【正文】 在布線的時候，模擬地和數(shù)字地分開設置，最后用零歐姆電阻連接。微處理器系統(tǒng)常常面臨供電電源上電次序不準、穩(wěn)定性差、毛刺等一系列問題。為保證系統(tǒng)上電時能正確啟動，減少故障造成的影響，并在無人干預或少量干預的情況下，使系統(tǒng)能自動恢復正常，單片機內配置系統(tǒng)電源監(jiān)視和自動恢復功能。對于CC1020組成的無線收發(fā)模塊中的高頻電路來說：器件布局和布線對性能的影響更加明顯和敏感，在本設計中應當注意以下幾點：1）以CC1020為中心，各元器件緊靠其周圍，均勻、整齊、緊湊地排列在PCB上，盡量減少和縮短各元器件之間的引線和連接，以減少分布參數(shù)的影響。2）對于抑制空間輻射干擾，主要解決辦法是屏蔽。使用屏蔽層或屏蔽盒屏蔽外部靜電和電磁場的干擾。3）去耦電容應當盡量靠近相應的引腳。直接連接兩個相鄰的電源腳會增加噪聲的耦合，應當盡量避免。4）每個去耦電容的接地端應當通過一個獨立的過孔連接到地層。本設計由于用的是兩層板，沒有專門的接地層和電源層，所以只能通過覆銅時連接到地網(wǎng)絡來使各引腳去耦電容盡量互不干擾。過孔一般分為：盲孔（Blind Via）、埋孔（Buried Via）和通孔（Through Via）。在設計時設計者希望過孔越小越好，這樣板上可以留有更多的布線空間，此外過孔越小其自身的寄生電容也越小，更適用于高頻電路，但過孔尺寸的減小受到成本和加工工藝的限制，不可能無限制的減小，而且當孔的深度超過鉆孔直徑的6倍時，就無法保證孔壁能均勻鍍銅，一般PCB廠家能提供的鉆孔直徑最小只能達到8mil。5）CC1020將所有的PLL和VCO都集成到芯片內部，其中PLL利用數(shù)字電荷泵輸出通過一個環(huán)路濾波器來控制VCO。通常，需要二階或三階RC環(huán)路濾波器來濾除電荷泵的數(shù)字脈沖電流，得到模擬控制電壓?？拷姾杀幂敵龅膬蓚€電容必須直接與電荷泵電路的地連接，這樣可以隔離地回路的脈沖電流通路，盡量減小雜散頻率的影響。并且注意所有開關數(shù)字信號和控制信號都盡量不要經(jīng)過PLL環(huán)路濾波器元件和VCO附近。第四章 系統(tǒng)的軟件設計 系統(tǒng)軟件設計的組成部分本課題著重設計無線數(shù)傳部分的系統(tǒng)軟件程序，主要包括UART0串口通信程序、數(shù)據(jù)收發(fā)程序、頻率變換程序三部分。 UART0串口通信子程序C8051F330提供的UART0 是一個異步、全雙工串口，它提供標準8051串行口的方式1和方式3。UART0具有增強的波特率發(fā)生器電路，有多個時鐘源可用于產生標準波特率。本設計中UART0的工作方式選用方式1，并使用內部振蕩器（不分頻）產生系統(tǒng)時鐘（SYSCLK），使用定時器T1的時鐘生成系統(tǒng)所需要的9600bps的波特率，%。 UART0中斷服務程序流程圖定時器1應被配置為方式2，即8位自動重裝載方式。定時器1的重載值應設置為使其溢出頻率為所期望的波特率頻率的兩倍。定時器1的時鐘可以在6個時鐘源中選擇：SYSCLK、SYSCLK/SYSCLK/1SYSCLK/4外部振蕩器時鐘/8和外部輸入T1。對于任何一個給定的定時器T1時鐘源，UART0的波特率由下列方程決定： （41）其中T1CLK是定時器1的時鐘頻率，T1H是定時器1的高字節(jié)（即重載值）。在本設計中，，定時器T1的時鐘源采用系統(tǒng)時鐘12分頻，重載值為0x96。 數(shù)據(jù)收發(fā)子程序本設計中通信協(xié)議采用8位UART格式(一個開始位，8個數(shù)據(jù)位，一個結束位)，另外，數(shù)據(jù)包前有同步碼，同步碼的作用是使接收端芯片正確識別UART格式的數(shù)據(jù)。之后要有識別碼，識別碼用來標志數(shù)據(jù)開始，如果正確收到識別碼，說明可以正確接收數(shù)據(jù)。如果數(shù)據(jù)長度不是一定的，則在數(shù)據(jù)包開始部分加一個長度碼，或者在數(shù)據(jù)包結尾部分加一個特定結束標志。為了應付無線傳輸中可能出現(xiàn)的數(shù)據(jù)錯誤，在數(shù)據(jù)包最后加一個校驗碼，這樣就可以根據(jù)應用需要選擇丟掉該數(shù)據(jù)包還是重發(fā)該數(shù)據(jù)包。實際應用中發(fā)現(xiàn)，在數(shù)據(jù)包之后，最好要有12個字節(jié)的冗余碼，否則，最后1個字節(jié)的數(shù)據(jù)很容易受到噪聲干擾，造成錯誤識別。 CC1020與C8051F330數(shù)據(jù)收發(fā)流程圖CC1020芯片上電后，需先復位，使其內部所有寄存器除MAIN和RESET外初始化為默認值，同時將頻率合成器、晶體振蕩器核和偏置電流發(fā)生器置為低功耗狀態(tài)。然后將配置信息寫入到除MAIN和RESET寄存器外的31個相應的寄存器中去，這31個寄存器的配置無先后順序。最后在發(fā)送和接收模式下分別對VCO和PLL校準，校準完畢后CC1020就進入正常工作狀態(tài)。出于低功耗的考慮，CC1020初始化完畢后一般將其置成低功耗Power Down模式。由Power Down模式進入接收模式RX，需在接收環(huán)路和PA都處于低功耗的情況下，按先后順序讓晶體振蕩器核、偏置電流發(fā)生器、頻率合成器工作，這個過程命名為“接收喚醒”（Wakeup CC1020 To RX）。然后等待CC1020鎖相環(huán)進入鎖定狀態(tài)，鎖定后，配置成接收模式，這時CC1020就進入RX狀態(tài)，在DCLK與DIO引腳上就會得到解調碼流，這一過程命名為“接收配置”（Setup CC1020 RX）。對等地，由Power Down模式進入到發(fā)送模式TX，也需經(jīng)歷兩個過程，“發(fā)送喚醒”（Wakeup CC1020 To TX）和“發(fā)送配置（Setup CC1020 TX）。若CC1020已處于RX或TX模式，要進入TX或RX或Power Down模式，只需使用Setup CC1020 TX或Setup CC1020 RX或Setup CC1020 PD即可。 CC1020上電初始化序列 CC1020單一校準RX/TX的運算法則 CC1020使無線RX/TX進入運行模式的順序框圖無線收發(fā)芯片CC1020的RF數(shù)據(jù)收發(fā)流程圖如下所示。 CC1020無線數(shù)據(jù)收發(fā)流程圖 頻率變換子程序由于本課題是點對多點的無線數(shù)據(jù)收發(fā)設計，在這種情況下主要可以采用時分、址分和頻分三種方式來區(qū)分不同的從收發(fā)模塊。由于該系統(tǒng)中僅有兩臺語音收發(fā)器傳回數(shù)據(jù)，所以可以采用變換頻率信道的方式來區(qū)分不同語音收發(fā)器傳送回來的數(shù)據(jù)。使用無線數(shù)傳模塊的設置軟件分別將接到語音收發(fā)器的兩個模塊設置為兩個不同信道，或者通過模塊上的按鍵來把模塊調整為所需的信道，當前的信道號由模塊處的一位數(shù)碼管顯示。設置多個頻率信道，還可以很容易的添加或刪除系統(tǒng)中的設備。另外，也可以用變換頻率信道的方式來避開同頻率的無線電干擾。本設計系統(tǒng)是采用433MHz的通信頻率，根據(jù)CC1020的接收靈敏度，可以用25KHz或大于25KHz作為信道間隔。它們可以通過SmartRF Studio分別設置各自的參數(shù)，包括RF頻率。同時應該注意保證主、從方式的頻率一致。 系統(tǒng)軟件調試系統(tǒng)固件程序在Silicon Laboratories集成開發(fā)環(huán)境（IDE）里面編寫和調試[32]，Silabs集成開發(fā)環(huán)境(IDE)是一套完整獨立的軟件程序，它為設計者提供了用于開發(fā)和測試項目的所有工具，調試器具有設置斷點、觀察點、單步等功能，工具鏈接集成支持匯編器、編譯器和鏈接器，與串行適配器配合可以方便的通過JTAG口來連接硬件和下載程序到硬件。固件編程采用C51語言，編程時用子程序實現(xiàn)模塊化。有利于調試和移植修改。充分利用開發(fā)軟件的單步、斷點、子函數(shù)運行、函數(shù)跳轉的功能，結合寄存器、端口狀態(tài)監(jiān)控窗口界面，對程序進行從局部到全面的調試。 以下具體介紹Silicon Laboratories IDE的軟件編寫、調試過程：（1）先創(chuàng)建一個新項目打開IDE，在IDE視窗左邊的項目窗口中，在New Project（新項目）項上點擊鼠標右鍵，選擇Save project New Project。彈出Save Workspace（保存工作區(qū)）對話框，在其中選擇一個適當?shù)哪夸泚肀４骓椖俊ｆI入項目文件名然后單擊 Save（保存）按鈕。（2）配置項目①　缺省設置時，Keil 8051匯編器和鏈接器適合大多數(shù)應用。改變工具配置或配置 C51編譯器，選擇Project→Tool Chain Integration來選擇和設置匯編器、編譯器和鏈接器。 ② 選擇File→New File將打開一個編輯窗口。編寫源文件并保存文件。（，.h ，源文件中的關鍵字符將彩色加亮顯示）。 ③ 在項目窗口中的項目名上點擊鼠標右鍵，選擇Add files to project（添加文件到項目）。彈出 Add files to project對話框，選定要添加的文件點擊打開，這樣該文件就添加到項目中了。 ④ 在項目窗口的項目名上點擊右鍵。選擇Add groups to project（添加組到項目）。 彈出Project Groups(項目組對話框)，選定文件夾名后點擊Add Group（添加組）則添加所選文件夾到項目，選擇Remove Group（移出組）則從項目中移出文件夾，或在Create New Group框中鍵入新組名后點擊Add（添加）按鈕，則在項目中添加新文件夾。 ⑤ 如果想?yún)R編、編譯和鏈接項目窗口中的所有文件生成目標文件，你在文件名上點擊鼠標右鍵，并選擇Add file to build。所有文件將被匯編、編譯（按其擴展名不同） 和鏈接生成絕對目標文件。 本課題設計由于時間關系，沒有做出實物的硬件電路板，所以下面的調試生成和下載程序也沒做，只是用IDE將整個系統(tǒng)的軟件程序進行了匯編、編譯，以此來檢查程序中的一些錯誤，認真修改，直到匯編、編譯無錯誤地通過。、編譯通過的窗口。 Silicon Laboratories IDE的程序編譯第五章 結論本文著重對無線數(shù)字收發(fā)器的語音傳輸模塊的部分進行了研究和設計，以適應環(huán)境復雜，條件惡劣，布線不能到達的語音傳輸。針對目前采用了新型的ISM頻段無線收發(fā)芯片CC1020來進行無線數(shù)據(jù)收發(fā)，靈敏度高且功耗較低，使用靈活方便。最后，利用Cygnal公司的完全集成的混合信號片上系統(tǒng)型C8051F330單片機與CC1020相配置來作為無線數(shù)傳模塊的微控制器，大大提高了系統(tǒng)的性能、簡化了電路。由于時間的局限問題，系統(tǒng)的硬件調試沒來得及做，本文對該課題設計主要是進行了理論上的詳細研究和分析。同時，在這里提出幾點理論上的改進看法：無線模塊部分可以利用CC1020和C8052F330的ADC和DAC增加語音采集電路改進成能傳輸語音信號的無線數(shù)傳模塊，應用于工業(yè)數(shù)據(jù)采集等其他場合，并且可以在收發(fā)器無線模塊上添加聲光提示表示讀數(shù)，這樣使使用者更加方便。考慮到頻率越高信號在傳播介質中的衰減越大的特點，可以采用較低的315MHz或者其它專用頻率，進而減小系統(tǒng)無線發(fā)射功率，進一步降低功耗。參考文獻—電路原理與應用實例[M]，北京：電子工業(yè)出版社，2002[M]，北京：北京航空航天大學出版社，2005，316~332，卜益民，[M]，北京：北京郵電大學出版社，2003[M]，北京：人民郵電出版社，2004 [M]，北京：人民郵電出版社，2005，籍順心，張凱，（第3版）[M]，北京：北京航空航天大學出版社，2003[M]，西安：西安電子科技大學出版社，2002 Protel DXP 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C8051F31x Datasheet[Z]. ，2004. C8051F33x Datasheet[Z]. ，2004[Z]. ，2004[Z]. ，2004[Z]. ，2005[Z]. ，2005[Z]. ，2005附錄A 無線數(shù)傳模塊原理圖附錄B 無線數(shù)傳模塊的PCB板致 謝在內蒙古科技大學學習的4年時間里，很感謝學校給我提供了這么好的學習環(huán)境，也很感謝給我授過課的老師們在學習上給予我的深切教導和關懷。在此，我謹向敬愛的老師們致以最誠摯的謝意和最深的敬意。老師們淵博的專業(yè)知識、嚴謹?shù)闹螌W態(tài)度、高尚的人格品質更令我終身難忘，并一直潛移默化地影響著我，使我終身受益。在此特別要感謝喻大華老師在我畢業(yè)設計的整個學習過程中給予我很大的幫助和支持。他豐富的專業(yè)知識、開闊的知識范圍使我獲益非淺。他那認真負責的教學態(tài)度更是讓我感激萬分。在本論文的編寫過程中，我還得到了許多老師和同學的熱心幫助，尤其是室友們在各個方面都給予了我很大的幫助和支持，在此我向他們表示我最衷心的謝意。