【正文】 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 1 摘要 本文設(shè)計(jì) 了一種 基于 PC 機(jī)與單片機(jī)構(gòu)成的 串口 無線通訊方案 ， 研究了 實(shí)用的基于 RS232 串口的通信協(xié)議 ，并 利用無線模塊 nRF905，探討了 FSK 等調(diào)制方式。通過對(duì)方案的設(shè)計(jì)，可以利用 單片機(jī)與 PC 機(jī) 組建 成 低 成本、可控性強(qiáng)、使用靈活的 控制系統(tǒng)， 在工程控制方面體現(xiàn)出單片機(jī)較 PLC 的優(yōu)勢，同時(shí)也可以由 多臺(tái)單片機(jī) 構(gòu)成 無線通信 網(wǎng)絡(luò)，為通訊提供無線方案，并且降低了網(wǎng)絡(luò)的開發(fā)成本 ，這 為個(gè)人組建合適的通訊網(wǎng)絡(luò)提供可行性方案。 上位機(jī)控制平臺(tái)采用 DELPHI 開發(fā)工具進(jìn)行編寫，所使用的 DELPHI 編程工具具有開發(fā)效率高、入門 容易、開發(fā)周期短等特點(diǎn)，較之 VB 優(yōu)勢 明顯，更貼近英語格式。因控制系統(tǒng)需要根據(jù)具體的應(yīng)用環(huán)境 ，本文只介紹了簡單的事例應(yīng)用，控制簡單的單片機(jī)輸入輸出端口。 根據(jù)設(shè)計(jì)要求和功能實(shí)現(xiàn)，模擬調(diào)試了控制臺(tái)控制終端，編寫了控制臺(tái)的串口通訊控制 軟件，調(diào)試實(shí)現(xiàn)了串口通訊和無線通訊的結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了理想的控制命令， 介紹了編碼方法 以及在 實(shí)驗(yàn) 中 運(yùn)用了單片無線芯片。介紹了無線模塊的設(shè)計(jì)及其應(yīng)用電路的設(shè)計(jì)要求，闡述了串口無線通訊在控制中的運(yùn)用，并且展望了串口無線通訊的發(fā)展與未來無限通訊的發(fā)展趨勢。 本文還 提出 了 方案的二次開發(fā)和高級(jí)應(yīng)用 ， 為 二次開發(fā)提供了軟硬件的接口，實(shí)現(xiàn)了知識(shí)應(yīng)用及專業(yè)技能的培養(yǎng)， 為 串口通訊提供了新的方向及發(fā)展前景。 關(guān)鍵詞： RS232； DELPHI； nRF905； AVRMCU； 無線通訊 電路 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 2 Abstract In this paper,the serial wirelessunication which bassed on practical RS232 serial munication protocol, is constituted by Personal Computersoftware and MCU, and using of wireless modules nRF905, which researchs FSK modulation and so on. The design of the program can be used to unit a systerm,which is controllability, flexible useful and controllable, with Microprocesser and Personal puter. It will no only reflect the advantages of Microprocesser than the PLC in engineering cyberne, but also can be constituted by numbers of Microprocesser with wireless munications chip to build a work munication program. The design provide a wireless programme, and reduce developing costs. It also provide a feasibility programme which is suitable for building private munication work.. Personal puter contol platform is built by DELPHI programming environment, which is used easily, high efficient, short development cycle and so on. The programming environment has many advantages than Visual Bassic programming environment, and it is more close to English. Because of cyberic systerm being built bassing on practical application environment, The design only introduces a simple example application. According to demant of design and function realization, the design simulated and debuged control platform and terminatecontrolled, programmed control platform software by serail munication. The design carries out a programme which is bined by serial munication and wireless munication. It achieves ideable control mand, and introduces the method coding. It is also experimented by using of a singlechip wireless chip and the function of wireless module circuit. The design advanced secondexploit and advantage application, provided secondexploit software and hadware interface. It also educated speciality knowledge and skills, exhibited programming software. Keywords: RS232。 DELPHI。 nRF905。 AVRMCU； wirelessmunication 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 3 目 錄 1 緒論 .................................................... 1 設(shè)計(jì)的背景和現(xiàn)狀 ................................... 1 設(shè)計(jì)要求及目 的 ..................................... 2 方案可行性分析 ..................................... 2 2 系統(tǒng)概述 ................................................ 3 串口通訊原理 ...................................... 3 串口信號(hào)線的接法 ............................. 3 數(shù)字信號(hào)調(diào)制 解調(diào)方式介紹 .......................... 4 ASK 幅移鍵控法 ............................... 5 PSK 相移鍵控法 ............................... 6 FSK 頻移鍵控法 ............................... 6 QAM 正交幅度調(diào)制法 ........................... 7 MSK 最小移頻鍵控法 ........................... 7 GMSK 高斯濾波最小移頻鍵控法 .................. 8 系統(tǒng)框圖 .......................................... 8 上位機(jī)設(shè)計(jì)原理 .................................... 9 編譯環(huán)境 ..................................... 9 上位機(jī)編寫原理 .............................. 12 第 3章 各功能部件硬件設(shè)計(jì) ................................ 14 無線模塊設(shè)計(jì)及應(yīng)用 ............................... 14 單片機(jī)串口通訊模塊設(shè)計(jì) ........................... 16 演示電路工作原理及設(shè)計(jì) ........................... 20 4 軟件流程設(shè)計(jì) ........................................... 22 上位機(jī)軟件設(shè)計(jì) ................................... 22 單片機(jī)軟件設(shè)計(jì) ................................... 23 無線模塊驅(qū)動(dòng)原理 ................................. 25 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 4 Shock Burst TX 模式 ......................... 26 ShockBurst RX 模式 .......................... 28 曼徹斯特編碼 ................................ 30 5 調(diào)試實(shí)驗(yàn) ............................................... 32 上位機(jī)運(yùn)行介紹及截圖 ............................. 32 下位機(jī)運(yùn)行介紹及截圖 ............................. 33 6 總結(jié)和展望 ............................................. 35 參考文獻(xiàn) ................................................. 36 附錄 ..................................................... 37 致謝 ..................................................... 51 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 1 1 緒論 在計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中 ， 不可避免的要 采用 計(jì)算機(jī)串口 進(jìn)行通信。 而 在由一臺(tái) PC 機(jī) (上位機(jī) )和多臺(tái)單片機(jī) (下位機(jī) )構(gòu)成的分布式控制系統(tǒng)中 ， 往往以 PC 機(jī)為上位機(jī)完成較為復(fù)雜的數(shù)據(jù)處理和對(duì)前沿機(jī)的監(jiān)督管理 ， 以及對(duì)下位機(jī)進(jìn)行多機(jī)協(xié)調(diào) ； 單片機(jī)主要執(zhí)行上位機(jī)的命令 ， 對(duì)來自微機(jī)串行口的命令進(jìn)行操作 ， 完成對(duì)被控對(duì)象的直接控制并把被控對(duì)象的信息上報(bào)給上位機(jī)。實(shí)現(xiàn) PC 機(jī)與多個(gè)單片機(jī)的通信有很多方法 ， 其中通過 PC 機(jī)的串口實(shí)現(xiàn)與多臺(tái)單片機(jī)的通信是最方便的 。 在這樣的分布式控制系統(tǒng)中 ， 單片機(jī)與微機(jī)之間的 通信是整個(gè)系統(tǒng)的關(guān)鍵。 同時(shí)采用無線模塊進(jìn)行通訊范圍和通訊靈活性的擴(kuò) 展。本文設(shè)計(jì)了在 Windows 環(huán)境下利用 Delphi 開發(fā)微機(jī)與單片機(jī)通訊無線控制系統(tǒng) ， 并詳細(xì)的介紹了無線通訊的原理和工作方式，并通過實(shí)物進(jìn)行測試，驗(yàn)證了方案的可行性，為分布式無線控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)奠定了基礎(chǔ)， 并降低了 對(duì)于大型系統(tǒng)開發(fā)周期長開發(fā)難度大的一般性問題。本文將詳細(xì)的介紹 基于 DELPHI 的 PC 機(jī)與單片機(jī)無線串口通訊 ，通過整體系統(tǒng)方案 、 無線通訊編碼調(diào)制方法、單片機(jī)應(yīng)用及程序設(shè)計(jì)等方面進(jìn)行詳細(xì)論述。 伴隨著集成化工業(yè)控制系統(tǒng)的發(fā)展，各個(gè)控制部件間的通訊已提升到了相當(dāng)重要的地位，而開發(fā) 便捷、成本低廉的串口通訊方案被廣泛的的運(yùn)用于其中。例如工控經(jīng)常使用到的 PLC（ Programmable Logic Controller） 控制系統(tǒng)就是這樣。串口通訊由于其可靠性高而被 PLC（ Programmable Logic Controller） 所青睞。本文就是根據(jù)這個(gè)特性而設(shè)計(jì)的基于 DELPHI 的 PC 機(jī)與單片機(jī)串口無線通訊，將串口的使用更加靈活化，更加突出串口的優(yōu)勢，并且通過串口組建完善的控制網(wǎng)絡(luò)。 就目前國內(nèi)外串口通訊來看，串口通訊技術(shù)已經(jīng)發(fā)展到了一定的高度 ， 技河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 2 術(shù)成果比較完善 ， 但是使用沒有無線網(wǎng)絡(luò)的 靈活性，系統(tǒng)受到了較大的限制，為此本著降低投入成本、實(shí)現(xiàn)無線通訊的原則，本文設(shè)計(jì)研究了改串口無線通訊。 本設(shè)計(jì)以體現(xiàn)出 串口通訊的靈活性和實(shí)用性為依托，以 鍛煉 檢驗(yàn)電子信息工程專業(yè)知識(shí)為 要求， 集中鍛煉了電子設(shè)計(jì)在工程控制領(lǐng)域的運(yùn)用，并運(yùn)用了專業(yè)通訊 中 和信息的調(diào)制與解調(diào) 有關(guān)的 知識(shí) 。充分的鍛煉了畢