【導(dǎo)讀】隨著人類社會的發(fā)展與進(jìn)步，人類對通信的依賴程度越來越高。需鋪設(shè)明線，使用便捷等特點，在現(xiàn)代通信領(lǐng)域占據(jù)重要地位。業(yè)知識和價格高昂的專業(yè)設(shè)備，因而影響了用戶的使用和新產(chǎn)品的開發(fā)。置，不需要對數(shù)據(jù)進(jìn)行曼徹斯特編碼，最高速率可以達(dá)到20Kbps,發(fā)射功率可以調(diào)整，最大發(fā)射功率是+10dBm,需要非常少的外圍原件，低功耗。品能更快地推向市場。本文提出了一種應(yīng)用于無線數(shù)據(jù)收發(fā)系統(tǒng)的設(shè)計思路及實現(xiàn)方。試驗表明，該系統(tǒng)性能穩(wěn)定，具有較強(qiáng)的抗干擾能力，有較強(qiáng)的實用價值。

　　

【正文】 中的內(nèi)容。 （ 2） 設(shè)置顯示起始行 表 53 設(shè)置起始行指令 R/W RS DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB0 L L H H 行地址（ 0～ 63） 功能：執(zhí)行該命令后，所設(shè)置的行將顯示在屏幕的第一行。顯示起始行是由 Z 地址計數(shù)器控制的，該命令自動將 A0A5 位地址送入 Z 地址計數(shù)器，起始地址可以是 063 范圍內(nèi)任意一行。 Z 地址計 數(shù)器具有循環(huán)計數(shù)功能，用于顯示行掃描同步，當(dāng)掃描完一行后自 動加 1。 （ 3）設(shè)置頁地址 表 54 設(shè)置頁地址指令 R/W RS DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB0 L L H L H H H 頁地址（ 0～ 7） 功能：執(zhí)行本指令后，下面的讀寫操作將在指定頁內(nèi)，直到重新設(shè)置。頁地址就是DD RAM的行地址，頁地址存儲在 X 地址計數(shù)器中， A2A0 可表示 8頁，讀寫數(shù)據(jù)對頁地址沒有影響，除本指令可改變頁地址 外， 復(fù)位信號 (RST)可把頁地址計數(shù)器內(nèi)容清零。 （ 4）設(shè)置列地址 表 55 設(shè)置列地址指令 R/W RS DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB0 L L L H 列地址（ 0～ 63） 功能： DD RAM 的列地址存儲在 Y 地址計數(shù)器中，讀寫數(shù)據(jù)對列地址有影響，在對 17 DD RAM 進(jìn)行讀寫操作 后， Y 地址自 動加 1。 （ 5）狀態(tài)檢測 表 56 狀態(tài)檢測指令 R/W RS DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB0 H L BF L ON/OFF RST L L L L 功能：讀忙信號標(biāo)志位 (BF)、復(fù)位標(biāo)志位 (RST)以及顯示狀態(tài)位 (ON/OFF)。 BF=H：內(nèi)部正在執(zhí)行操作； BF=L：空閑狀態(tài)。 RST=H：正處于復(fù)位初始化狀態(tài)； RST=L：正常狀態(tài)。 ON/OFF=H：表示顯示關(guān)閉； ON/OFF=L：表示顯示開。 （ 6）寫顯示數(shù)據(jù) 表 57 寫顯示數(shù)據(jù)指令 R/W RS DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB0 L H D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 功能：寫數(shù)據(jù)到 DD RAM， DD RAM 是存儲圖形顯示數(shù)據(jù)的，寫指令執(zhí)行后 Y 地址計數(shù)器自動加 1。 D7D0 位數(shù)據(jù)為 1 表示顯示，數(shù)據(jù)為 0 表示 不顯示。寫數(shù)據(jù)到 DD RAM前，要先執(zhí)行“設(shè)置頁地址”及“設(shè)置列地址”命令。 （ 7）讀顯示數(shù)據(jù) 表 58 讀顯示數(shù)據(jù)指令 R/W RS DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB0 H H D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 功能：從 DD RAM 讀數(shù)據(jù)，讀指令執(zhí)行后 Y 地址計數(shù)器自動加 1。從 DD RAM 讀數(shù)據(jù)前要先執(zhí)行“設(shè)置頁地址” 及“設(shè)置列地址”命令。 注：設(shè)置列地址后，首次讀 DDRAM 中數(shù)據(jù)時，須連續(xù)讀操作兩次，第二次才為正確數(shù)據(jù)。讀內(nèi)部狀態(tài)則不須要此操作。 5． 2 與 AT89S52 的 接口電路 在 AT89S52的 二輸入與非門芯片 74LS00來控制顯示器的讀寫使能信號端；顯示器的 8 根數(shù)據(jù)總線接在 AT89S52 的 P0口，實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸；在顯示器的 V0 口接一電位器，由于液晶的對比度會隨著溫度的變化而相應(yīng)變化，所以 18 加電位器可以調(diào)節(jié)液晶的對比度。 液晶顯示部分電路 [13]如圖 51所示。 112233445566D DC CB BA AT i t l eN um be r R e vi s i onS i z eBD a t e : 2020 6 14 S he e t of F i l e : S he e t c hD oc D r a w n B y :30pFC130pFC21212M H zY1A _1A _3A _2740010K10KR2C4+ 5vP 1P 2P 3P 4P 5P 6P 7P 8P ( T 0)14P ( T 1)15E A / V P P31X T A L 119X T A L 218R S T9P ( R D )17P ( W R )16P 39P 38P 37P 36P 35P 34P 33P 32P 21P 22P 23P 24P 25P 26P 27P 28A L E / P R O G30P S E N29P ( R X D )10P ( T X D )11P ( I N T 0)12P ( I N T 1)13GND20V C C40A T 89S 52D B 07D B 18D B 29D B 310D B 411D B 512D B 613D B 714RS4R / W5E6C S 115C S 216VDD2V03V E E18R E T17V S S1L E D A19L E D K20O C M 12864 2+ 5V+ 5V+ 5VR X DT X DT X E N+ 5V10K10uF+ 5V 圖 51 與單片機(jī) AT89S52 的接口電路 19 Y Y Y 設(shè)置串口工作方式 掃描鍵盤，同時判斷是否有數(shù)據(jù)接收 判斷是否有鍵按下？ 判斷是否接收到數(shù)據(jù) ？ 執(zhí)行相應(yīng)的程序 CRC 校驗是否正確 數(shù)據(jù)處理 送入顯示 初始化 開始 N N N 6 軟件設(shè)計 無線數(shù)據(jù)傳輸主要由無線數(shù)據(jù)收發(fā)器、 AT89S52 單片機(jī) 、顯示器和按鍵 組成，收發(fā)器與 AT89S52 間用串行口通信。整個系統(tǒng)的各個部分都是服務(wù)于無線數(shù)據(jù)傳輸這個目的。所以，在整個系統(tǒng)的軟件設(shè)計中，無線數(shù)據(jù)的傳輸是最為重要的。 這里使用匯編語言編寫單片機(jī)控制程序。 控制系統(tǒng) CPU 采用 AT89S52 單片機(jī)， nRF401 芯片發(fā)射 /接收模式由程序控制，當(dāng)有控制發(fā)送的按鍵按下時， nRF401 為發(fā)射狀態(tài)，其余的時候 nRF401 始終處于接收狀態(tài)。 DOUT、 DIN 分別和單片機(jī)的 RXD 和 TXD 端相連，作為發(fā)射和接收 時的數(shù)據(jù)傳輸 。 TXEN 和 端相連，由單片機(jī)的 端對其發(fā)射還是接收進(jìn)行程序控制。 主程序 主程序流程圖見圖 61。 圖 61 主程序流程圖 20 液晶顯示子程序 液晶顯示模塊 OCM128642內(nèi)有一個忙標(biāo)志位 ，它反映了控制器 KS0108 內(nèi)部運(yùn)行時序狀態(tài)。當(dāng) ＝ 1 時，表示內(nèi)部操作正在運(yùn)行，不能接 收 外部數(shù)據(jù)；當(dāng)＝ 0 時，表示已準(zhǔn)備好接收，可以隨時接收 單片機(jī) 發(fā)來的數(shù)據(jù)和命令，這是OCM12864 向 單片機(jī) 發(fā)出的唯一聯(lián)絡(luò)信號。 液晶顯示子 程序流程圖見圖 62。 圖 62 液晶顯示子程序流程圖 數(shù)據(jù)收發(fā)子程序 單片機(jī) AT89S52 控制 nRF401 的收發(fā)狀態(tài)、完成編解碼等工作。 nRF401 芯片 “ PWRUP” 端接高電平 ,“ CS” 端接低電平，分別表示系統(tǒng)在上電后始終處于 “正常工作模式”和“工作頻道為通道 1”。 單片機(jī) AT89S52 控制 nRF401，使其一直為接收狀態(tài)。當(dāng) 按 鍵 4按下時， AT89S52 接收到輸入的低電平信號，從腳送出高電平至 入口 對 OCM12864 初始化 寫入顯示設(shè)置命令 =0？ 延時 1ms 獲得顯示 RAM 地址 Y N 延時 1ms 檢測忙信號 寫入相應(yīng)的數(shù)據(jù) 數(shù)據(jù)顯示完畢 返回主程序 21 腳，使 nRF401 進(jìn)入發(fā)射狀態(tài) 。 數(shù)據(jù)收發(fā)子 程序流程圖見圖 63。 圖 63 數(shù)據(jù)收發(fā) 子程序流程圖 鍵盤子程序 圖 64 為鍵盤子程序流程圖，此流程圖的含義是：當(dāng)有按鍵按下時，程序開始進(jìn)行判斷是哪個按鍵按下，判斷完畢后則轉(zhuǎn)向 相應(yīng)的鍵處理子程序，進(jìn)行字符的輸入或命令的處理 ，并通過按鍵 4 把要發(fā)送的數(shù)據(jù)進(jìn)行 CRC 校驗編碼，再把編碼后的數(shù)據(jù)發(fā)送出去。 圖 64 鍵盤子程序流程圖 入口 置 nRF401 為接收狀態(tài) 判斷按鍵 4是否按下 置 nRF401 為發(fā)射狀態(tài) 數(shù)據(jù)發(fā)射 Y N 鍵盤掃描 有按鍵按下 判斷是哪個按鍵按下 按鍵 1 按鍵 4 按鍵 3 按鍵 2 CRC 校驗發(fā)送數(shù)據(jù) 清零 選擇要發(fā)送的數(shù)據(jù) 將要顯示的數(shù)據(jù) 移位 移位 22 7 測試結(jié)果及分析 硬件電路測試 本設(shè)計中將控制模塊和無線射頻模塊 分開設(shè)計，控制模塊通過一只單排 7腳的接口控制射頻模塊，測試的步驟如下： (1) 將控制模塊和無線射頻模塊焊好，檢查確認(rèn)無虛焊 、粘焊。 (2) 先對控制模塊上電進(jìn)行測試，主要是測試控制模塊的串口能否收發(fā)數(shù)據(jù)，測試方法是將控制模塊的串口與 PC 機(jī)的串口通過 RS232 標(biāo)準(zhǔn)相連接，并將串口的程序?qū)懙?AT89S52上，然后用串口測 試軟件測試，如果串口能收發(fā)數(shù)據(jù)，便可開始對無線射頻模塊進(jìn)行測試。 (3) 將無線收發(fā)模塊與控制模塊連接起來 ，上電進(jìn)行測試，按照程序，上電時處于接收狀態(tài)，看是否與程序吻合。 (4) 確認(rèn)射頻模塊上電處于接收狀態(tài)后，可測試 nRF401 的第 4 管腳是否為 左右，如果是，則說明 VCO 電感設(shè)計合理，否則要重新設(shè)計 PCB 板 ，此外， nRF401在沒有數(shù)據(jù)接收時 ,仍會自動從 DOUT 發(fā)送隨機(jī)數(shù)據(jù)，使用萬用表進(jìn)行測試時，該引腳電壓應(yīng)為 左右。 系統(tǒng)測試 測試方法 由于無線通信環(huán)境的不確定性，各種環(huán)境下的傳輸效果是不盡相同的，路徑損耗、建筑物影響、人體影響、外界干擾、多徑現(xiàn)象和周圍環(huán)境的吸收等都會對傳輸?shù)木嚯x產(chǎn)生一定的影響，只能在一個給定的條件下進(jìn)行測試和評估。因此，分別選擇了不同的試驗場地來進(jìn)行實驗。 (1) 當(dāng)建筑物很多的時候，數(shù)傳模塊兩端均離地面 （ ）高時，能夠達(dá)到的最佳通信距離為 5～ 10m； 接收靈敏度 為 2～ 3秒；當(dāng)發(fā)送端發(fā)送 一段數(shù)據(jù)時 ，接收端能準(zhǔn)確顯示 這段數(shù)據(jù) [15]。 (2) 在空曠場地，數(shù)傳模塊兩端均離地面 高時，最遠(yuǎn)的通信距離能夠達(dá)到80m； 接收靈敏度 為 3～ 5 秒；當(dāng)發(fā)送端發(fā)送 一段數(shù)據(jù) 時，接收端能準(zhǔn)確顯示。 但測試中的通信距離與數(shù)據(jù)手冊上的說明相差較大，原因可能源于調(diào)諧天線。在實驗中發(fā)現(xiàn)，當(dāng)有人員走動或其它信號出現(xiàn)的時候，通信的距離會變得不穩(wěn)定，這是由于天線是一個輻射器件，任何環(huán)境的改變都會影響天線的性能。 測試中還發(fā)現(xiàn)，在現(xiàn)場即使沒有任何發(fā)送器，在 nRF401 的 DOUT 引腳上也 會觀察到微小的連續(xù)數(shù)字“噪聲”。后來通過研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)接收器打開時，環(huán)境中的任何信號（數(shù)據(jù)或噪聲）都會被天線捕捉到并被解調(diào)。這就是所看到的系統(tǒng)中沒有工作的發(fā) 23 送器卻存在“噪聲”的原因。 通過對系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸能力的測試，該系統(tǒng)發(fā)送和接收數(shù)據(jù)正確、可靠，各元件工作正常。在硬件連接正確的基礎(chǔ)上，利用 nRF401 進(jìn)行串行數(shù)據(jù)接收及發(fā)送，收到了較好效果。 24 結(jié) 論 此次設(shè)計將應(yīng)用于無線通信領(lǐng)域，并且針對當(dāng)前市場上 無線 產(chǎn)品的不足進(jìn)行了改進(jìn)。 本文根據(jù) nRF401 的特點，提出了一種將其應(yīng)用無線數(shù)據(jù)收發(fā)系統(tǒng)的實現(xiàn)方案。此方案 采用了較完善的軟硬件設(shè)計和抗干擾措施，保證了系統(tǒng)工作的安全性和可靠性， 是一種較好的設(shè)計思路， 具有通用性， 便于投入實際應(yīng)用。并且 只要稍作改動就可以應(yīng)用到 小區(qū)傳呼、工業(yè)數(shù)據(jù)采集、 自動讀表、警報和安全系統(tǒng)、無線鍵盤、無線操縱桿、家庭自動化、遙測和玩具 等 其他一些短距離無線通信領(lǐng)域， 實現(xiàn)無線數(shù)據(jù)的雙向傳輸，具有較好的市場應(yīng)用價值。