【正文】
音頻信號的振幅大小而定。本設(shè)計(jì)采用此種接法,如有需要可以完全使用9線制的方式進(jìn)行連接。 串口信號線的接法一個(gè)完整的RS232接口有9根線,采用標(biāo)準(zhǔn)的9芯插頭座。在Windows環(huán)境(Windows NT、Win9Windows2000)下,串口是系統(tǒng)資源的一部分。 串口通訊原理串行端口的本質(zhì)功能是作為CPU和串行設(shè)備間的編碼轉(zhuǎn)換器。而本設(shè)計(jì)所采用的Delphi編譯環(huán)境更是為在Windows下的應(yīng)用軟件編寫提供了更靈活廣闊的前景,因此,本設(shè)計(jì)無論是在理論還是在實(shí)際的運(yùn)用中都是有廣闊的再發(fā)展空間的,為二次開發(fā)奠定了理論基礎(chǔ)和基礎(chǔ)模型。充分的鍛煉了畢業(yè)生的實(shí)踐動(dòng)手能力和專業(yè)業(yè)務(wù)運(yùn)用能力,對于整個(gè)項(xiàng)目的管理和開發(fā)流程進(jìn)行了一定的訓(xùn)練,并且結(jié)合實(shí)際運(yùn)用的場所及運(yùn)用的投入成本開發(fā)周期等,進(jìn)行了基本的考察,另外也鍛煉了上位機(jī)設(shè)計(jì)及應(yīng)用軟件編寫。串口通訊由于其可靠性高而被PLC(Programmable Logic Controller)所青睞。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),并降低了對于大型系統(tǒng)開發(fā)周期長開發(fā)難度大的一般性問題。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)處理和對前沿機(jī)的監(jiān)督管理,以及對下位機(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,對來自微機(jī)串行口的命令進(jìn)行操作,完成對被控對象的直接控制并把被控對象的信息上報(bào)給上位機(jī)。關(guān)鍵詞:RS232; DELPHI;nRF905; AVRMCU; 無線通訊電路AbstractIn 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 network 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 network.. 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 cybernetic 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。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。河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)說明書摘要本文設(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。 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。 DELPHI。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。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。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)。為工程運(yùn)用打下了理論的基礎(chǔ),為進(jìn)一步在無線局域網(wǎng)的組建奠定可行性論證。通過實(shí)踐的檢驗(yàn),本設(shè)計(jì)是完全能夠完成設(shè)計(jì)目的和設(shè)計(jì)要求的。當(dāng)數(shù)據(jù)從 CPU經(jīng)過串行端口發(fā)送出去時(shí),字節(jié)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為串行的位。應(yīng)用程序要使用串口進(jìn)行通信,必須在使用之前向操作系統(tǒng)提出資源申請要求,通信完成后必須釋放資源。以下的介紹是以9芯的RS232為例。 數(shù)字信號調(diào)制解調(diào)方式介紹我國的調(diào)幅廣播頻率規(guī)定為中波從5351605Mz,短波為230MHz,頻道間隔為9KHz。我國的調(diào)頻頻率規(guī)定范圍為88108MHZ,本設(shè)計(jì)采用433MHz頻率進(jìn)行無線電信號的傳輸。 ASK幅移鍵控法載波幅度是隨著調(diào)制信號而變化的。 解調(diào)方法:相干法,非相干法。與二進(jìn)制數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)相比,多進(jìn)制數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)具有如下兩個(gè)特點(diǎn): 第一,在相同的信道碼源調(diào)制中,每個(gè)符號可以攜帶log2M比特信息,因此,當(dāng)信道頻帶受限時(shí)可以使信息傳輸率增加,提高了頻帶利用率。 二進(jìn)制2ASK與四進(jìn)制MASK調(diào)制性能的比較:在相同的輸出功率和信道噪聲條件下,MASK的解調(diào)性能隨信噪比惡化的速度比OOK要迅速得多。 雖然,多電平MASK調(diào)制方式是一種高效率的傳輸方式,但由于它的抗噪聲能力較差,尤其是抗衰落的能力不強(qiáng),因而它一般只適宜在恒參信道下采用。兩個(gè)載波相位通常相差180度,此時(shí)稱為反向鍵控(PSK)。在中低速數(shù)據(jù)傳輸中得到了廣泛的應(yīng)用。 類型:二進(jìn)制移頻鍵控(2FSK),多進(jìn)制移頻鍵控(MFSK)。多進(jìn)制調(diào)制,是提高頻譜利用率的有效方法,恒包絡(luò)技術(shù)能適應(yīng)信道的非線性,并且保持較小的頻譜占用率。如果再把多進(jìn)制與其它技術(shù)結(jié)合起來,還可進(jìn)一步提高頻帶利用率。 MSK最小移頻鍵控法當(dāng)信道中存在非線性的問題和帶寬限制時(shí),幅度變化的數(shù)字信號通過信道會(huì)使己濾除的帶外頻率分量恢復(fù),發(fā)生頻譜擴(kuò)展現(xiàn)象,同時(shí)還要滿足頻率資源限制的要求。近年來新發(fā)展起來的技術(shù)主要分兩大類:一是連續(xù)相位調(diào)制技術(shù)(CPFSK),在碼元轉(zhuǎn)換期間無相位突變,如MSK,GMSK等;二是相關(guān)相移鍵控技術(shù)(CORPSK),利用部分響應(yīng)技術(shù),對傳輸數(shù)據(jù)先進(jìn)行相位編碼,再進(jìn)行調(diào)相(或調(diào)頻)。實(shí)現(xiàn)MSK調(diào)制的過程為:先將輸入的基帶信號進(jìn)行差分編碼,然后將其分成I、Q兩路,并互相交錯(cuò)一個(gè)碼元寬度,再用加權(quán)函數(shù)cos(πt/2Tb)和sin(πt/2Tb)分別對I、Q兩路數(shù)據(jù)加權(quán),最后將兩路數(shù)據(jù)分別用正交載波調(diào)制。它使調(diào)制后的頻譜主瓣窄、旁瓣衰落快,從而滿足GSM系統(tǒng)要求,節(jié)省頻率資源。Delphi 7在集成開發(fā)環(huán)境中加入了很多讓程序員愛不釋手的新功能,下面是對它們的一個(gè)簡單介紹。此外,新的Code Complete窗口也會(huì)更聰明地過濾對象能夠使用的PME,避免了以往Delphi 5的Code Complete窗口無法顯示一些PME的困窘。當(dāng)程序員在Object Tree View窗口中單擊了一個(gè)組件之后,這個(gè)組件會(huì)立刻出現(xiàn)在對象查看器之中,這時(shí)程序員可以改變這個(gè)對象的特性值和事件處理程序。在 Delphi 7中,編輯器不但可以讓程序員觀看和編輯Object Pascal的程序代碼,而且如果程序員編輯的是Web應(yīng)用程序,那么還可以直接在編輯器中查看HTML程序代碼、腳本語言程序代碼,預(yù)覽Web應(yīng)用程序執(zhí)行結(jié)果的畫面以及Web應(yīng)用程序產(chǎn)生的HTML程序代碼。 6)新添加的Rave報(bào)表構(gòu)件組 Delphi 7的標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)件板中已經(jīng)沒有了原來的Quick Report構(gòu)件組,取而代之的是RAVE報(bào)表制作組件,并且提供專門的報(bào)表制作工具Rave Designer。 7)新一代數(shù)據(jù)存取引擎——DB Express Borland為了讓W(xué)indows平臺(tái)上的Delphi以及Linux平臺(tái)上的Kylix擁有共同的數(shù)據(jù)存取引擎,決定開發(fā)新一代的數(shù)據(jù)存取引擎,這就是DB Express。 8)開發(fā)Internet/Intranet應(yīng)用系統(tǒng)的Web Snap(網(wǎng)絡(luò)管理單元)組件組 Delphi 7 中最重要的新增功能之一應(yīng)該要算是能夠讓程序員開發(fā)Internet/Intranet應(yīng)用系統(tǒng)的新架構(gòu)和組件,這個(gè)新功能稱為Web Snap。Data Snap不但強(qiáng)化了MIDAS原有的功能,更加入了許多新的組件,讓程序員可以使用它開發(fā)出更為強(qiáng)勁的應(yīng)用系統(tǒng)。 11)開發(fā)Web Service的向?qū)Ш徒M件 Web Service應(yīng)該是現(xiàn)在最熱門的Web技術(shù)之一了,不管是IBM或是Microsoft都在發(fā)展Web Service的解決方案。在Delphi 6中也提供了6個(gè)VCL組件讓程序員開發(fā)SOAP和Web Service的應(yīng)用系統(tǒng)。至于在BDE,ADO和COM+方面則只有小幅度的進(jìn)步。根據(jù)控件的出入口進(jìn)行控件的操作完成數(shù)據(jù)的串口讀寫,以控制單片機(jī)收發(fā)無線信號。SPCOMM控件主要的功能是使用其的收發(fā)函數(shù),通過函數(shù)將字符串的ASCII碼通過串口的數(shù)據(jù)線將數(shù)據(jù)輸出。Shock Burst工作模式的特點(diǎn)是自動(dòng)產(chǎn)生前導(dǎo)碼和CRC。圖31 nRF905芯片框圖[3]本設(shè)計(jì)根據(jù)芯片手冊設(shè)計(jì)制作了芯片的應(yīng)用電路原理圖,其發(fā)射天線采用50的阻抗匹配的天線,采用性能和容抗較穩(wěn)定的鉭電容與貼片電感構(gòu)建無線收發(fā)模塊,其電路如下圖:圖32 無線收發(fā)模塊原理圖根據(jù)應(yīng)用原理可以得到高頻信號對電路的設(shè)計(jì)和電路板的要求較高,對于沒有任何高頻信號設(shè)計(jì)的開發(fā)員來說本電路的制作是相當(dāng)困難的,因此本設(shè)計(jì)采用了蘇州木蘭電子科技有限公司生產(chǎn)的無線通訊模塊,以完成本設(shè)計(jì)的任務(wù)。由于其先進(jìn)的指令集以及單時(shí)鐘周期指令執(zhí)行時(shí)間,ATmega8 的數(shù)據(jù)吞吐率高達(dá)1MIPS/MHz,從而可以緩減系統(tǒng)在功耗和處理速度之間的矛盾。系統(tǒng)總體電路如下圖所示:圖35 單片機(jī)部件原理圖串口通訊采用RS232芯片接口,采用三線制連接。其上位機(jī)界面執(zhí)行模塊如下圖所示:圖37 演示電路上位機(jī)圖演示的通訊命令為0A,點(diǎn)亮相應(yīng)的LED后單擊“手動(dòng)發(fā)送”按鈕即可以LED的狀態(tài)發(fā)送。本設(shè)計(jì)由于采用了較為有效的資源的組織方法,因而減少了不少軟件開發(fā)難度及工作量,本章將論述軟件的開發(fā)過程和驅(qū)動(dòng)的編寫。若傳輸文本文件內(nèi)容時(shí),也將不采用封裝成包的形式,其命令位AA,也是將每個(gè)字符進(jìn)行傳輸,直到文本文件傳輸完成為止。無線模塊需要單片機(jī)的控制才可以完成無線通訊的任務(wù)。通過配置UCSRA、UCSRB、UCSRC來設(shè)置這些參數(shù),另外還需要設(shè)置UBRRL、UBRRH來設(shè)置波特率。對于無線模塊的控制采用Atmega8內(nèi)部集成的SPI模塊,讀寫nRF905相應(yīng)的寄存器來達(dá)到對nRF905控制的目的。Shock Burst技術(shù)使Nrf905能夠提供高速的數(shù)據(jù)傳輸而不需要昂貴的告訴MCU來進(jìn)行數(shù)據(jù)處理/時(shí)鐘覆蓋,通過將與RF協(xié)議有關(guān)的告訴信號處理放到芯片