【正文】 ....... 15 附錄 2 硬件調(diào)試效果圖 ............................................................................................. 19 一 、 系統(tǒng) 方案設(shè)計 系統(tǒng)構(gòu)成框圖及基本功能介紹 本設(shè)計主要采用 STC89C52 單片機(jī)制造而成，由無線發(fā)送模塊和無線接收模塊組成無線收發(fā)系統(tǒng)，按鍵區(qū)采用 TTP226 觸摸按鍵，設(shè)置四個功能按鍵，分別控制 A、 B 兩隊的加減分情況，顯示區(qū)分為兩 個部分，一部分由一組四位數(shù)碼管模塊形成，處于發(fā)送端顯示加或減的功能；另一部分由一組八位數(shù)碼管模塊形成，處于接收端顯示 A、 B 兩隊比分情況。同時，采用 74HC573 鎖存控制器來控制數(shù)據(jù)在數(shù)碼管上的輸出。系統(tǒng)構(gòu)成框圖如圖 11 所示。 單 片 機(jī) 最 小系 統(tǒng)八 位 數(shù) 碼 管顯 示無 線 接 收 模塊無 線 發(fā) 送 模塊單 片 機(jī) 最 小系 統(tǒng)按 鍵 區(qū)四 位 數(shù) 碼 管顯 示 圖 11 系統(tǒng)構(gòu)成框圖 系統(tǒng) 各 部分 簡介 (1)單片機(jī)數(shù)據(jù)在數(shù)碼管上的顯示。單片機(jī)的工作電壓為 5V，如果直接將數(shù)碼管與單片機(jī)連接，則會導(dǎo)致電壓不夠，數(shù)碼管顯示不清。本設(shè)計中主要是采取在單片機(jī) 與數(shù)碼管之間連接了 74HC573 芯片，使得數(shù)碼管上成功顯示加減分以及 A、 B 兩隊的比分情況，該芯片起到了電流放大以及程序鎖存的作用。 (2)CC1101 無線模塊的電源輸入。由于該模塊工作于 電源電壓之間， 故采用 電源穩(wěn)壓模塊對其進(jìn)行穩(wěn)壓，從而使該無線模塊可以正常工作。 (3)CC1101 無線發(fā)送與接收模塊之間信息的傳送。 CC1101 的發(fā)送器部分是基于 RF 頻率直接合成的，將一個晶體連接至 XOSC_Q1 和 XOSC_Q2。由晶體振蕩器產(chǎn)生合成器的參考頻率，以及 ADC 和數(shù)字部件的時鐘，同 時以一個四線的串行外設(shè)接口來進(jìn)行配置和存取數(shù)據(jù)緩沖器。另一方面， CC1101 中具有一個低功耗中頻接收機(jī)。低噪聲放大器將接收到的射頻信號放大，并在進(jìn)行積分求取的過程中降壓轉(zhuǎn)換至中頻。在 IF 下， I/Q 信號被模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器數(shù)字化，而且均以數(shù)字形式完成自動增益控制、精確信道濾波、調(diào)制解調(diào)位和數(shù)據(jù)包同步 。 二 、硬件電路設(shè) 計 51 單片機(jī) 最小系統(tǒng) 圖 21 STC89C52 單片機(jī) 最小系統(tǒng) 本設(shè)計主要采用的是 STC89C52 芯片。 該芯片 是由 STC 公司出產(chǎn)的一款性能 強(qiáng)，功耗低，具有 8K 在系統(tǒng)可編程 Flash 存 儲器的八位微控制器。 STC89C52 芯片具備了傳統(tǒng) 51 單片機(jī)所不具備的功能，雖然其 使用的是經(jīng)典的 MCS51 內(nèi)核，但它又做了很多的改進(jìn)。同時， STC89C52 因其 在單芯片上擁有 8 位 CPU 和在系統(tǒng)可編程 Flash 存儲器 ，更是為那些嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供了靈活有效的解決方案 。如圖 21 所示為 51 單片機(jī)最小系統(tǒng)圖，它由電源部分、復(fù)位電路部分、和晶振電路組成。 無線收發(fā)部分 CC1101 模塊 簡介 CC1101 是一款用于極低功耗 RF 應(yīng)用的 SubGHz 高性能射頻收發(fā)器。其主要是針對工業(yè)方面、科技研究 方面和醫(yī)療方面以及 300348MHz、 387464MHz 和779928MHz 這幾個 頻帶的短距離無線通信設(shè)備。該無線收發(fā)模塊的 最大傳輸速率可以達(dá)到 500Kbps，而且在空曠的地方可達(dá) 200300 米的傳輸距離，可以從軟件方面來對波特率進(jìn)行修改，具有無線喚醒等功能，支持低功率電磁波激活功能 ,無線喚醒處于睡眠狀態(tài)的低功耗設(shè)備，靈敏度達(dá)到 110dBm，具有很高的可靠性，可廣泛應(yīng)用于各種場合的短距離無線通信領(lǐng)域。 其通常應(yīng)用于 300/779MHz ISM/SRD 頻帶的超低功耗無線應(yīng)用、無線計量、無線告警、樓宇 自動化和安全系統(tǒng)等 [1113]。 CC1101 RF 收發(fā)器集成了一個高度可配置的基帶調(diào)制解調(diào)器，支持?jǐn)?shù)據(jù)包的處理、突發(fā)傳輸、數(shù)據(jù)的緩沖、空閑信道的評估、指示鏈路質(zhì)量以及無線喚醒等硬件方面的處理。我們還可以通過一個串行外設(shè)接口對 CC1101 的重要運行參數(shù)和 64 字節(jié) RX 和 TX 的先入先出數(shù)據(jù)緩存器進(jìn)行控制。 CC1101 在一個典型的系統(tǒng)中經(jīng)常 會與一個微控制器以及一些額外的無源組件結(jié)合應(yīng)用 [1415]。其關(guān)鍵特性如下： （ 1） RF 性能 靈敏度高且電流消耗較低，在所有可用的頻率帶下，具有高達(dá) +10dBm 的可編程輸出功率、 到 500kBaud 的可編程數(shù)據(jù)速率以及卓越的接收機(jī)選擇性和阻斷性能，可用頻帶有： 300348MHz、 387464MHz 和 779928MHz。 （ 2）模擬特性 支持 2FSK、 GFSK、 MSK 以及 OOK，靈活的 ASK 波形整形，建立時間只需 90μs，能夠迅速地鎖定頻率合成器，對于很多跳頻系統(tǒng)都非常適用，同時利用 自動頻率補(bǔ)償調(diào)整頻率合成器到實際接收信號的中心頻率 ，并且擁有 集成的模擬溫度傳感器。 （ 3）數(shù)字特性 支持?jǐn)?shù)據(jù)包導(dǎo)向系統(tǒng)、校驗地址、檢測同步字、靈活的數(shù)據(jù)包長度以及 自動CRC 處理；可用一次“突發(fā)”數(shù)據(jù)傳輸對所有寄存器進(jìn)行編程，具有高效的串行外設(shè)接口，數(shù)字 RSSI 輸出，可編程信道濾波器帶寬，可編程載波監(jiān)聽指示器，可編程前導(dǎo)質(zhì)量指示器；可用于 增強(qiáng) 隨機(jī) 噪聲偽同步字檢測的保護(hù) ， 支持發(fā)送前自動空閑信道評估 ， 支持所有數(shù)據(jù)包的鏈路質(zhì)量指示 ， 可選數(shù)據(jù)自動白化和去白。 無線 模塊單片機(jī)接口 圖22 無線 模塊 與單片機(jī)連接 圖 如圖 22 所示、 無線模塊的 SI、 SO、 CSN、 GDO0、 GDO SCLK 分別與單片機(jī)的 、 、 、 、 、 相 連。 通過 這 6 個 I/O 口 與 CC1101 芯片SPI 總線 進(jìn)行 數(shù)據(jù)的交換 ， 進(jìn)而完成收發(fā)等功能。 74HC573 芯片介紹 74HC573 芯片是一款具有三態(tài)輸出的八路鎖存器，用于驅(qū)動電容相對較高或者阻抗相對較低的負(fù)載，實現(xiàn)緩沖寄存器、串并口以及雙向總線驅(qū)動器等。當(dāng)該芯片鎖存允許端，即 LE 端，為高邏輯電平時，輸出端 Q 輸出數(shù)據(jù)跟數(shù)據(jù)輸入端D 一致；當(dāng) LE 端為低邏輯電平時，輸出端進(jìn)入鎖存狀態(tài)，無論輸入為何種電平，輸出 Q 均保持上一次的電平狀態(tài)，即保持預(yù)先設(shè)置好的數(shù)據(jù)。 74HC573 芯片的輸出使能端 OE（低電平有效），可用來設(shè)置輸出口的工作狀態(tài)。當(dāng) OE為高電平時，無論鎖存允許端和數(shù)據(jù)輸入端為何種電平，輸出都是高 阻態(tài)。在處于高阻態(tài)的狀態(tài)時，輸出端無法進(jìn)行讀取也不能進(jìn)行驅(qū)動總線，即芯片處于不可控狀態(tài)。其芯片引腳圖如圖 23 所示。 V C CQ 0Q 1Q 2Q 3Q 4Q 5Q 6Q 7L E74HC573O ED 0G N DD 1D 2D 3D 4D 5D 6D 71234567891 01 11 21 31 41 51 81 71 62