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文档简介
1、毕业设计 题 目 基于PIC的无线数据传输系统设计 前言一、问题的提出:用于图文显示的LED显示屏,如果只显示一些图形、文字,而对图象、动画以及信息的实时显示要求不高,而且信息的内容和屏与屏切换相对比较稳定,不需要固定计算机实时服务,只需要在控制显示屏的单片机中加入存储块,实现信息的保存功能。通过无线发射机和无线接收机进行数据的传输,达到对LED显示屏的控制。二、论文的主要研究内容:通过软件编辑实现图文编辑与传输。采用习惯的Windows窗体,开启文本编辑区,完成图形和文字的编辑工作。在控制系统中实现字模的提取与保存,无需在单片机中加入汉字库。通过采用PC与无线发射机串行通讯方式,无线接受机接
2、收信息发送给LED显示屏,从而完成信息的传输。通过对点阵模块和控制电路的分析,确定LED显示屏的部件构成;通过对单片机及智能控制模块的分析,确定LED显示屏的组成结构和扫描驱动方式,实现LED显示屏的显示。无线发射机硬件控制模块无线接收机硬件控制模块RS-232串口通信发射信息PC机控制系统单片机系统LED点阵显示屏行列扫描驱动三、本课题系统图四、论文的组织通过对软件系统的简要分析,在论文中将对其进行详细的研究与设计。具体组织安排如下:第一部分:LED显示屏控制系统的分析与设计。这一部分主要由司红君同学设计,在这一部分中主要介绍以下内容:1、根据具体应用环境的要求,对整个系统进行详细的分析。主
3、要介绍: 1)整体分析。对软件的整体结构、框架进行分析与研究 2)软件控制系统分析。在本节中,对系统的编辑、保存、预览功能进行详细的分析与研究;2、核心控制系统的设计与实现,具体如下: 1)编辑功能设计与实现; 2)字模; 3)图像预处理的设计与实现; 4)在核心功能初步实现的基础上,对系统进行开发。3、设备通讯,利用RS-232串口对数据进行收发。第二部分:基于PIC的无线数据传输系统设计。这一部分主要由王丽霞同学设计,在这一部分中主要介绍以下内容:1. 简单介绍PIC系列单片机。2.无线数据传输发射机的设计1)以PIC16F84芯片为基本部件的无线数据传输发射机的各部原理2)发送信机控制C
4、ode码信号3)发送信机端的程式设计框图3.无线数据传输接收机的设计1)高频放大电路2)遥控接收机接收编码ST0、ST1和ST2的原理4.系统的调试1)发送信机的安装调试2)接收机调测,动作确认5小结第三部分:LED显示屏工作原理。这一部分主要由邓成富同学设计,在这一部分中主要介绍:1、介绍LED的历史、现状及发展2、单片机概述及LED显示屏的系统概述3、根据设计的要求,对LED显示屏系统整体结构框架进行分析,并介绍工作过程。1、硬件设计。主要完成LED显示屏的驱动任务,采用MCS51系列单片机控制,单片机主要负责与上位机间的通讯接收文件信息并保存,通过行列驱动器控制完成LED点阵的驱动和控制
5、信号。2、软件设计。主要介绍LED点阵汉字的显示原理,并通过字模提取软件将16×16点阵的汉字字模转换成8×32的编码,进行编辑语言输入。目 录1.简单介绍PIC系列单片机.51.1简介PIC单片机.51.2 PIC系列单片机数据存储器的特点和功能.61.3.PIC 8位单片的分类和特点. . .62.无线数据传输发射机的设计.92.1以PIC16F84芯片为基本部件的无线数据传输发射机的各部原理.102.2发送信机控制Code码信号.132.3发送信机端的程式设计框图.143.无线数据传输接收机的设计.153.1高频放大电路.163.2遥控接收机接收编码ST0、ST1和S
6、T2的原理.174.系统的调试.184.1发送信机的安装调试.184.2接收机调测,动作确认.195.小结.206.致谢.217.英文摘要.22基于PIC的无线数据传输系统设计王丽霞南京信息工程大学 电子与信息工程学院,南京 210044摘要:PIC单片机是一种用来开发的去控制外围设备的集成电路。一种具有分散作用(多任务)功能的CPU。基于PIC的无线遥控器包括基于PIC的无线数据传输发射机和接收机。在发射机和接收机电路设计中均采用PIC Chip控制。在发射机电路中,采用PIC来控制发射信号的种类和对信号编码的控制。接收机中采用PIC来对发射机发出的信号进行识别和解码。以PIC16F84芯片
7、为基本部件,设计并实现无线数据传输发射机。以PIC16F84芯片为基本部件,设计并实现无线数据传输接收机。关键词:PIC单片机 无线数据传输 PIC16F84芯片 发射机 接收机1、简介PIC单片机1.1PIC单片机(Peripheral Interface Controller)是一种用来开发的去控制外围设备的集成电路(IC)。一种具有分散作用(多任务)功能的CPU。与人类相比,大脑就是CPU,PIC 共享的部分相当于人的神经系统。PIC单片机有计算功能和记忆内存像CPU并由软件控制允行。然而,处理能力存储器容量却很有限,这取决于PIC的类型。但是它们的最高操作频率大约都在20MHz左右,存
8、储器容量用做写程序的大约1K4K字节.因为PIC单片机可以把计算部分、内存、输入和输出等都做在一个芯片内。所以她工作起来效率很高、功能也自由定义还可以灵活的适应不同的控制要求,而不必去更换不同的IC。这样电路才有可能做的很小巧1。 PIC的取指和执行采用双指令流水线结构,当一条指令被执行时,允许下一条指令同时被取出,这样就实现了单周期指令。 因为PIC单片机可以把计算部分、内存、输入和输出等都做在一个芯片内。所以她工作起来效率很高、功能也自由定义还可以灵活的适应不同的控制要求,而不必去更换不同的IC。这样电路才有可能做的很小巧。2 PIC的总线结构是哈佛结构,指令和数据空间是完全分开的,一个用
9、于指令,一个用于数据,由于可以对程序和数据同时进行访问,所以提高了数据吞吐率。正因为在PIC系列单片机中采用了哈佛双总线结构,所以与常见的微控制器不同的一点是:程序和数据总线可以采用不同的宽度。数据总线都是8位的,但指令总线位数分别位12、14、16位。寄存器组:PIC的所有寄存器,包括I/O口,定时器和程序计数器等都采用RAM结构形式,而且都只需要一个指令周期就可以完成访问和操作;根据程序存储方式的不同,单片机可分为EPROM、OTP(一次可编程)、QTP(掩膜)三种。我国一开始都采用ROMless型单片机(片内无ROM,需片外配EPROM),对单片机的普及起了很大作用,但这种强调接口的单片
10、机无法广泛应用,甚至走入了误区。如单片机的应用一味强调接口,外接I/O及存储器,便失去了单片机的特色。目前单片机大都将程序存储体置于其内,给应用带来了极大的方便。1.2 PIC系列单片机数据存储器的特点和功能PIC系列单片机品种虽多,但各产品内部硬件资源的数据存储器设置仍是很有规律的3。1.2.1统一编址PIC系列单片机各类数据存储器都是以寄存器方式工作和寻址的。专用寄存器包括了定时寄存器TMRO、选择寄存器OPTION(又称为项选寄存器)、程序计数器PCL、状态寄存器STATUS、间接寻址寄存器INDF和FSR、端口I/O寄存器(如PORTA、PORTB)和相对应的端口I/O控制寄存器(又称
11、为端口I/O数据方向寄存器,如TRIAS、TRISB)、保持寄存器PCLATH和中断控制寄存器INTCON等。上述的专用寄存器都是PIC16C63/65/65A和PIC16C71A共同有的,它们不仅是寄存器名称、功能相同,而且寄存器的地址也完全相同。如果再查看其它PIC单片机,如PIC16C62/62A/64/64A、PIC16C71/72/73/73A/74/74A、PIC16C8X它们的专用寄存器名称凡是与以上相同者其地址也完全与上述相同。型号不同的PIC单片机,其数据存储器的内部资源仅仅是功能种类和多少的不同。如PIC16C71A型,其引脚为18脚,主要功能是带有8位的A/D转换部件,有
12、4个A/D通道模拟输入,所以与其A/D转换部件有关的专用寄存器ADRES(用于存放A/D转换的数值结果)、A/D控制寄存器ADCON0(用于控制A/D转换器的操作)和A/D控制寄存器ADCON1(用于控制选择A/D引脚的功能)等。对PIC16C65/65A型,其引脚是40脚的,其功能比PIC16C71A强,因而数据存储器的专用寄存器的种类就增加了很多。专用寄存器的每个寄存单元都有相对应的固定用途,它们可分成两类:一类用于供CPU操作(如INDF和FSR、STATUS、PCL);另一类用于控制外围功能芯片的操作。1.2.2间接寻址寄存器INDF和FSR位于PIC数据存储器的最顶端、地址00单元(
13、地址码最小)的间接寻址寄存器INDF是一个空的寄存器。它只有地址码,在物理上不是一个真正的寄存器。它的功能常常与寄存器FSR(又称寄存器选择寄存器)配合工作,实现间接寻址目的。初学专用寄存器INDF和FSR时,记住下述的逻辑关系对编程是有帮助的:使用寄存器INDF的任何指令,在逻辑上都是对寄存器FSR所指向的RAM进行访问,即对INDF(本身)进行间接寻址(访问),读出的应是FSR内容。以下的一个简单程序是用间接寻址方式清除RAM地址20h2Fh单元寄存器内容的实例。1.3.PIC 8位单片的分类和特点41.3.1PIC 8位单片机产品共有三个系列,即基本级、中级和高级。基本级系列:该级产品的
14、特点是低价位,如PIC16C5X,适用于各种对成本要求严格的家电产品选用。又如PIC12C5XX是世界第一个8脚的低价位单片机,因其体积很小,完全可以应用在以前不能使用单片机的家电产品的空间。中级系列:该级产品是PIC最丰富的品种系列。它是在基本级产品上进行了改进,并保持了很高的兼容性。外部结构也是多种的,从8引脚到68引脚的各种封装,如PIC12C6XX。该级产品其性能很高,如内部带有A/D变换器、E2PROM数据存储器、比较器输出、PWM输出、I2C和SPI等接口。PIC中级系列产品适用于各种高、中和低档的电子产品的设计中。高级系列:该系列产品如PIC17CXX,其特点是速度快,所以适用于
15、高速数字运算的应用场合中,加之它具备一个指令周期内(160ns)可以完成8×8(位)二进制乘法运算能力,所以可取代某些DSP产品。再有PIC17CXX具有丰富的I/O控制功能,并可外接扩展EPROM和RAM,使它成为目前8位单片机中性能最高的机种之一。所以很适用于高、中档的电子设备中使用。1.3.2 PIC 8位单片机具有指令少、执行速度快等优点,其主要原因是PIC系列单片机在结构上与其它单片机不同。该系列单片机引入了原用于小型计算机的双总线和两级指令流水结构。这种结构与一般采用CISC(复杂指令集计算机)的单片机在结构上是有不同的5。双总线结构具有CISC结构的单片机均在同一存储空
16、间取指令和数据,片内只有一种总线。这种总线既要传送指令又要传送数据。因此,它不可能同时对程序存储器和数据存储器进行访问。因与CPU直接相连的总线只有一种,要求数据和指令同时通过,显然“乱套”,这正如一个“瓶颈”,瓶内的数据和指令要一起倒出来,往往就被瓶颈卡住了。所以具有这种结构的单片机,只能先取出指令,再执行指令(在此过程中往往要取数),然后,待这条指令执行完毕,再取出另一条指令,继续执行下一条。这种结构通常称为冯·诺依曼结构,又称普林斯顿结构。在这里PIC系列单片机采用了一种双总线结构,即所谓哈佛结构。这种结构有两种总线,即程序总线和数据总线。这两种总线可以采用不同的字长,如PIC
17、系列单片机是八位机,所以其数据总线当然是八位。但低档、中档和高档的PIC系列机分别有12位、14位和16位的指令总线。这样,取指令时则经指令总线,取数据时则经数据总线,互不冲突。指令总线为什么不用八位,而要增加位数呢?这是因为指令的位数多,则每条指令包含的信息量就大,这种指令的功能就强。一条12位、14位或16位的指令可能会具有两条八位指令的功能。因此PIC系列单片机的指令与CISC结构的单片机指令相比,前者的指令总数要少得多(即RISC指令集)。两级指令流水线结构。由于PIC系列单片机采用了指令空间和数据空间分开的哈佛结构,用了两种位数不同的总线。因此,取指令和取数据有可能同时交叠进行,所以
18、在PIC系列微控制器中取指令和执行指令就采用指令流水线结构。当第一条指令被取出后,随即进入执行阶段,这时可能会从某寄存器取数而送至另一寄存器,或从一端口向寄存器传送数等,但数据不会流经程序总线,而只是在数据总线中流动,因此,在这段时间内,程序总线有空,可以同时取出第二条指令。当第一条指令执行完毕,就可执行第二条指令,同时取出第3条指令,如此等等。这样,除了第一条指令的取出,其余各条指令的执行和下一条指令的取出是同时进行的,使得在每个时钟周期可以获得最高效率6。在大多数微控制器中,取指令和指令执行都是顺序进行的,但在PIC单片机指令流水线结构中,取指令和执行指令在时间上是相互重叠的,所以PIC系
19、列单片机才可能实现单周期指令。只有涉及到改变程序计数器PC值的程序分支指令(例如GOTO、CALL)等才需要两个周期。此外,PIC的结构特点还体现在寄存器组上,如寄存器I/O口、定时器和程序寄存器等都是采用了RAM结构形式,而且都只需要一个周期就可以完成访问和操作。而其它单片机常需要两个或两个以上的周期才能改变寄存器的内容。上述各项,就是PIC系列单片机能做到指令总数少,且大都为单周期指令的重要原因。上述的三层次(级)的PIC 8位单片机还具有很高的代码兼容性,用户很容易将代码从某型号转换到另一个型号中。1.3.3 PIC系列8位单片机为适应各种不同的用途,有多种型号可供选用。但是,尽管PIC
20、单片机有不同的档次和型号,但其最基本的组成则大同小异7。因此,在这里先从型号PIC16F84的单片机入手,讨论其基本组成。PIC16F84是双列直插式(DIP)塑料封装,最大时钟频率可达4MHz。PIC16C84是8位CMOS EEPROM单片机。它有高性能的类似于RISC 的指令,共有35条单字节的指令,所有的指令除程序分支指令需要两个指令周期外,都只需要一个指令周期。当主振频率为10MHZ时一个指令周期为400ns。程序指令的宽度为14位,在芯片内有1K×14的EEPROM程序存储器 。数据的宽度为8位,在芯片内有36×8的静态RAM的通用寄存器,64×8的E
21、EPROM的数据存储器。8级深度的硬堆栈。具有直接、间接、相对寻址方式。有4个中断源;外部RBOINT引脚;TMRO计时器溢出,PORTB7: 4引脚上信号的改变;数据写入EEPROM完成。数据存储器的擦写可达1000000次,数据的保持大于40年。有13位的IO引脚,可以单独直接控制。每一个IO引脚均可承受25mA的输入输出电流,这样就可以直接驱动LED。有8位的计时计数器(TMRO)并带有8位可编程的预分频。有通电复位(POR);功耗上升(POWERUP)计时器(PWRT); 振荡器起动计时器(OST);看门狗计时器(WDT),为了能可靠工作 ,它有自己的RC振荡器。有代码保证功能。有SL
22、EEP(睡眠)方式,以节省功耗。有4种可供选择的振荡器:RC(低成本的RC振荡器);XT(标准的晶体谐振器);HS(高速晶体谐振器);LP(低功耗,低 频率的晶体)。工作电压的范围宽2.0V 6.0V。PIC16C84单片机最大的特点是具有1K×14位的电可擦除的程序存储器和64×8位的电可擦除的数据存储器,这将为系统开发和各种应用提供了 更多的方便。时钟和指令周期。从OSCI来的时钟输入在内部经4分频。产生互不叠加的时佛周期,每4个时钟周期(1,2,3,4)组成一个指令周期。在内部、程序计数内对每一个1加1,然后从程序存储器取指令,取出的指令在4时放入指令寄存内。在下一个
23、1利4期间指令被执行。取指令和执行指令采用流水线技术,一个指令周期取指令,下一个指令周期执行已取出的指令,同时又取出下一条指令。所以每条指令执行,CPU的时间是一个指令周期。当某条指令要改变程序计数器的 内容时(如分支指令),则需要两个指令周期才能完成。被取出的指 令在执行指令周期的1时放入指令寄存器,在2,3,4时译码 并执行指令。在2期间读操作在4期间写操作数。存贮器的结构。在PIC16C84单片机中有两个存储器块。即程序存储器和数据存储器。每一块具有它自己的总线,即可在同一时钟周期访问每一块。数据存储器被进一步分成通用RAM和专用功能寄存器(SFRS)。专 用功能寄存器用于控制外设模式。
24、数据存储器也包含有数据EEPROM存 储器。这个存储器并不直接映象到数据存储器,而是间接映象的。即由一个间接寻址的指针指明要读写的数据EEPROM的地址。64个字节 的数据EEPROM具有的地址是03FH。PIC16F84虽然体积不大,但仍然是一个完整的计算机,它有一个中央处理器(CPU)、程序存储器(ROM)、数据寄存器(RAM)和两个输入/输出口(I/O口)。和其它品种的单片机一样,CPU是此单片机的“首脑”,它从程序存储器中读取和执行指令。在取指和执行时,还可同时对数据寄存器进行取数(PIC16F84采用哈佛结构)。程序存储器和数据存储器各有一条总线与CPU相连。有些CPU将CPU内部的
25、寄存器与其外部的RAM是分开管理的,但PIC单片机不是这样,它的通用数据RAM也归为寄存器,称为File寄存器。在PC16F84中,有68个字节的通用RAM,其地址为0CH4FH。除了通用数据寄存器外,还有一些专用寄存器,其中最常用的工作寄存器为“W寄存器”。CPU将工作数据存放在W寄存器中。寄存器W的作用与其它单片机中的“累加器A”相似。此外,还有几个专用寄存器,它们分别以某种方式控制PIC的运作。PIC16F84的程序存储器是由Flash(闪速)EPROM构成,它可用电来记录和擦除,而在断电时,仍可保留其内容。PIC单片机有些型号的程序存储器用的是EPROM,需要用紫外线来擦除;还有一些型
26、号是一次性可编程(OTP)的产品(一经编程便不能再擦除)8。PIC16F84有两个输入/输出口,即A口和B口。每个口的每个引脚可单独设定为输入或输出。各个口的位是从0开始编号的。当A口为输出方式时,其第4位(即RA4)为开路集电极(或开路漏极)输出,而B口及A口其它各位为常规的全CMOS驱动电路。这些功能必须注意,否则会在编程时出错。CPU对每个端口都按一个字节8位来处理,但A口只有5位引脚。PIC输入与COMS兼容,所以PIC输出可驱动TTL或CMOS逻辑芯片。每个输出引脚可以流出或吸入20mA电流,即使一次只用了一个引脚亦是如此。PIC16F84还有一些其它功能,如用来长期存放数据的EEP
27、ROM、定时器/计数器模块等。本无线数据传输系统就是利用PIC16F84来实现的。2基于PIC的无线数据传输发射机基于PIC的无线数据传输系统包括基于PIC的无线数据传输发射机和接收机。在发射机和接收机电路设计中均采用PIC Chip控制。在发射机电路中,采用PIC来控制发射信号的种类和对信号编码的控制。接收机中采用PIC来对发射机发出的信号进行识别和解码。这里主要介绍以PIC16F84芯片(图1为它的电路图)为基本部件,设计并实现无线数据传输发射机。我们采用PIC16F84芯片编程来产生控制编码。这种方式能使我们简单改写PIC程式就能产生各种不同的编码,利于对各种器件的控制和简化发射器电路的
28、设计。 图1 遥控器发射机电路图无线数据传输发射机使用PIC16F84芯片(如图2)。具体电路设计时,编码控制由RA0和RA1输入端口选择控制。对发振器的控制由RA4端口输出信号控制。图无线数据传输发射机使用PIC16F84芯片具体电路设计时,编程控制由RA0和RA1输入端口选择控制。对发振器的控制由RA4端口输出信号控制。以PIC16F84芯片为基本部件的无线数据传输发射机中使用了 (如图3)。它是作为高频发振器和高频功率器使用。也就是在电路设计中考虑到使用的是高频,所以在选择器件时考虑它的最大遮断频率。 2SC1906的最大遮断频率为600到1000间。使用稍低最大遮断频率器件也可。图3
29、2SC1906三级管2.1以PIC16F84芯片为基本部件的无线数据传输发射机的各部原理2.1.1高频发振电路由于电路板的配线长度等等的影响,会影响发振频率。特别是频率越高,影响越大。设计时必须在实际电路板实调。发振具体电路如图4所示C2和C3的选择采用10000pF的高精度电容9。发振产生83MHz的振荡信号。在发振频率83MHz、10000pF电容的等效交流组抗为0、2欧也就是说在交流高频时,C2和C3的交流组抗很小,可以几乎忽略不计完全就如同短路一样考虑。图4 发振器电路2.1.2高频功率功率放大器电路(如图6)由发振器(图5)发出的信号在发射前还必须进行信号放大处理。如果我们直接从发振
30、起接天线,这样由于天线的位置、大小均会影响发振器的频率。另外信号发射出的功率也可能不足,所以此间加入功率放大电路。对于发振器输出信号至功率放大器输入间采用高频线圈耦合变压器。耦合变压器有多种形式。本次电路设计采用一个线圈耦合方式。如图6所示,有数出线权输出信号至三级管的Base极。放大信号有集电极输出至天线.2.1.3控制码Code发生电路对接收机的回路控制是由发信机的控制Code码来控制的。控制码的发生均由PIC软件实现。用PIC软件实现有减少硬件和增加控制码的变化灵活性。本电路控制码使用8位的编码组合。对控制码的识别采用特定断续间隔来区分。另外控制的种类区分采用8位的不同编码组合。本次设计
31、采用2类。如果对控制输入电路另加可控制更多种类。图5发振器交流等效电路图6功率放大器控制码Code发生电路如图7,电路采用PIC的输出输入端口RA4来控制发振器工作.在RA4端口输出H高电频时(ON),从发振器来看RA4端口与发振口入断开一样。这样发振器发振共振工作.在端口输出为L低电平时(0V)如图示RA4端口接地即发振三级管基极接地使得发振停止。图7 控制Code码控制电路2.1.4电源开关和控制Code码选择电路对发送信机电路,一般要求在未按开关时电路不工作。电路仅在按开关时工作。所以控制开关就须兼电源开关和控制Code码选择二用。由于本设计仅控制二类,所以设置有2开关。电路如图8。2.
32、2发送信机控制Code码信号(如图9)一个完整的控制有个控制块(ST0,ST1,ST2)。我们的程式管理着这个控制块,也就是管理控制着发信的状态(TX-STATUS)。针对各ST0,ST1和ST2块,又设计了自状态管理管理(TX-SUBSTATUS)。ST0为前文块。它用于接收机对信号接收进行确认和同步作用。ST1是真正的控制Code码部分。ST2是终止块。图8电源开关和控制Code码选择电路图9 发送控制Code码信号2.3发送信机端的程式设计框图(如图10)图10 发送信机端的程式设计框图3无线数据传输接收机无线数据传输接收机(如图11)主要使用的器件:以PIC16F84芯片、低噪声运算放
33、大器LM358,用于高频放大用放大泳三极管和继电器驱动2SK439用开关三极管以PIC16F84芯片为基本部件,设计并实现无线数据传输接收机的各主要部件原理。本次电路设计采用的是固定频率,接收信机的高频放大电路即可使用简单的FET三级管组成的简单放大电路。但灵敏度较低。如要是极高灵敏度的接收机可采用FM接收机用的专用IC比较好。3.1高频放大电路 (如图12)高频放大电路采用了FET的2段放大电路。在FET的Gate(G)极输入信号即可放大该信号10。在FET的Souse(S)极接有阻抗是为给FET加以直流偏压。如该电阻加大,FETS极对地电压升高,即偏压升高。在放大电路放大倍数较大时,由于输
34、出信号的再输入可能使得放大电路发振,所以为避免发振,该电阻一般选择较大使得放大器的增益较低不易起振.图11 无线数据传输接收机图12高频放大电路3.1.1高频检波电路 高频检波电路放大后的接受信号采用简单的二极管检波电路,这种电路经常用于收音机的AM信号检波。使用二极管的单向导通功能对高频信号进行整流变成直流信号3.1.2电压比较电路(如图13) 如图13电压比较电路由于从天线接收的信号到高频检波电路输出,信号的强弱均受到电波的强弱的影响。所以在检波电路的输出信号是变化的信号。这种带有变化的电平信号是不能输入PIC数字电路。必须引入电压比较电路。电路的目的是比较判定信号的有无。如有信号时输出稳
35、定的数字信号H电平至PIC的RA1端口。在无接收信号时输出L电平。3.1.3继电器驱动电路(如图14)图18所示控制端口由IC2PIC输出控制信号。控制对象控制方法等均由PIC根据接受信号而定。如图18所示二路控制均为小型继电器。控制信号由PIC的输出高H 电平时TR开关导通,继电器S端和M端ON。电路中同时接有表示继电器工作状态LED。图14继电器驱动电路3.2无线数据传输接收机接收编码ST0、ST1和ST2的原理整发送信控制Code由ST0、ST1、ST2组成。PIC程式对此三大块控制码接收信号状态(RX STATUS)进行管理。具体在各大块中又由RX SUBSTATUS来管理各Bit位。
36、接收机PIC程式对接收的信号进行check,如不能同步则重新接受直到同步为止。4无线传输系统的安装调试4.1发送信机的安装调试4.1.1动作确认(如图15)在电路板上不搭载芯片时,发振器的控制端及三极管的基极处于为控制状态。这是发镇器连续发振。如图所示在发振三极管的集电极与发射极间接入频率计可确认发振器工作与否。可以通过调整线圈的长度调整发振强度。图15发振器动作确认图4.1.2发振器频率变动(如图16)图16 发振器频率时间特性4.1.3电源电压变动对发振频率影响(如图17)图17发振频率对电源电压变化特性发送信机端使用干电池驱动。电池的能量消耗会使得电池的输出电压有所下降。它的变化对发振频
37、率有影响。4.1.4无线频率测试动作确认 采用无线频率计测试天线发射出的频率进度较高。4.2无线数据传输接收机调测,动作确认 接收机频率调整(如图18)在高频电路的设计和调测时一般不能单靠理论计算值,因为各种原因会使计算值和实际值相差甚远,就必须仔细调测。在本电路设计中调测的器件是耦合变压器的磁芯,可以旋转上下调整,这会改变线圈的阻抗,也即改变共振电路的共振频率。针对整个电路采用了3个耦合变压器L1,L2和L3,均必须对它们进行调整。图18 接收机频率调整 4.2.1接收机灵敏度调整本次电路设计灵敏度不是很好,因为均采用简单的调试解调方法,简单的放大器等。这需要进一步完善。5.小结本文主要介绍
38、了多功能信息显示牌的无线数据传输系统的设计。本设计使用PIC单片机来实现无线传输的。所以文章第一章就先简单介绍了PIC单片机。PIC单片机是一种用来开发的去控制外围设备的集成电路。一种具有分散作用(多任务)功能的CPU。在这一部分文中还重点介绍了PIC8位单片机和PIC16F84A单片机。文章第二章主要介绍无线数据传输发射机的设计。在这一部分文中重点介绍了以PIC16F84芯片为基本部件的无线数据传输发射机的各部原理;发送信机控制Code码信号以及发送信机端的程式设计框图。文章第三章主要介绍无线数据传输接收机的设计在这部分文中主要介绍高频放大电路和遥控接收机接收编码ST0、ST1和ST2的原理
39、。文章第四章简单介绍了基于PIC单片机无线数据传输系统的发射机和接收机安装调试以及动作确认。参考文献:1张明蜂.PIC单片机入门与实践.北京航空航天大学出版社.2002.2 寇振中 汪立森.PIC系列单片机的开发应用设计与实例.北京航空航天大学出版.2002.3 蔡纯洁.PIC全系列单片机原理与开发.中国科学技术大学出版社.2003. 4 Myke Predko McGraw Hill. Programming and Customizing PICmicro Microcontrollers.2002 5 刘启中 李荣正 王力生 王威.PIC单片机原理及应用. 北京航空航天大学出版社.200
40、3. 6 武峰 陈新建 盛春花. PIC系列单片机开发应用实战. 北京航空航天大学出版社.2003. 7 王宇. PIC单片机入门与提高.机械工业出版社.2004. 8 陈国先.PIC单片机原理与接口技术.电子工业出版社.2004. 9 罗翼 张宏伟.PIC单片机应用系统开发典型实例.中国电力出版社.2005.10李学海.PIC单片机原理.北京航空航天大学出版社.2004. 11Sid Katzen Springer Verlag.The Quintessential PIC Microcontroller.2005.12 武峰.PIC系列单片机的开发应用技术. 北京航空航天大学出版社.1998. 致谢本论文是在周教授的悉心指导下完成的,从课题的选择到论文的最终完成的每一个环节,自始至终得到周老师的精心指
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