(論文)基于pic的無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)設(shè)計(jì)(參考版)
2024-12-08 01:06本頁(yè)面
【正文】 最后，我要感謝父母及親人對(duì)我完成學(xué)業(yè)的支持和關(guān)心，是他們的摯愛和鼓勵(lì)給予了我勤奮進(jìn)取的力量。導(dǎo)師淵博的學(xué)識(shí)、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度、求實(shí)創(chuàng)新的工作作風(fēng)、對(duì)事業(yè)和科學(xué)的執(zhí)著追求，以及對(duì)我們小組三人諄諄教誨給我留下了深刻的印 象，使我受益終身。 文章第四章簡(jiǎn)單介紹了基于 PIC 單片機(jī)無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸系 統(tǒng)的發(fā)射機(jī)和接收機(jī)安裝調(diào)試以及動(dòng)作確認(rèn)。在這一部分文中重點(diǎn)介紹了 以 PIC16F84 芯片為基本部件的無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸發(fā)射機(jī)的各部原理 ； 發(fā)送信機(jī)控制 Code 碼信號(hào) 以及 發(fā)送信機(jī)端的程式設(shè)計(jì)框圖 。 在這一部分文中還重點(diǎn)介紹了 PIC8 位單片機(jī)和 PIC16F84A單片機(jī)。 PIC 單片機(jī) 是 一種用來(lái)開發(fā)的去控制外圍設(shè)備的集成電路 。本設(shè)計(jì)使用 PIC 單片機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)無(wú)線傳輸?shù)?。這需要進(jìn)一步完善。針對(duì)整個(gè)電路采用了 3個(gè)耦合變壓器 L1，L2和 L3，均必須對(duì)它們進(jìn)行調(diào)整。 接收機(jī)調(diào)測(cè)，動(dòng)作確認(rèn) 接收機(jī)頻率調(diào)整（如圖 18）在高頻電路的設(shè)計(jì)和調(diào)測(cè)時(shí)一般不能單靠理論計(jì)算值，因?yàn)楦鞣N原因會(huì)使計(jì)算值和實(shí)際值相差甚遠(yuǎn)，就必須仔細(xì)調(diào)測(cè) 。它的變化對(duì)發(fā)振頻率有影響。3 0 00 60 120 180 240 360 420300頻率變動(dòng)振震器頻率（M H z ）時(shí)間（秒） 圖 16 發(fā)振 器頻率時(shí)間特性 （如圖 17） 19 電源電壓與頻率變動(dòng)關(guān)系振震器頻率（M H z ）電源電壓（V ) 圖 17 發(fā)振頻率對(duì)電源電壓變化特性 發(fā)送信機(jī)端使用干電池驅(qū)動(dòng)?？梢酝ㄟ^(guò)調(diào)整線圈的長(zhǎng)度調(diào)整發(fā)振強(qiáng)度。這是發(fā)鎮(zhèn)器連續(xù)發(fā)振。接收機(jī) PIC程式對(duì)接收的信號(hào)進(jìn)行 check， 18 如 不能同步則重新接受直到同步為止。 PIC 程式對(duì)此三大塊控制碼接收信號(hào)狀態(tài)（ RX STATUS）進(jìn)行管理。電路中同時(shí)接有表示繼電器工作狀態(tài) LED。如圖18所示二路控制均為小型繼電器。 （如圖 14） 圖 18所示控制端口由 IC2PIC 輸出控制信號(hào) 。如有信號(hào)時(shí)輸出穩(wěn)定的數(shù)字信號(hào) H電平至 PIC的 RA1端口。必須引入電壓比較電路。所以在檢波電路的輸出信號(hào)是變化的信號(hào)。在放大電路放大倍數(shù)較大時(shí)，由于輸出信號(hào)的再輸入可能使得放大電路發(fā)振，所以為避免發(fā)振，該電阻一般選擇較大使得放大器的增益較低不易起振 . 圖 11 無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸接收機(jī) 圖 12 高頻放大電路 17 高頻檢波電路放大后的接受信號(hào)采用簡(jiǎn)單的二極管檢波電路，這種電路經(jīng)常用于收音機(jī)的 AM 信號(hào)檢波。在 FET的 Souse(S)極接有阻抗是為給 FET 加以直流偏壓。 （如圖 12） 高頻放大電路采用了 FET 的 2 段放大電路。但靈敏度較低。 14 IC2RA0RA1RA4IC1SW1SW2R11k 1kR1D1OUT IND24,14C110317181516X14MHz5R21kR41k+9VBATTH()L (0) 圖 8 電 源開關(guān)和控制 Code 碼 選擇電路 onoff10msBO B1 B3 B4 B5 B6 B7B201234567891234567890 0120123456781011121314151617181920212223ST0 ST1 ST2 ST3圖 9 發(fā)送控制 Code 碼信號(hào) （如圖 10） 15 STARTI/O 接口模式設(shè)定（TRI SA）定時(shí)器設(shè)定(OPTION_REG)電波停止(=0)初始化狀態(tài)管理番號(hào)(TX_STATUS=0)(TX_SUBSTATUS=0)設(shè)定10m sec 定時(shí)器(TMRO)設(shè)定定時(shí)器中斷功能(INTCON)SW1(RA0)=1?SW2(RA1)=2?設(shè)定PAT TER N1數(shù)據(jù)(PATTERN)設(shè)定PAT TER N2數(shù)據(jù)(PATTERN)等待中斷YesNONO 圖 10 發(fā)送信機(jī)端的程式設(shè)計(jì)框圖 3． 無(wú)線 數(shù)據(jù)傳輸 接收機(jī) 無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸 接收機(jī) （如圖 11） 主要使用的器件：以 PIC16F84 芯片、低噪聲運(yùn)算放大器 LM358，用于高頻放大用放大泳三極管和繼電器驅(qū)動(dòng) 2SK439用開關(guān)三極管 16 以 PIC16F84芯片為基本部件，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸接收機(jī)的各主要部件原理 。 ST1是真正的控制 Code碼 部分。 ST0為前文塊。我們的程式管理著這個(gè)控制塊，也就是管理控制著發(fā)信 的狀態(tài)（ TXSTATUS）。電路如圖 8。所以控制開關(guān)就須兼電源開關(guān)和控制 Code碼選擇二用。 13 RA0RA1RA4IC11516X14MHz5R610kC3103R72kR510kC2103L 圖 7 控制 Code 碼控制電路 Code碼選擇電路 對(duì)發(fā)送信機(jī)電路，一般要求在未按開關(guān)時(shí)電路不工作。 12 R72kC510PC6L30PC447P 圖 5 發(fā)振器交流等效電路 圖 6 功率放大器 控制碼 Code發(fā)生電路如圖 7,電路采用 PIC的輸出輸入端口 RA4來(lái)控制發(fā)振器工作 .在 RA4端口輸出 H高電頻時(shí) (ON),從發(fā)振器來(lái)看 RA4端口與發(fā)振口入斷開一樣 。本次設(shè)計(jì)采用 2類。對(duì) 控制碼的識(shí)別采用特定斷續(xù)間隔來(lái)區(qū)分。用 PIC軟件實(shí)現(xiàn)有減少硬件和增加控制碼的變化靈活性。放大信號(hào)有集電極輸出至天線 . Code發(fā)生電路 對(duì)接收機(jī)的回路控制是由發(fā)信機(jī)的 控制 Code 碼 來(lái)控制的。本次電路設(shè)計(jì)采用一個(gè)線圈耦合方式。 對(duì)于發(fā)振器輸出信號(hào)至功率放大器輸入間采用高頻線圈耦合變壓器。如果我們直接從發(fā)振起接天 線，這樣由于天線的位置、大小均會(huì)影響發(fā)振器的頻率。在發(fā)振頻率 83MHz、 10000pF 電容的等效交流組抗為 0、 2 歐也就是說(shuō)在交流高頻時(shí)， C2 和C3的交流組抗很小，可以幾乎忽略不計(jì)完全就如同短路一樣考慮。發(fā)振具體電路如圖 4 所示 C2和 C3 的選擇采用 10000pF 的高精度電容 [9]。特別是頻率越高，影響越大。使用稍低最大遮斷頻率器件也可。也就是在電路設(shè)計(jì)中考慮到使用的是高頻，所以在選擇器件時(shí)考慮它的最大遮斷頻率。 以 PIC16F84 芯片為基本部件的無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸發(fā)射機(jī)中使用了 (如圖 3)。 10 110111213141516171898765432RA2RA3RA4/TOCKIMCLRVssRB0/INTRB1RB2RB3RA1RA0OSC1/CLKINOSC2/CLKOUTVddRB7RB6RB5RB4PIC16F84ATOP VIEW 圖２ 無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸發(fā)射機(jī)使用 PIC16F84 芯片 具體電路設(shè)計(jì)時(shí)，編程控制由 RA0和 RA1輸 入端口選擇控制。具體電路設(shè)計(jì)時(shí)，編碼控制由 RA0和 RA1輸入端口選擇控制。 這種方式能使我們簡(jiǎn)單改寫 PIC 程式就能產(chǎn)生各種不同的編碼，利于對(duì)各種 器件的控制和簡(jiǎn)化發(fā)射器電路的設(shè)計(jì)。 這里主要介紹 以 PIC16F84 芯片 (圖 1 為它的電路圖 )為基本部件，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸發(fā)射機(jī) 。在發(fā)射機(jī)電路中，采用 PIC來(lái)控制發(fā)射信號(hào)的種類和對(duì)信號(hào)編碼的控制。 2． 基于 PIC的無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸發(fā)
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