【文章內(nèi)容簡介】 免因噪聲干擾而死機(jī)。 XTAL1 和 XTAL2 口引出外圍的晶振電路為單片機(jī)工作提系統(tǒng)時鐘，本設(shè)計中設(shè)置單片機(jī)的晶振 為 12MHz。 RESET： AT89S52 的 重置引腳，高電平動作，當(dāng)要對晶片重置時，只要對此引腳電平提升至高電平并保持兩個機(jī)器周期以上的時間， AT89S51 便能完成系統(tǒng)重置的各項動作，使得內(nèi)部特殊功能寄存器之內(nèi)容均被設(shè) 成已知狀態(tài)，并且至地址 0000H 處開始讀入程序代碼而執(zhí)行程序。本設(shè)計中采用的是按鍵電平復(fù)位。 PORT0（ ～ ）： 端口 0 是一個漏極開路雙向輸出入端口，共有 8 個位。其他 三個 I/O 端口（ P P P3）則 不具有此電路組態(tài)，而是內(nèi)部有一提升電路， P0 在當(dāng)作 I/O 使用時可以推動 8 個 LS 的 TTL 負(fù)載。當(dāng) EA 引腳為低電平時 （即取用外部程序代碼或數(shù)據(jù)存儲 器）， P0 就以多工方式提供地址總線低 7 位（ A0～ A7）及數(shù)據(jù)總線（ D0～ D7）。設(shè) 計者必須外加鎖存器將端口 0 送出的地址鎖存 成為 A0～ A7， 再配合端口 2 所 送出的地址總線高 8 位（ A8～ A15）合 成完整的 16 位地址總線，而定址到 64K的外部存儲器空間。 PORT2（ ～ ）：端口 2 是具有內(nèi)部提升電路的雙向 I/O 端口，每一個引腳可以推動 4 個 LS 的 TTL 負(fù)載，此端口當(dāng)成輸入端口來使用時，須將端口 2 的輸出設(shè)為高電平。 P2 除了當(dāng)作一般 I/O 端口使用外，還可在 AT89S52 擴(kuò)充外接程序存儲器或數(shù)據(jù)存儲器時，提供地址總線的高字節(jié) A8～ A15，這個時候 P2 便不能作為 I/O 來使用。 PORT1（ ～ ）：端口 1 也是具有內(nèi)部提升電路的雙向 I/O 端口，作為普 通I/O 口時與端口 2 用法相同。如果是使用 8052 或是 8032 的話， 又當(dāng)作定時器 2的外部脈沖輸入腳，而 可以有 T2EX 功能，可以做外部中斷輸入的觸發(fā)腳位。 PORT3（ ～ ）：端口 3 也具有內(nèi)部提升電路的雙向 I/O 端口，其輸出緩沖器可以推動 4 個 TTL 負(fù)載，同時還多工具有其他的額外特殊功能，包括串行通信、外部中斷控制、計時計數(shù)控制及外部數(shù)據(jù)存儲器內(nèi)容的讀取或?qū)懭肟刂频裙δ堋? RST：復(fù)位輸入。當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時，要使 RST 引腳保持兩個機(jī)器周期的高電平時間。 4 在本設(shè)計中主要用到了 89S52 單片機(jī)的并行輸入輸出口 P0 口、 P1 口和 P2 口，串行輸入輸出口。 89S52 的串行輸入輸出口是 P3 口的第二功能，其中 作為串口接收RXD， 作為串口發(fā)送 TXD。 P0 口在作為輸出口是必須接上拉電阻， P1 口在本設(shè)計中模擬 SPI 口完成與無線收發(fā)模塊 nRF24L01 的 SPI 通信。 nRF24L01 無線收發(fā)模塊 nRF24L01 是一款工作在 ~ 世界通用 ISM 頻段的單片無線收發(fā)器芯片。無線收發(fā)器包括：頻率發(fā)生器、增強(qiáng)型 ShockBurstTM 模式控制器、功率放大器、晶體振蕩器、調(diào)制器、 解調(diào)器。輸出功率、頻道的選擇和協(xié)議的設(shè)置可以通過 SPI 接口進(jìn)行設(shè)置。其具有極低的電流消耗，掉電模式和待機(jī)模式下電流消耗更低?？焖賲⒖紨?shù)據(jù)如表 所示： 表 nRF24L01 快速參考數(shù)據(jù) 參數(shù) 數(shù)值 單位 最低供電電壓 V 最大發(fā)射功率 0 dBm 最大數(shù)據(jù)傳輸率 2020 kbps 發(fā)射模式下，電流消耗 (0dB) mA 接收模式下電流消耗（ 2020kbps） mA 溫度范圍 40～ +85 ℃ 傳輸速率為 1000kbps 下的靈敏度 85 dBm 掉電模式 下電流消耗 900 mA nRF24L01 部分工作模式 待機(jī)模式：待機(jī)模式 I 保證快速啟動并能減少系統(tǒng)平均消耗電流。在待機(jī)模式 1時晶振正常工作。在待機(jī)模式 II 時部分時鐘緩沖器處在工作模式。 掉電模式：在掉電模式下， nRF24L01 各功能關(guān)閉，保持電流消耗最小。 數(shù)據(jù)包處理方式： nRF24L01 有兩種數(shù)據(jù)包處理方式， ShockBurstTM 模式和增強(qiáng)型ShockBursTM 模式。 nRF24L01 主要的工作模式如表 所示 。 表 nRF24L01 主要的工作模式 模式 PWR_UP PRIM_RX CE FIFO 寄存器狀態(tài) 接收模式 1 1 1 發(fā)送模式 1 0 1 數(shù)據(jù)在 TX_FIFO 寄存器中 發(fā)送模式 1 0 1→ 0 停留在發(fā)送模式，直至數(shù)據(jù)發(fā)送完 待機(jī)模式Ⅱ 1 0 1 TX_FIFO 為空 待機(jī)模式Ⅰ 1 0 無數(shù)據(jù)傳輸 掉電模式 0 5 自動應(yīng)答（ RX）：自動應(yīng)答減少了外部 MCU 的工作量，并在鼠標(biāo)鍵盤等應(yīng)用中也可以不要求硬件一定有 SPI 接口，因此降低成本減少電流消耗。自動應(yīng)答功能可以通過 SPI 口對不同的數(shù)據(jù)通道分別進(jìn)行配置。 自動重發(fā)功能（ ART)（ TX）：自動重發(fā)功能是針對自動應(yīng)答的發(fā)送方，SETUP_RETR 寄存器設(shè)置：啟動重發(fā)數(shù)據(jù)的時間長度。在每次重發(fā)結(jié)束后系統(tǒng)都會進(jìn)入接收模式并在設(shè)定的時間范圍內(nèi)等待應(yīng)答信號。接收到應(yīng)答信號后，系統(tǒng)轉(zhuǎn)入正常發(fā)送模式。 SPI 時序 nRF24L01 模塊在讀寫數(shù)據(jù)是必須遵循一定的時序。圖 、 給出了 SPI 操作及時序。但須注意的是在寫寄存器之前一定要進(jìn)入待機(jī)模式或掉電模式。 圖 SPI 寫操作時序 圖 SPI 讀操作時序 完成讀寫操作的過程如下：首先作為 nRF24L01 模塊片選信號的 CSN 平時都置高，當(dāng)它的電位被拉低時模塊就做好接收信號的準(zhǔn)備。接下來單片機(jī)通過 MOSI 腳將一個字節(jié)的數(shù)據(jù)逐位送給 nRF24L01 模塊，同時從 nRF24L01 模塊的 MISO 腳上讀取一個字節(jié)的數(shù)據(jù)，此時還得配合時鐘線 SCK 電平變化， SCK 的電平拉高一次，單片機(jī)便完成一位數(shù)據(jù)的傳遞，即一位數(shù)據(jù)的寫入和一位數(shù)據(jù)的讀出 。 無線射頻通信技術(shù)簡介 射頻技術(shù)英文全稱是 Radio Frequency Identification，簡稱 RFID， 即射頻識別 。 RFID 6 射頻識別是一種非接觸式的自動識別技術(shù)，其原理是由掃描器發(fā)射 一定頻率的無線電波，對應(yīng)的接收器能識別這特定頻率的電波，并驅(qū)動接收器電路將內(nèi)部的代碼送出，掃描器便接收此時接收器送出的代碼。 基本的 RFID 系統(tǒng)通常是由 RFID 標(biāo)簽 (tag)、 RFID 閱讀器 (reader)及 應(yīng)用支撐軟件三部分組成。數(shù)據(jù)的傳輸利用的是無線射頻技術(shù)，主要是利用的天線，以電磁波的形式把無線電收發(fā)機(jī)的射頻信號功率接收或者輻射出去，多個標(biāo)簽可以同時發(fā)送數(shù)據(jù)，多個閱讀器也可以同時接收來自標(biāo)簽的信息，發(fā)送和接收的過程可以同時進(jìn)行。圖 給出了基本的 RFID 系統(tǒng)的組成。 圖 基本的 RFID 系統(tǒng)的組成 在系統(tǒng)中， RFID 標(biāo)簽類似貨物包裝上的條形碼功能，記載物品的信息。讀寫器類似識別標(biāo)簽的光電閱讀器，但部分讀寫器還具有 向 RRD 標(biāo)簽寫入信息的能力。應(yīng)用接口或中間軟件完成 RFID 標(biāo)簽數(shù)據(jù)信息的采集。傳輸網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳送，根據(jù)讀寫器終端的功能可以采取多種傳輸方式。業(yè)務(wù)應(yīng)用于管理系統(tǒng)實 現(xiàn) RFID 標(biāo)識物的有序管理。 3 課題模塊設(shè)計 無線接收模塊 無線接收模塊采用的是 nRF24L01，完成這一模塊就必須解決該模塊與 AT89S52單片機(jī)順利通信的問題。包括兩個方面：物理電路的連接和指令代碼的正確編 寫。 nRF24L01 模塊與單片機(jī)的物理線路連接 在物理電路方面 ， nRF24L01 無線收發(fā)模塊的工作電壓為 ，而單片機(jī)標(biāo)準(zhǔn)正電壓 為 5V，因此未解決模塊的供電問題則需引入電平轉(zhuǎn)換電路，本設(shè)計中用到電平轉(zhuǎn)換芯片 LM1117。 除電源輸入引腳有以上要求外，其他引腳均 可 5V 的電平輸入。nRF24L01 模塊與單片機(jī)的物理線路連接見圖 。 7 圖 nRF24L01 模塊與單片機(jī)的物理線路連接 nRF24L01 模塊的指令系統(tǒng) nRF24L01 的指令大小是一個字節(jié)，高 3 位代表指令的類型，后面的 5 位用來指定待操作寄存器的地址。具體指令見表 。 表 nRF24L01 的指令系統(tǒng) 指令名稱 指令格式 操作 R_REGISTER 000A AAAA 讀配置寄存器。 AAAAA 指出讀操作的寄存器地址 W_REGISTER 001A AAAA 寫配置寄存器。 AAAAA 指出讀操作的寄存器地址，只有在掉電模式和待機(jī)模式下可操作。 R_RX_PAYLOAD 0110 0001 讀 RX 有效數(shù)據(jù)： 132