断 1入口地址 调用中 断子程序 030H；主程序 50H ; 串行控制寄存器设置 00H ; 波特率不倍增 20H ; 定时器 作方式 2 0初值 0定时器 置0000H ；程序入口 电，转主程序 013H；外部中断 1入口地址 调用中断子程序 030H；主程序#50 串行控制寄存器设置 00H 波特率不倍增 20H ; 定时器 作方式 2 0原地等待 12 设定键按下 是 数据指针指向段码表 寄存器 零 设置动态扫描次数 查表显示 A 中低四位 高低半字节交换 查表显示高四位 扫描 50次 是 否 中断入口 清 0 5 发射 结束 否 中断结束 是 否 是 是 是 否 否 否 13 发射程序清单 000H ；开始 ；上电，转主程序 013H ；外部中断 1 入口地址 ；调用中断子程序 030H ；主程序 50H ;串行控制寄存器设置 00H ;波特率不倍增 20H ;定时器 作方式 2 00 初值 ;定时器 启动 ;开外部中断 1 的端口 ;允许外部中断 1 A ;中断总允许 ；原地等待 ；调用延时 判断按键是否按下，是，顺序执行，反之否 ；调用延时 ；判断按键是否弹起，是，顺序执行，反之否 14 数据指针指向段码表 0,#00H ；寄存器 ；调用显示 1,#50 ；扫描 50 次 ,； ,#0；抹去 ,A+查表 ；关此位选 ；开此位选 ；关此位选 ；关此位选 0,A ；显示 ；调用延时 0,#0消隐 ,； ；高低半字节交 换 ,#0；抹去高四位 ,A+查表 ；开此位选 ；关此位选 ；关此位选 ；关此位选 15 0,A ；显示 ；调用延时 0,#0消隐 1,；判断 ，是顺序执行，反之跳转 ；结束 ;按键按下顺序执行，否跳转到 ；调用延时 ；判断按键是否弹起，是顺序执行，否等待 0 ；自加 0,#05, 顺序执行，否跳转 0,#00H ；清零 ；显示 ；结束 按键按下顺序执行，否跳转到 ;调用延时 ；按键弹起顺序执行，否等待 0 ；自减 1 0,#0 0序执行，否跳转到显示程序 0,#04H ； ；跳转到显示 ；结束 16 发送键判断 ；调用延时 ；再次判断 , ； ;结束 ； A 的值赋给 I,$ ； 顺序执行，否等待 I ； ；结束 ；中断结束 4,#2 ； 4,； 跳转 ；结束 3H,95H,09H,49H ；段码表 1H,11H,09H,11H,0码表 3H,85H,61H,71H ；段码表 5,#50 ； 0 3,#48 ； 8 3,； 顺序执行，否跳转 5,； 顺序执行，否跳转 ；结束 17 ；程序结束 主程序流程图 开始 串行通信设置 中断初始化 定时器 设定扫描次数 0 显示低四位 显示高四位 扫描 50次 是 否 原地等待 18 中断流程图 中断入口 接收数据 接收数据为 04 接收数据为 01 接收数据为 03 接收数据为 02 调用 用 用 用 断结束 是 是 是 是 否 否 否 否 19 接收程序清单 000H;开始 调用主程序 023H;串口地址 中断服务程序 0030H；主程序 50H;串行口方式 1， 00H;波特率不倍增 20H;定时器 作方式 2 00动定时 A;中断总允许 S;允许串口申请中断 许外部中断 0 部中断 态显示程序 ;原地等待 1,#50 ;扫描 50 次 , ,#0保留 A 中的低四位 据指针指向段码表 20 ,A+查表 开位选 位选 0,A；显示 用延时子程序 0,#0消隐 , ；高低半字节交换 ,#0去高四位 据指针指向段码表 ,A+表 位选 位选 0,A；显示 用延时子程序 0,#0隐 1,判断扫 描是否完成，是顺序执行，否跳转到接收 束 ,接收数据 I,$； 等待， 顺序执行 21 I； 0 0；调用 0； 0 断结束 ,20H;判断接收数据 ,#03H；抹去 ,#01H, 等于 01 向下执行，否跳转到 O；调用 时 5S 断结束 ,#02H,A 等于 02向下执行，否跳转到 用 程序 时 5S 断结束 ,#03H,A 等于 03向下执行，否跳转到 用 程序 时 5S 断结束 ,#04H,$； A 等于 04 向下执行，否等待 用 时 5S 断结束 22 进 1 用延时 5 0 0 束 退 1 用延时 5 0 0 束 转 1 用延时 5 0 0 束 转 1 用延时 5 0 23 0 束 3H,95H,09H,49H；段码表 1H,11H,09H,11H,0码表 3H,85H,61H,71H；段码表 3,#10； 0 时 53,3=0 顺序执行，否跳转 束 4,#5； 值 5 5,#200； 00 6,#123； 23 6,$； 顺序执行，否等待 5,顺序执行，否跳转到 4,顺序执行，否跳转到 程序结束 序结束 24 附录 执行模块 25 控制模块 26 总结 1 两周的单片机实训很快就结束了，在这两周里我学到很多知识，对以前不懂得知识有更多的了解，学会了自己独立思考，解决各种问题。这次实训不仅教会了我很多东西，还加强了我的动手能力，学会了团结协作。理论结合实际，让我们进一步了解到了知识的重要性，更进一步拉近了同学与同学之间友好的关系。 在实训期间，我们以小组的形式来完成老师交给我们的任务，在专用周中有五个课题可供我们选择，根据实际情况，老师的要求，我们很不幸的选择了课题四这个让我 们头疼的题目，这个题目是无线数据传输，刚开始我们什么都不知道，只是浅显的了解到无线数据传输就是利用两个小车以及无线数传模块实现点对点的无线数据传输，到后来并不是我们想象的么简单。无线数据传输是利用一个小车作为主控机，另一个小车作为操作执行机，用户通过利用主控机上的按键实现控制信号的设定，利用无线模块进行数据的发送和传输，执行小车完成相应的动作。这个课题在之前我们是没有接触到的，所以说对我们只学了基本知识的人来说，简直就是难上难，但是通过老师的一番讲解，还有老师的指导，在各种帮助下我们还是很顺利的完成了老师交 给我们的任务。 实训的前两天老师要求我们把本次实验所用到的所有电路原理图画出来，刚开始，我们根本不知道画什么，经过一段时间的思考，还有老师、同学的帮助下，我们知道该画什么了。首先，我们把所有要用到的电路原理图找出来，归纳在一起，就开始着手画硬件电路图，这次画硬件电路图对我们来说其实很简单，因为在之前我们也用了两周的专用周学习了 9个软件功能，所以对于我们来说还是挺有用的。经过我们的努力，我们完成了硬件电路图这一小部分，接下来的这几天里，老师交给我们的任务就是编写程序，对于我来说编写程序真 的很难。不过，不管遇到在大的困难，我们都会克服的。一开始，我和我的队友就找了一些资料，一起总结，思考该怎么把这个程序编写完整，并且没有错误。通过我们所学到的知识完成了编写程序这一块，就等到实践了。这周里，老师给我们提供了一些资料，教我们怎么做。总之，在老师的帮助下我们完成了一大部分任务，接下来就需要实践了。 在第二周里，我们拿到了属于自己的小车，还有关于无线数据传输这块的所有工具，做这个题目需要一个接收模块和一个发射模块，利用他们来控制小车完成相应的动作。我们完成了基本工作后，就开始进行对小车做相应的调整。 后来的实验不是很顺利，频繁的遇到各种问题，只有老师才能协助我们把问题给解决了。尤其是对无线数据传输，我觉得他真的很神奇，可以通过我们编写的程序以及小车要用到的各种工具对电脑进行控制，在两台电脑之间进行数据传输。可是，到后来实训结束了，我们也没有完全的把程序写正确，就只差那么一点点就可以对电脑进行控制了，就是不知道为什么总是到关键的时刻，小车接收不到信息，我们就很急，不知道该怎么办。专用周结束了，我和我的同伴都感到一丝遗憾，后来，也想了想，也没什么，毕竟我们也曾经努力过 经过为期两周的实训，我觉得 我更加懂得了合作的重要性，不仅要学会动手， 27 还要多动脑，开发自己的思维，让自己变得更加强大。还要感谢老师的教导，是老师教会了我们知识。还有做事要有耐心，不要心急。 总结 2 为期两周的微机原理与接口技术专用周已经结束了，在这期间我又更好的了解了编程的过程，以及把自己和搭档写的程序调试出来，把抽象的实验具体化。这个过程是复杂的，有烦恼也有开心的时刻。我们组做的是实验四：无线数据传输，做实验时，各位老师正确的指导我们，其它组员与我们的合作。让我再一次明白，事情一个人做会很困