【正文】 本科生畢業(yè)論文（設(shè)計） 題 目 基于單片機無線電子點菜系統(tǒng)硬件設(shè)計及實現(xiàn) 學生姓名 指導教師 學 院 專業(yè)班級 完成時間 II 目 錄 摘 要 ............................................................... IV ABSTRACT .............................................................. V 第一章 緒論 ........................................................... 1 研究背景和意義 ................................................. 1 論文的研究內(nèi)容 ................................................. 4 內(nèi)容安排 ....................................................... 4 第二章 ZIGBEE 協(xié)議分析 ................................................. 6 ZIGBEE協(xié)議框架 ................................................... 6 ZIGBEE協(xié)議優(yōu)缺點和應(yīng) 用前景 ....................................... 8 ZigBee 協(xié)議的優(yōu)點 ............................................ 9 ZigBee 協(xié)議存在的問題及解決方案 .............................. 9 ZigBee 協(xié)議應(yīng)用前 景 ......................................... 10 2． 3 基于 ZIGBEE協(xié)議的芯片 ........................................... 10 第三章 基于 ZIGBEE 協(xié)議的硬件系統(tǒng)的設(shè)計及實現(xiàn) ......................... 14 STC89C58RD+單 片機概述 ........................................... 14 開發(fā)板的各個組成部分原理圖以及功能 .............................. 15 單片機最小系統(tǒng)組成電路 ...................................... 15 串行口電平轉(zhuǎn)換部分 .......................................... 16 LED 部分 .................................................... 17 開發(fā)板和無線數(shù)據(jù)傳輸模塊接口部分 ............................ 17 鍵盤部分 .................................................... 18 無線數(shù)據(jù)傳輸模塊 ................................................ 19 無線數(shù)據(jù)傳輸模塊和開發(fā)板的 PCB 圖設(shè)計 ............................ 20 開發(fā)板的 PCB 圖 ................................................ 20 無線數(shù)據(jù)傳輸模塊的 PCB 圖 ...................................... 22 第四章 硬件驅(qū)動程序和串行口調(diào)試工具 .................................. 24 硬件驅(qū)動程序 .................................................... 24 主機端硬件驅(qū)動程序 .......................................... 24 移動端驅(qū)動程序 .............................................. 28 串行口調(diào)試工具 .................................................. 28 III 串行通信的基本原理 .......................................... 28 程序設(shè)計原理 ................................................ 30 第五章 總結(jié)與展望 .................................................... 37 全文總結(jié) ........................................................ 37 研究展望 ........................................................ 38 致 謝 ............................................................... 39 參考文獻 ............................................................. 40 附錄 ................................................................. 41 IV 摘 要 隨著人民生活水平 的提高 和生活方式的轉(zhuǎn)變，餐飲業(yè)具有巨大的投資市場，被稱為中國的黃金產(chǎn)業(yè)。 無線電子點菜系統(tǒng)是無線通信技術(shù)的典型應(yīng)用，把無線技術(shù)用于餐飲業(yè)將會極大提高餐館的工作效率和服務(wù)質(zhì)量。 論文給出了無線電子點菜系統(tǒng)的完整的硬件平臺的設(shè)計和實現(xiàn)方案。整個系統(tǒng)有主機端和移動端兩部分組成，無線通信的雙方依托一定的硬件平臺，按照約定好的協(xié)議來實現(xiàn)數(shù)據(jù)交換。設(shè)計的硬件平臺時，首先詳細介紹了 平臺將要用到的一些芯片，然后使用 Protel 99 SE 設(shè)計出了系統(tǒng)的原理圖和 PCB(Print Circuit Broad,印刷電路板 )圖 ；在設(shè)計的硬件平臺的基礎(chǔ)上，依據(jù)所用芯片的編程原則，在 Windows 環(huán)境下，以 C51 語言為編程語言，開發(fā)出了無線通信系統(tǒng)的驅(qū)動程序來實現(xiàn)雙方約定的通信協(xié)議。文中還附帶簡要介紹了用到的軟件開發(fā)工具，以及系統(tǒng)的局限性，并提出了進一步改進的方案。 為了使整個系統(tǒng)更加完善，用 Visual C++ 開發(fā)了串口調(diào)試工具，實現(xiàn)了將遠端數(shù)據(jù)發(fā)送到計算機并以窗口形式顯示和通過窗口形 式將計算機上的數(shù)據(jù)發(fā)送到遠端，基本達到了論文的設(shè)計目的。 關(guān)鍵詞 無線通信， ZigBee，單片機， nRF2401 V Abstract Along with the enhancement of the level of the people’s lives and the transformation of the lifestyle, the dining industry which is called gold industry in China has the huge investment market. The wireless electronic ordering food system is the typical use of the technology of wireless munication. Using the technology of wireless munication in the dining industry will largely improve the working efficiency and the grade of service. The present paper brings up the plan of the hardware design of the the wireless electronic ordering food system and how to realize. The overall system is made up of two parts, one is the main end and the other is the mobile end. Both sides of wireless correspondence depend on certain hardware platforms. They exchange data according to the protocol which both sides have agreed on before, and the data is transformed in specific frame form. When designing the hardware platform, first analyzes the CMOS chips that will be used in the system. Then, the paper uses Protel 99 SE to design the principle picture and the PCB picture of the system. In this foundation, according to the programming rules of the CMOS chips used in the system, the paper exploits the driving program of the system using C51 programming language in the Windows operating system. By the way, this paper also briefly introduces the software development kits which will be used next， analyzes the limitations of system, and also proposes how to improve it. In order to make the entire system more prehensive， the paper also exploits the serial debugging tool in Visual C++ to display the data from remote end in the window on puter and send data to remote end in the window form. This basically achieves the goal. KEY WORLD wireless munication, ZigBee ， SingleChip Microputer, nRF2401 基于單片機的無線點菜系統(tǒng)的硬件設(shè)計及實現(xiàn) 第一章 緒論 1 第一章 緒論 研究背景和意義 人類利用無線通信技術(shù)的歷史已經(jīng)有幾千年了，古時候用的烽火臺就是最原始的無線通信。但這時候的無線通信技術(shù)還只是處于萌芽階段，只有到 19 世紀末意大利人馬可尼發(fā)明無線電報開始，人類才真正開始大規(guī)模地利用無線通信技術(shù) [1]。近數(shù)十年來 隨著計算機技術(shù)和電子技術(shù)的發(fā)展 ，無線通信技術(shù)更是以日新月異的速度向前發(fā)展，它也 成為了通信領(lǐng)域的一個重點研究方向。 現(xiàn)代的無線通信技術(shù)是建立在硬件電路的基礎(chǔ)上的，因此微電子技術(shù) [2]的發(fā)展直接制約著無線通信技術(shù)的發(fā)展。 回顧集成電路的發(fā)展歷程，我們可以看到，自發(fā)明集成電路至今 40 多年以來， 從電路集成到系統(tǒng)集成 這句話是對 IC 產(chǎn)品從 SSI（ Small Scale Integrated， 小規(guī)模集成電路 ） 到 VLSI（ Very Large Scale Integrated 超大規(guī)模集成電路） 今天特大規(guī)模集成電路發(fā)展過程 的最好總結(jié)，即整個集成電路產(chǎn)品 的 發(fā) 展 經(jīng) 歷 了 從 傳 統(tǒng) 的 板 上 系 統(tǒng) （ Systemonboard ） 到 片 上 系 統(tǒng)（ Systemonachip）的過程。 隨著集程度的提高，芯片的體積能耗和成本在逐步降低。這也使電子產(chǎn)品向便攜式和低端市場發(fā)展。 雖然微電子的發(fā)展歷史已經(jīng)有半個多世紀，但是射頻芯片 [1][2]的發(fā)展卻是近幾年的事。從分類上來看，射頻芯片屬于專用集成電路。目前國際上有很多專門生產(chǎn)射頻芯片的公司，例如 Nordic 公司和 Chipcon 公司。這些芯片一般工作在免費頻段，采