【正文】 常龐大，同時又要求對多個控 制對象進行實時控制，要求對各控制對象的實時數(shù)據(jù)進行快速的處理和響應，這對系統(tǒng) 的實時性、“并行性”提出了更高的要求。這種情況下一般要求采用實在時地任務操作 系統(tǒng)，并要求這個系統(tǒng)具備優(yōu)良的實時控制能力。 在單片機的軟件設計中，任務很多，程序量很大，一般都需把程序分成若干個功能 獨立的模塊，這也是軟件設計中常用的方法，這也即俗稱的“化整為零”的方法。理論 和實踐都證明， 這種方法是行之有效的。 這樣可以分階段地對單個模塊進行設計和調(diào)試， 一般情況下單個模塊利用仿真工具即可將它們調(diào)試好，最后再將它們有機的聯(lián)系起來， 構成一個完整的控制程序，并對它們進行聯(lián)合調(diào)試即可。程序編寫時，首先需對用到的 參數(shù)進行定義，和標號的定義一樣，使用的字符必須易于理解，可以使用英文單詞和漢 語拼音的縮寫形式，這對今后自己的辨讀和排錯都是有好處的。然后初始化各特殊功能 寄存器的狀態(tài)，中斷口的地址區(qū)定義，數(shù)據(jù)存儲區(qū)的安排，根據(jù)系統(tǒng)的具體情況，估算 中斷、子程序的使用情況，預留出堆棧區(qū)，和需要的數(shù)據(jù)緩存區(qū)，接下來就開始編寫程 序了。 CC1101 無線收發(fā)程序設計 通過對 CC1101 進行正確的參數(shù)配置，就能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)的無線傳輸。無線通信模塊 接收到無線反饋控制器的命令，然后根據(jù)這些命令無線遙控開關進行復位、打包和數(shù)據(jù) 包傳輸?shù)炔僮鳎錈o線收發(fā)程序流程如圖 所示。當 CC1101 狀態(tài)不正常時可以通過 程序控制來復位芯片，復位的時序如圖 所示。 程序復位的操作順序如下： （1）設置 SCLK=1 和 SI=0，以避免引腳控制模式造成潛在的問題； （2）設置 CSn 為低，然后再拉高； （3）保持 CSn 為高至少 40μs； （4）將 CSn 拉低，等待 SO 變低（CHIP_RDYn） ； （5）在 SI 上發(fā)送 SRES 命令； （6）當 SO 再次變低后，復位工作完成，CC1101 處于 IDLE 狀態(tài)。 26 桂林電子科技大學信息科技學院畢業(yè)設計（論文）說明書 第 27 頁 共 41 頁 圖 無線數(shù)據(jù)收發(fā)流程圖 無線通信模塊的發(fā)射部分程序如下 // CC1101 發(fā)送一組數(shù)據(jù) //***************************************************************************** void halRfSendPacket(unsigned char *txBuffer,unsigned char size) { halSpiWriteReg(CCxxx0_TXFIFO, size)。 halSpiWriteBurstReg(CCxxx0_TXFIFO, txBuffer, size)。 //寫入要發(fā)送的數(shù)據(jù) halSpiStrobe(CCxxx0_STX)。 } //***************************************************************************** //進入發(fā)送模式發(fā)送數(shù)據(jù) 27 桂林電子科技大學信息科技學院畢業(yè)設計（論文）說明書 第 28 頁 共 41 頁 圖 程序復位時序圖 SPI 程序編寫的的注意事項進行 SPI 寄存器初始化，按照你要進行的方式進行設置 (DMA ,中斷,查詢)，然后就可以進行讀寫數(shù)據(jù)了，但是要注意,讀數(shù)據(jù)的時候寄存器 SPSTA1 最低位是 0 的時候讀完，SPI 是主機的時候,狀態(tài)積存器是 1,SPI 是從機的時候, 狀態(tài)寄存器是 0，而且 SPI 寄存器一次只能傳送 8 位數(shù)據(jù)。 以下是通信模塊接收數(shù)據(jù)的一部分程序及注解 // CC1101 接收一組數(shù)據(jù),并放入緩沖區(qū) //***************************************************************************** if ((halSpiReadStatus(CCxxx0_RXBYTES) amp。 BYTES_IN_RXFIFO)) { packetLength = halSpiReadReg(CCxxx0_RXFIFO)。 //讀出第一個字節(jié)為該幀 數(shù)據(jù)長度 if (packetLength == length) //所要的有效數(shù)據(jù)長度小于等于接收到的數(shù)據(jù)包的長度 { halSpiReadBurstReg(CCxxx0_RXFIFO, rxBuffer, packetLength)。//讀出接收的數(shù)據(jù) halSpiReadBurstReg(CCxxx0_RXFIFO, status, 2)。//讀出 CRC 校驗位 if (status[1] amp。 CRC_OK) { halSpiStrobe(CCxxx0_SFRX)。 return 1。 } } } //***************************************************************************** //接收之后刷新緩沖區(qū) //如果校驗成功返回接收成功 6 系統(tǒng)驗證 要發(fā)射接收數(shù)據(jù)， 首先要通過 SPIO 接口對 CC1101 進行初始化， 包括一些最基本的 發(fā)射和接收 收發(fā)確認設置、頻段設置、地址設置等。 28 桂林電子科技大學信息科技學院畢業(yè)設計（論文）說明書 第 29 頁 共 41 頁 圖 發(fā)射模塊流程圖 圖 接收模塊流程圖 29 桂林電子科技大學信息科技學院畢業(yè)設計（論文）說明書 第 30 頁 共 41 頁 在發(fā)射時， CC1101 設置在待機和 SPIO 編程狀態(tài)， 將 然后在進行射頻寄存器的初始 化設置后，給鍵盤賦初值，鍵盤有健按下時，單片機通過掃描鍵盤讀出按鍵值，然后把 該按鍵值打包等待發(fā)送，單片機發(fā)送數(shù)據(jù)時，單片機按照 SPIO 接口時序把要發(fā)送的數(shù) 據(jù)寫入 CC1101，再初始化發(fā)射端的地址，且應當與接收端的地址相互匹配，發(fā)射端發(fā)射 的數(shù)據(jù)有效寬度必須與接收端設置一致。然后把單片機設置為發(fā)送模式，并且完成數(shù)據(jù) 打包，給數(shù)據(jù)進行編碼、調(diào)制以及發(fā)送。發(fā)送完成后，相應的引腳被置低，CC1101 回到 待機模式。 在接收時，初始化的設置同發(fā)射時基本一致，然后 CC1101 被設置為接收模式，不 斷地檢測載波，等待接收數(shù)據(jù)，當檢測到同頻段的載波并且地址也匹配時，CC1101 進行 數(shù)據(jù)包的接收，并完成校驗等相關工作。接著，將數(shù)據(jù)通過 SPIO 接口傳輸?shù)絾纹瑱C中， 接收完成后 CC1101 繼續(xù)進入待機狀態(tài)。 電路調(diào)試 單片機的程序設計調(diào)試分為兩種，一種是使用軟件模擬調(diào)試，意思就是用開發(fā)單片 機程序的計算機去模擬單片機的指令執(zhí)行，并虛擬單片機片內(nèi)資源，從而實現(xiàn)調(diào)試的目 的，但是軟件調(diào)試存在一些問題，如計算機本身是多任務系統(tǒng)，劃分執(zhí)行時間片是由操 作系統(tǒng)本身完成的，無法得到控制，這樣就無法時時的模擬單片機的執(zhí)行時序，也就是 說 ，不可能像真正的單片機運行環(huán)境那樣執(zhí)行的指令在同樣一個時間能完成（往往要 完成的比單片機慢） 。為了解決軟件調(diào)試的問題，第二種是硬件調(diào)試，硬件調(diào)試其實也 需要計算機軟件的配合，大致過程是這樣的：計算機軟件把編譯好的程序通過串行口、 并行口或者 USB 口傳輸?shù)接布{(diào)試設備中（這個設備叫仿真器） ，仿真器仿真全部的單 片機資源（所有的單片機接口，并且有真實的引腳輸出） ，仿真器可以接入實際的電路 中，然后與單片機一樣執(zhí)行。同時，仿真器也會返回單片機內(nèi)部內(nèi)存與時序等情況給計 算機的輔助軟件，這樣 就可以在軟件里看到真實的執(zhí)行情況。不僅如此，還可以通過 計算機斷的軟件實現(xiàn)單步、全速、運行到光標的常規(guī)調(diào)試手段。 串口通信(Serial Communication)，是指外設和計算機間，通過數(shù)據(jù)信號線、地線、 控制線等，按位進行傳輸數(shù)據(jù)的一種通訊方式。這種通信方式使用的數(shù)據(jù)線少，在遠距 離通信中可以節(jié)約通信成本，但其傳輸速度比并行傳輸?shù)汀Ｖ饕ぷ骷性谀K化程序 的調(diào)試，在具體調(diào)試過程中需要借助于串行口調(diào)試助手來模擬無線遙控開關的工作流 程。從網(wǎng)絡中下一個串口調(diào)試助手，串口調(diào)試助手發(fā)送狀態(tài)如圖 所示。測試地點在 學校東區(qū)的實驗室， 首先給電路通電， 通過 SPI 接口把程序拷貝到 C8051F310 單片機上， 然后用串口調(diào)試助手發(fā)送數(shù)據(jù)，點手動發(fā)送按鈕（發(fā)送的內(nèi)容是默認的一個網(wǎng)址） ，接 收到的內(nèi)容如圖 所示，這樣，兩塊無線通信板就能成功完成對接通信啦。 30 桂林電子科技大學信息科技學院畢業(yè)設計（論文）說明書 第 31 頁 共 41 頁 圖 串口調(diào)試助手發(fā)送 圖 串口調(diào)試助手接收 31 桂林電子科技大學信息科技學院畢業(yè)設計（論文）說明書 第 32 頁 共 41 頁 在無線通信模塊和無線反饋控制器調(diào)試成功后，對無線通信模塊進行了誤碼率測 試，如圖 所示。測試條件為使用串行口 COM1，波特率為 19200，無校驗位，數(shù)據(jù) 位為 8 位，停止位為 1 位，測試地點為東區(qū)實驗室，測試距離為 20m，發(fā)送了 17723 個字節(jié)，錯誤字節(jié)為 20 個，誤碼率為 ‰。 圖 無線通信模塊誤碼率測試 鍵盤調(diào)試安排在通信調(diào)試通過后，鍵盤調(diào)試就比較簡單，完全可以借助于顯示器， 利用程序進行調(diào)試。利用開發(fā)裝置對程序進行設置斷點，通過斷點可以檢查程序在斷點 前后的鍵值變化，這樣可知鍵盤工作是否正常。 調(diào)試的結果如下，在常態(tài)下，開關為常開狀態(tài)，每按下一次按鍵，相應的開關閉合 或開啟，開關的閉合和開啟由LED 燈的亮滅來顯示。如表 61 表 61 按鍵對應的開關狀態(tài) 按下發(fā)射板上的按鍵 按鍵 1 按鍵 2 按鍵 3 按鍵 4 按鍵 5 按鍵 6 按鍵 7 按鍵 8 接收板上的開關狀態(tài) 1 號開/閉 2 號開/閉 3 號開/閉 4 號開/閉 5 號開/閉 6 號開/閉 7 號開/閉 8 號開/閉 LED 燈的顯示 LED1 亮/滅 LED2 亮/滅 LED3 亮/滅 LED4 亮/滅 LED5 亮/滅 LED6 亮/滅 LED7 亮/滅 LED8 亮/滅 32 桂林電子科技大學信息科技學院畢業(yè)設計（論文）說明書 第 33 頁 共 41 頁 7 結論 在本次畢業(yè)設計課題的研究中,我大有收獲。 首先在選擇畢業(yè)設計課題時， 我本著鞏 固所學理論知識，加強實際動手能力，增加對現(xiàn)代科技特別是通信方面的了解，圓滿完 成大學本科學業(yè)的想法，選了多路無線遙控開關的設計這一實際而又有挑戰(zhàn)性的課題。 經(jīng)過四年學習的積累，在已經(jīng)掌握相關專業(yè)方面知識及其它各方面知識的情況下， 我認真嚴肅的完成了我的畢業(yè)設計。這次畢業(yè)設計歷時至少 3 個月，從一開始的確定課 題，到后來的資料查找、理論學習，再有就是近來的調(diào)試和測試過程，這一切都使我的 理論知識和動手能力得到很大的加強，可以說是對電路知識的一次全面綜合。在通信理 論的學習和實際電路的識別、分析以及后來的測試過程中不可避免地遇到各種問題，這 要求保持沉著冷靜積極地思考，實在解決不了可以請教同學或指導老師。這次畢設還是 對我的鉆研精神，面對困難的心態(tài)，做事的毅力和耐心的考驗。我在這個過程中深刻的 感受到了做畢業(yè)設計的意義所在，和我一樣真正投入了身心去做的人也一定會有同樣的 感觸。 為完成這次畢設，我復習鞏固了所學的電子電路等課程知識，并自學了《C8051F 系列單片機與短距離無線數(shù)據(jù)通信》《SOC 技術原理應用》等課程的部分知識內(nèi)容，為 、 深入認識當今無線通信的技術及發(fā)展，我在圖書館、互連網(wǎng)上查閱了大量的相關知識。 在對無線遙控開關電路的分析與研究中，我對現(xiàn)在通信類設備的工業(yè)制造有了較實際的 認識，并對部分流行的通信類芯片有了一定的了解。并且制作了一套無線遙控開關板， 通過近三周的測試與調(diào)試后，測試了無線遙控開關的實際通信距離，得到了部分合理數(shù) 據(jù)，并進行認真的分析，得出結論，基本完成了本次畢業(yè)設計任務。下面是幾點小結： （1）本課題的重點、難點： ① 掌握無線遙控的工作原理，重點是無線遙控模塊射頻部分電路原理； ② 深入分析無線射頻的工作原理，研究無線射頻電路的設計； （2）本課題研究結論： 通過理論的系統(tǒng)學習和實際電路的學習、研究，我系統(tǒng)的掌握了無線遙控開關的工 作原理， 特別是無線遙控射頻接收部分電路原理； 結合射頻技術和現(xiàn)代通信科技的發(fā)展， 我具體分析了無線遙控電路的設計。 （3）本課題研究的不足及原因分析： 這次畢業(yè)設計的完成中，主要任務都得到了比較好的完成，該無線遙控開關的研制 工作中還存在不足之處有待于進一步研究，比如無線模塊的通信距離較近，優(yōu)化無線模 塊以達到更遠的通信距離；以及對通信協(xié)議的優(yōu)化，探索一種更合理、更高效的通信協(xié) 議等都可以提高該無線遙控開關的工作效率。 （4）對后續(xù)開發(fā)的展望： 為了提高運用 C8051F310 單片機和射頻收發(fā)器 CC1101 設計的無線遙控器的性能， 對本系統(tǒng)的改進提出如下兩點建議： 33 桂林電子科技大學信息科技學院畢業(yè)設計（論文）說明書 第 34 頁 共 41 頁 ①為了增加發(fā)射射頻的最大功率， 可以在 CC1101 電路后、 天線前增加一個放大器； ②選用其它速度更快的單片機，可以增加遙控器的讀寫速度，反應會更加敏捷； 通過做本課題，我鞏固并掌握了現(xiàn)代通信的基本理論知識，較為全面地應用了電子 電路的知識，熟悉了現(xiàn)代通信科學技術的發(fā)展，深入地學習和分析了無線遙控器的射頻 接收電路，并掌握了其設計方法。這次畢業(yè)設計的完成為以后在電子產(chǎn)品硬件產(chǎn)品的設 計開發(fā)打下了良好的基礎，樹立獨立從事產(chǎn)品研發(fā)的信心，并在這種能力上得到了較為 充分的鍛煉。 34 桂林電子科技大學信息科技學院畢業(yè)設計（論文）說明書 第 35 頁 共 41 頁 謝 辭 在本課題的研究及論文的寫作過程中，得到了很多人的熱心幫助和支持，在此對他 們表示衷心的感謝。 首先感謝導師王守華老師把我?guī)нM一個新領域—