【正文】 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 題 目： 單片機(jī)無(wú)線傳輸系統(tǒng)設(shè)計(jì) 完 成 人： 班 級(jí)： 學(xué) 制： 專 業(yè)： 指導(dǎo)教師： 完成日期： 目 錄摘要 (1)引 言 (1)1總體設(shè)計(jì) (2) (2) AT89S51單片機(jī)簡(jiǎn)介 (2) AT89S51主要功能特點(diǎn) (2) (3) 單片機(jī)無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸原理概述 (3) 無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸常用編碼方式 (3) 無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸解碼 (5) 無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸調(diào)制和解調(diào) (6)2無(wú)線數(shù)據(jù)收發(fā)模塊 (7) (7) nRF905無(wú)線模塊特點(diǎn) (7) 工作模式及芯片結(jié)構(gòu) (7)3系統(tǒng)軟硬件設(shè)計(jì) (8) 硬件設(shè)計(jì) (8) 概述 (8) 電路原理 (9) SPI接口配置 (9) 軟件設(shè)計(jì) (12) 概述 (12) 發(fā)射程序 (13) 接收程序 (17)4結(jié)束語(yǔ) (21)參 考 文 獻(xiàn) (22)Abstract (23)基于AT89S51單片機(jī)無(wú)線傳輸系統(tǒng)設(shè)計(jì)作 者：指導(dǎo)教師：摘要：當(dāng)今社會(huì)發(fā)展迅速,人們迫切的期望能隨時(shí)隨地、不受時(shí)空限制地進(jìn)行信息交互。當(dāng)今的各種智能化控制系統(tǒng)也離不開(kāi)數(shù)據(jù)信息的傳輸。其中，無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸是區(qū)別于傳統(tǒng)的有線傳輸?shù)男滦蛡鬏敺绞剑到y(tǒng)不需要傳輸線纜、成本低廉、施工簡(jiǎn)單。現(xiàn)在，有很多的電器產(chǎn)品(如一些家用電器)的操作控制也都采用了無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸方式，一些無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸功能相對(duì)簡(jiǎn)單的電器產(chǎn)品，無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸信號(hào)的接收識(shí)別往往采用與編碼調(diào)制芯片配套的譯碼芯片。而無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸功能比較復(fù)雜的一些電器產(chǎn)品，無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸信號(hào)的識(shí)別與譯碼多采用單片機(jī)，其編碼調(diào)制方法也有多種。本文介紹一種基于AT89S51單片機(jī)以及無(wú)線收發(fā)模塊nRF905的無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸方案，以及用單片機(jī)對(duì)其進(jìn)行識(shí)別的程序設(shè)計(jì)方法，以供參考。關(guān)鍵詞：AT89S51單片機(jī)，nRF905模塊，無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸；引 言當(dāng)今的各種智能化控制系統(tǒng) ,比如智能化小區(qū)內(nèi)部的無(wú)線抄表系統(tǒng)、門(mén)禁系統(tǒng)、防盜報(bào)警系統(tǒng)和安全防火系統(tǒng)等 ,工業(yè)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng) ,水文氣象控制系統(tǒng),機(jī)器人控制系統(tǒng)、數(shù)字圖像傳輸系統(tǒng)等等 ,都離不開(kāi)數(shù)據(jù)信息的傳輸。可以說(shuō) ,數(shù)據(jù)信息傳輸系統(tǒng)是各種智能化控制系統(tǒng)的重要組成部分。[1]在有線數(shù)據(jù)傳輸方式當(dāng)中,數(shù)據(jù)的傳輸載體是雙絞線、同軸電纜或光纖。在一些單片機(jī)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中,數(shù)據(jù)采集裝置是安裝在環(huán)境條件惡劣的現(xiàn)場(chǎng)或野外。采集到的數(shù)據(jù)通信傳輸?shù)绞殖纸K端, 然后通過(guò)手持終端送到后臺(tái)機(jī)(PC機(jī)) 進(jìn)行數(shù)據(jù)分析、處理。這樣,數(shù)據(jù)采集裝置與手持終端之間的數(shù)據(jù)傳輸需解決通信問(wèn)題。若采用有線數(shù)據(jù)傳輸方式顯然是不合適的。相比于傳統(tǒng)的有線數(shù)據(jù)傳輸方式,無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸方式可以不考慮傳輸線纜的安裝問(wèn)題,從而節(jié)省大量電線電纜,并且降低施工難度和系統(tǒng)成本,是一個(gè)很有發(fā)展?jié)摿Φ难芯空n題。無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸因其傳輸距離遠(yuǎn)和受障礙影響小而得到廣泛應(yīng)用，隨著各種專用無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸集成電路和無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸發(fā)射和接收專用集成電路的不斷涌現(xiàn)，使許多復(fù)雜的無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)的設(shè)計(jì)變得愈來(lái)愈簡(jiǎn)單，而且工作穩(wěn)定性可靠。本文介紹利用單片機(jī)以及發(fā)射/接收模塊電路實(shí)現(xiàn)的一種無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思想。給出了無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)的工作原理、硬件設(shè)計(jì)方案和軟件設(shè)計(jì)方案。1總體設(shè)計(jì) AT89S51單片機(jī)簡(jiǎn)介AT89S51是一個(gè)低功耗，高性能CMOS8位單片機(jī)，片內(nèi)含4kBytesISP(Insystemprogrammable)的可反復(fù)擦寫(xiě)1000次的Flash只讀程序存儲(chǔ)器[2]，器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存儲(chǔ)技術(shù)制造，兼容標(biāo)準(zhǔn)MCS51指令系統(tǒng)及80C51引腳結(jié)構(gòu)，其DIP封裝的引腳圖如圖1所示，芯片內(nèi)集成了通用8位中央處理器和ISPFlash存儲(chǔ)單元，功能強(qiáng)大的微型計(jì)算機(jī)的AT89S51可為許多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高性價(jià)比的解決方案。圖1 AT89S51芯片 DIP封裝引腳此外，AT89S51設(shè)計(jì)和配置了振蕩頻率可為0Hz并可通過(guò)軟件設(shè)置省電模式。空閑模式下，CPU暫停工作，而RAM定時(shí)計(jì)數(shù)器，串行口，外中斷系統(tǒng)可繼續(xù)工作，掉電模式凍結(jié)振蕩器而保存RAM的數(shù)據(jù)，停止芯片其它功能直至外中斷激活或硬件復(fù)位。同時(shí)該芯片還具有PDIP、TQFP和PLCC等三種封裝形式，以適應(yīng)不同產(chǎn)品的需求。 AT89S51主要功能特點(diǎn)為一般控制應(yīng)用的 8 位單芯片 晶片內(nèi)部具時(shí)鐘振蕩器（傳統(tǒng)最高工作頻率可至 12MHz）內(nèi)部程式存儲(chǔ)器（ROM）為 4KB內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（RAM）為 128B外部程序存儲(chǔ)器可擴(kuò)充至 64KB外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器可擴(kuò)充至 64KB 32 條雙向輸入輸出線，且每條均可以單獨(dú)做 I/O 的控制 5 個(gè)中斷向量源 2 組獨(dú)立的 16 位定時(shí)器 1 個(gè)全多工串行通信端口 18751 及 8752 單芯片具有數(shù)據(jù)保密的功能 圖11單芯片提供位邏輯運(yùn)算指令1看門(mén)狗（WDT）電路 單片機(jī)無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸原理概述無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸有發(fā)送和接收兩個(gè)組成部分。[3]發(fā)送端采用單片機(jī)將待發(fā)送的二進(jìn)制信號(hào)編碼調(diào)制為一系列的脈沖串信號(hào),通過(guò)無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸模塊中的發(fā)射模塊發(fā)射信號(hào)。無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸接收端普遍采用價(jià)格便宜,性能可靠的一體化無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸接收模塊、接收無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸信號(hào),它同時(shí)對(duì)信號(hào)進(jìn)行放大、檢波、整形,得到TTL 電平的編碼信號(hào),再送給單片機(jī),經(jīng)單片機(jī)解碼并執(zhí)行,去控制相關(guān)對(duì)象,其原理如圖2所示。圖2 無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸原理 無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸常用編碼方式第一種:FSK式（移頻鍵控方式Frequency Shift Keying）, 又稱數(shù)字調(diào)頻。[4]如果用改變載波頻率的方法來(lái)傳送二進(jìn)制符號(hào)，就是移頻鍵控（FSK）的方法。這時(shí)其頻譜可以看成碼列對(duì)低頻載波的開(kāi)關(guān)鍵控加上碼列的反碼對(duì)高頻載波的開(kāi)關(guān)鍵控。移頻鍵控方式用兩種不同的脈沖頻率分別表示二進(jìn)制數(shù)的“0”和“1”。用2個(gè)頻率傳輸1“位”二進(jìn)制 ,這是最安全的方法,缺點(diǎn)是成本高、功耗大。所以 ,在電器的遙控器中極少應(yīng)用。圖3是表示用2個(gè)頻率對(duì)“二進(jìn)制位”的“0”和“1”進(jìn)行編碼的示意圖。在FSK方式中，相鄰碼元的頻率不變或者跳變一個(gè)固定值。在兩個(gè)相鄰的頻率跳變的碼元之間，其相位通常是不連續(xù)的。圖3 FSK編碼方式第二種:曼徹斯特編碼方式 又稱雙相調(diào)制編碼方式 ,常用于局域網(wǎng)傳輸。在曼徹斯特編碼中，每一位的中間有一跳變，位中間的跳變既作時(shí)鐘信號(hào)，又作數(shù)據(jù)信號(hào)；從高到低跳變表示1，從低到高跳變表示0。,在長(zhǎng)虹、創(chuàng)維等彩電的控制器中,就采用了這種雙相調(diào)制方式。還有一種是差分曼徹斯特編碼，每位中間的跳變僅提供時(shí)鐘定時(shí)，而用每位開(kāi)始時(shí)有無(wú)跳變表示0或1，有跳變?yōu)?，無(wú)跳變?yōu)?。兩種曼徹斯特編碼是將時(shí)鐘和數(shù)據(jù)包含在數(shù)據(jù)流中，在傳輸代碼信息的同時(shí)，也將時(shí)鐘同步信號(hào)一起傳輸?shù)綄?duì)方，每位編碼中有一跳變，不存在直流分量，因此具有自同步能 無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸發(fā)射部分,一般由一個(gè)能產(chǎn)生等幅振蕩的高頻載頻振蕩器和一個(gè)產(chǎn)生低頻調(diào)制信號(hào)的低頻振蕩器組成。用來(lái)產(chǎn)生載頻振蕩的電路一般有多諧振蕩