基于单片机串行通信的无线发射极和接收机设计

1概述1.1课题的目的、背景和意义最近几年来，由于无线接入技术需求日益增大，以及数据交换业务（如因特网、电子邮件、数据文件传输等）不断增加，无线通信和无线网络均呈现出指数增加的趋势。有力的推动力无线通信向高速通信方向发展。然而，工业、农业、车载电子系统、家用网络、医疗传感器和伺服执行机构等无线通信还未涉足或者刚刚涉足的领域，这些领域对数据吞吐量的要求很低，功率消耗也比现有标准提供的功率消耗低。此外，为了促使简单方便的，可以随意使用的无线装置大量涌现，需要在未来个人活动空间内布置大量的无线接入点，因而低廉的价格将起到关键作用。为降低元件的价格，以便这些装置批量生产，所以发展了一个关于这种网络的标准方案。Zigbee就是在这一标准下一种新兴的短距离、低功耗、低数据传输的无线网络技术，它是一种介于无线标记技术和蓝牙之间的技术方案。对于这种短距离、低功耗、低数据传输无线技术，它不仅在工业、农业、军事、环境、医疗等传统领域有着巨大的应用价值，未来应用中还可以涉及人类日常生活和社会生产活动的所有领域。由于各方面的制约，这种技术的大规模商业应用还有待时日，但已经显示出了非凡的应用价值，相信随着相关技术的发展和推进，一定会得到更广泛应用。1.2国内外无线技术相关现状及Zigbee现状无线通信从固定方式发展为移动方式，移动通信发展至今大约经历了五个阶段：第一阶段为20年代初至50年代初，主要用于舰船及军有，采用短波频及电子管技术，至该阶段末期出现才出现150MHVHF单工汽车公用移动系统MTS。第二阶段为50年代到60年代，此时频段扩展至UHF450MHZ器件技术已向半导体过渡，大多为移动环境的专用系统，并解决了移动与公用的接续问题。第三阶段为70年代初至80年代初频段扩展至800MHZ，美国Bell研究所提出蜂窝系统概念并于70年代末进行了AMPS试验。第四阶段为80年代初至90年代中，为第二代数字移动通信兴起与大发展阶段，并逐步向个通信业务方向迈进，此时出现D-AMPS、TACS、ETACS、GSM\DCS、cdmaone、PDC、ＰＨＳ、DECT、PACS、PCS、等各类系统与业务运行。第五阶段为90年代中至今，随着数据通信与多媒体业务需求的发展，适应移动数据、移动计算及移动多媒体运作需要的第三代移动通信兴起，其全球标准化及相应融合工作与样机研制和现场试验工作在快速推进，包括从第二代至第三代移动通信的平滑过渡问题内。近10年来，我国在移动通信领域的科研、设备生产等方面也取得了可喜的进步，国产移动通信设备交换系统、基站和等都已经投入生产，并陆续投方市场，第三代移动通信系统的开发和研究也正与世界同步。21世纪的电信技术正进入一个关键的转折期、未来十年将是技术发展最为活跃的时期。信息化社会到来以及IP技术兴起，正深刻地改变着电信网络的面貌以及未来技术发展走向，未来无线通信技术发展主要趋势是宽带化、分组化、综合化、个人化。无线技术也分不同种类，通常以产生无线信号的方式来区分，目前主要的方式有调频无线技术、红外无线技术和蓝牙无线技术三种，其成本和特点也不尽相同。广泛应用于音响键鼠等各项内容，有很好的发展。而所谓无线技术，就是通过发射模块，以波的形式由接收模块接收，之后把发射的内容解调出来。Zigbee无线技术是一种介于无线标记技术和蓝牙之间的技术方案，Zigbee是一种高可靠的无线数传网络，类似于GSM（全球移动通信）和CDMA（数字通信中出现的一种先进无线扩频通信技术），Zigbee模块类似与移动网络基点，Zigbee技术是建立在标准上，为了促进Zigbee技术发展，2001年8月成立Zigbee联盟，2002年下半年，英国invensys公司、日本三菱电子公司、摩托罗拉电子公司以及荷兰飞利浦半导体公司四大巨头共同宣布，它们将加入“Zigbee联盟”，目前该联盟已经有150家成员，以研发名为Zigbee的下一代无线通信为标准。其功能超越蓝牙简单而实用，大规模简化蓝牙的复杂，专注于低传输应用，但是Zigbee不支持语音，而其低功耗、低价格和可靠是它的亮点，让它超越蓝牙简单而实用。预计在未来Zigbee无线传输将大规模占领市场。1.3课题任务要求（1）实现Zigbee无线模块间的无线通信；（2）发射模块间传输距离大于100米；（3）发射模块间可以实现点对点和广播传输数据，即有相同的通信协议；皂（秘4椒）传继输数跑据在废PC议或甜16恳02苏液晶训屏上卖显示骑出来葵；呀（内5信）个挎人电规脑内队对单尺片机仔的控适制；稠（奋6惑）实岸现单货片机尝对锐zi绘gb钢ee延模块叠的控燕制与香设置券；赛（将7混）与援同一零课题江并采很用甜zi析gb梳ee衬方案抢的其的他小亡组组周成小过型局伪域网增络，黎相互孙通信口。绵2但技术秘方案冷如下弱图所笼示，下此次榆技术材方案盾是：忌应用世Zi锯gb崭ee忌模块布的接阿收与锹发送艰数据廉功能狐，对伞数据欢的接丢收与过发送故，宾Zi米gb元ee蔽模块屋连接惑在单同片机桂功能柏引脚称TX掌D册、休RX算D悔，这佛样可抹以对珍传送宰数据滥处理嗽，控用糠单片点机的仙I/删O食口修连接除上液悔晶显愧示奏屏迫可以尊对接站收与容发送朽的数退据显慢示，膛串口懂连接链上单净片机究与穿PC京机相收连，熄可对狗单片熊机输羡入程化序控翅制和盆输入灿发送阿数据隙。基则于砌st拜c寇89台C服52塘单片辟机组板成的牲系统昆，对想zi匀gb形ee同和虹16帐02泪液晶麦屏进臂行控愤制和倍通信姥。其他无线模块其他无线模块您图肯2-懂1她技术声方案站框图木2.铺1挣壮芯片盘选择极Zi胖gb喜ee背模块额型号膨：贸DR编F1葵60趣5决，主伐要功排能：凶串口哪(U旧AR袭T)淡转纸Zi您gb掌ee极无线便数据替透明愚传输团。博这次享我们出实习种无线狗接受咏与发性送运稻用私Zi往gb筹ee粮模块用，趁Zi妈gb岂ee急模块我接收兽与发泪送是除这样怎的：马Zi痕gb像ee训模块悬有两哨种节梁点模锋式，薪一种导是经co望or前di钞na岛to掉r着（主衣节点智），推另一逮种切Ro负ut蒙er狐（从政节点熄），泉这两莲种节旨点可阴以有惧各自送的识PA锣N肺ID壮（地西址）宣，壳Zi旅gb亡ee波模块孔出厂敢默认贴地址远是夹Ro消ut斥er姐一种赛，可乓以用帅软件厨修改溜其动PA未N来ID足，当猾有一忽个艇co采or告di军na声to盗r舱节点僚时，欺其他会的吉Ro颜ut骑er窃可以瘦与其良连接舞，当胶很多掘Ro骑ut酱er闹节点贺在这荡co察or惕di切na逃to纽r飘节点即连接宾时，宅就可法以形盈成一奋个网虏络，捷在这矛网络慈中任滤意节祖点可秋以相擦互传变输数处据。善Zi惩gb油ee终模块卫传输恢数据缝有两尸种方遇式：欣一种象数据钳透明鄙传输刺，另饿一种美是数哄据点岔对点网传输饼，所打谓透夏明传帜输，枣就是脚co谱or企di柴na散to黄r敬主节灶点这以网络筒上发他送数袖据时屯，任惑意抖Ro茧ut冰er我都能耀接收需到发控送的且数据徐；而沙点对秋点传预输，两就是删在岔co胡or境di裳na贴to项r抛网络还发送燥数据叫时，肝任意掌两个灵节点学间发培送数贷据，颂只能亚这两戏节点唱收到穿数据录。广图垮2.薄2间Z鹿ig林be密e煮结构戏及才引脚责定义厦图卷转串协口芯近片肃选用庄MA蝴X2绑32芹。酬RS透23曾2C脱是一衫种电脚压型姐总线组标准票，可驳用于制设计窃计算肥机接堡口与恐终端顽或外狐设之虫间的摩连接坑，以铃不同菊的极散性的当电压个表示记逻辑穗值。拘-3嫁至蜡-2及5善表示覆逻辑图“指1蜘”稀，比+3碎至底+2断5方表示着逻辑白“斑0假”舰，其射电平享是笛TT奇L宇和厨CM费OS逐电平纵是不恢同的旁，所婶以在弟通信巩时必众须进炭行转型换。宝MA熊XI盟M欠公司蜘的组MA裕X2型32闹接收勿/毯发送茂器是陕MA援XI牲M贸公司孩特别压为满翅足解EI欲A/那TE蹲A2膝23螺2缸的标捐准而眼设计符的，借它们头具有指功耗寒低、贱工作展电源宿为单录电源勤、外玉接电抛容仅年为鸡0.线1u脾F版或争1u范F阵的电胃容，段其价司格低听，可医在一含般需根要串四行通梯信的识系统叠中使瞧用。浙MA爆X2淘32道引脚鄙C1问+剑与隐C1懂-遵、乞C2容+金与蛮C2份-驴、弃V+菌与佣VC粮C畏、把V-雪与砖GN挪D邀之间颂的垄4呆个资0.偏1u艰F疤的电挑容不分可缺武少，俯一般圈选用饼陶瓷桨介质术的电锐容。吗MA您X2麻32孔可以霞用作景单片砍机和徐单片敬机之匀间、们单片漂机和珠PC师机串楚口之床间的攻符合忆RS高23胖2办串行源接口低电路碧。只妖要将馒待进胳行串伸行传框输的豆设备善的发泊送和汤接收裙端相躬应的搜接上敬，编香程即吓可紫[3始]市。艘图渠2.蹦4喂Ma桂x2搬32血内部投结构郑及一劣家定桂义言ST仙C伟89磁C仆52奖单片掩机惧控制宫核心壮单片足机选缩用焰ST量C蝴89栋C董52抹，完听全能亩满足骂本系缠统要信求。画表应2.届1凤1滑P3杨口功图能引胃脚供端口员引脚当第二尚功能影P3则.0画RX越D(职串行触输入设口傲)之P3去.1跨TX突D爸（串捏行输闻出口鸟）泥P3尊.2阳(良外部毯中断陵0)塘P3辆.3律（外革部中厘断悄1镇）具P3蛾.4惨T0菜（定宋时器遮0左）墙P3养.5序T1毁（定帝时器堆1斥）蒜P3纳.6欺（外欧部数幕据存掩储器启写选由通）戚P3愉.7李（外墨部数告据存瞒储器骗都选客通）刮3.耳寻硬件捆设计妙3.课1程村Zi植gb数ee凉模块语引脚桂连接位设计贷图公3.额1厨Zi塑gb跃ee赴模块只电路痰图旧3.声2乱颗Zi姥gb艳ee堪模块迈电源确设计敬Zi洋gb音ee蚀模块切电源解采用慌的是晃3.迷3v妄直流竹电，柔电路唐中直偷接采燥用四刃个电顺容滤芦波，枪用芯梯片姜LM委11适17送-3厕.3饱稳压岁得到盼。朵单片田机系猛统采凳用的砍是月5安V呜直流佩电，访用泡78军05计稳压睁芯片至可得脂。叮图饰3.堆2泡电源属电路瓦3.霸3V齐图喜3.达3眉电源错电路楚5搜V省3作.3明梳单片交机设塌计电固路盐图怒3.垦4确单片辟机连泊接图踢3丈.4羡呼串口每电路桨设计御图适3.案5送串口础电路静4.般软件筛设计父4.恩1桑软件葛功能撤说明芒按本础课题纯设计饮要求自，程焦序所搏要实升现的虾功能肃如下屠：锤1固）、呢实现梅16消02刘液晶产屏实误时显乌示系侵统状蚀态，挖提供舒较好芝的人蓄机界户面；挨2概）、户实现般通过饮按键驼设置歪Zi赔gb接ee靠模块春的工洲作模竭式，闲即给堵zi寒gb及ee食发送抢命令乔，屿zi跑gb盾ee州工作严状态胳及命闻令见齿附录馆；鼻3导）、盲用预稳先定优好的袋通信粮协议俘进行晚数据仁的收瓣发控初制，宋实现弱点对择点通畅信和龄广播煤数据稿，并惠在赚16终02精显示科系统绢的工森作状提态。权4.恩2旺软件丘总流愈程图个人电脑个人电脑所无线抗通信疼系统功能键单片机功能键单片机LED1602显示LED1602显示Zigbee无线收发模块其他无线收发模块其他无线收发模块泪图灭4-么1宣整体例思路成按上创图设西计思易路编恩写程泰序，疼程序醒流程贷图如逮下：开始开始初始化初始化功能键扫描程序功能键扫描程序设置Zigbee设置Zigbee程序1602液晶显示程序与无线模块的数据传输控制程序与无线模块的数据传输控制程序丹图捷4-岭2软程序校流程这图须4.粗3甩各功惨能软徒件启4.钳4桶软件中测试遭4.牢5训软件做设计剪总结即5艘.壁通信谎协议咏5疤.渐1盲模块渠说明防这次挪实习蚕，我差们用滴的是玩Zi厨gB杆ee置模块随，D齐RF缎系列惨Zi青gB胁ee摸模块鼻目前鼻包括教DR柴F1消60糠1、杠DR衬F1由60跪2、域DR挡F1献60功5、湖DR方F1法60访5H细、D值RF盲26羞17元-Z乱R2流32猫、D剂RF联26盏18殃-Z踩US哥B、墙DR津F2色61欣9-党ZR无48剂5及脏相关巧配套膝底板企，它箭是基捕于T挡I稼公司言CC洗25淡30现F蛇25粱6层芯片兔，汇运行妨Zi间gB倡ee欠20俯07词/P受RO岗协议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