【正文】 單片機 P0 口，實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸。 編碼 電路設計 將地址端（ 1~8管腳）接地，即對地址編碼，全部置為 0，二進 制的數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)輸入端（ 10~13管腳）輸入，在這里，是通過把 4個數(shù)據(jù)管腳通過跳線柱接出來，然后通過跳線帽連接，可以接在 +5V上（代表編碼 1），也可以接地（代表編碼 0）地址碼和數(shù)據(jù)碼通過數(shù)據(jù)輸出端（ 17管腳）輸出到高頻電路的數(shù)據(jù)輸入端。 由 MAX7044設計的高頻發(fā)射電路如 圖 32所示 圖 32 發(fā)送電路 接收電路設計 接收電路收到的數(shù)據(jù)經(jīng) LANIN端（ 3管腳）輸入，經(jīng)過解調(diào)，數(shù)字基帶信號由DATAOUT端（ 25管腳）輸出，送到解碼芯片進行解碼。 原理圖如 圖 31 所示： 圖 31 單片機最小系統(tǒng) 14 無線收發(fā)電路的設計 本部分選用的是 MAX 公司生產(chǎn)的 MAX7044 和 MAX7033 芯片來設計的無線發(fā)射和接收。 CPU第 9 管腳 復位 （ RST）功能，本設計具有上電復位、按鍵手動復位兩種功能。振蕩器發(fā)出的脈沖直接送入內(nèi)部時 鐘電路。 13 第 3 章 硬件設計 本章將詳細闡述硬件制作的基本過程， 單片機最小系統(tǒng)的設計， 包括無線收發(fā)的設計，編碼解碼電路的設計， 液晶部分的設計，溫度采集部分的設計，以及音樂報警電路的設計。通過這一章的原 理分析和方案選擇。介紹了編碼和解碼原理。 本章小結(jié) 本章簡要介紹了系統(tǒng) 的工作原理，它的 組成的框架， 介紹了各個系統(tǒng)模塊的實現(xiàn)原理。 音樂報警 模塊 這個模塊 采用的是內(nèi)置 16 首音樂的芯片 TQ33A。 主機控制 DS18B20完成溫度轉(zhuǎn)換必須經(jīng)過三個步驟：每一次讀寫之前都要對 DS18B20 進行復位，復位成功后發(fā)送一條 ROM指令，最后發(fā)送 RAM 指令，這樣才能對 DS18B20 進行預定的操作。而每一次命令和數(shù)據(jù)的傳輸都是從主機主動啟 動寫時序開始，如果要求單總線器件回送數(shù)據(jù)，在進行寫命令后，主機需啟動讀時序完成數(shù)據(jù)接收。該協(xié)議定義了幾種信號的時序：初始化時序、讀時序、寫時序。 由于 DS18B20 是在一根 I/O 線上讀寫數(shù)據(jù)，因此，對讀寫的數(shù)據(jù)位有著嚴格的時序要求。 溫度 采集模塊 這個模塊采用的是 DS18B20 溫度傳感器 ，它 是美國 DALLAS 半導體公司最新推出的一種改進型智能溫度傳感器，與傳統(tǒng)的熱敏電阻等測溫元件相比，它能直接讀出被測溫度，并且可根據(jù)實際要求通過簡單的編程實現(xiàn)９～１２位的數(shù)字值讀數(shù)方式。 只有并行接口，無串行接口。掉電保護方式下， RAM 內(nèi)容 被保存，振蕩器被凍結(jié) ， 單片機一切工作停止，直到下一個中斷或硬件復位為止。另外， AT89S52 可降至 0Hz 靜態(tài)邏 輯操作，支持 2 種軟件可選擇節(jié)電模式。在單芯片上，擁有靈巧的 8 位 CPU 和在系統(tǒng) 可編程 Flash，使得 AT89S52 為眾多嵌入式控制應用系統(tǒng)提 供高靈活、超有效的解決方案。使用 Atmel 公司高密度非 易失性存儲器技術(shù)制造，與工業(yè) 80C51 產(chǎn)品指令和引腳完 全兼容。 10 從本系統(tǒng)要求角度來考慮，系統(tǒng)所需資源不多，并不要求控制芯片 要有龐大的功能，但從系統(tǒng)的資源利用率來比較，單片機有較高的資源利用率；從造價出發(fā)， ARM芯片的價格昂貴，而單片機的價格低，綜合以上分析，本系統(tǒng)設計采用方案一的 AT89S52 為主控芯片。 方案二： 采用嵌入式 ARM 的 32位單片機 LPC2138。片上 Flash允許程序存儲器在系統(tǒng)可編程，亦適于常規(guī)編程器。 AT89S52是一種低功耗、高性能 CMOS8位微控制器，具有 8K 在系統(tǒng)可編程 Flash 存儲器。后綴的 6 和 4 表示有幾路并行的控制通道 ,當采用 4路并行數(shù)據(jù)時 (PT22722M4) ,對應的地址編碼應該是 8 位 ,如果采用 6 路的并行數(shù)據(jù)時 (PT22722M6) ,對應的地址編碼應該是 6 位。 解碼模塊 解碼芯片 PT2272有不同的后綴 ,表示不同的功能 ,有 L4/ M4/ L6/ M6 之分 ,其中 L 表示鎖存輸出 ,數(shù)據(jù)只要成功接收就能一直保持對應的電平狀態(tài) ,直到下次遙控數(shù)據(jù)發(fā)生變化時改變。當發(fā)射機沒有按鍵按下時 , PT2262不接通電源 ,其 17腳為低電平 ,所以 315MHz的高頻發(fā)射電路不工作 ,當有按鍵按下時 , PT2262得電工作 ,其第 17腳輸出經(jīng)調(diào)制的串行數(shù)據(jù)信號 ,當 17腳為高電平期間 315MHz的高頻發(fā)射電路起振并發(fā)射等幅高頻信號 ,當 17腳為低平期間 315MHz的高頻發(fā)射電路停止振蕩 ,所以高頻發(fā)射電路完全收控于 PT2262的 17腳輸出的數(shù)字信號 ,從而對高頻電路完成幅度鍵控 (ASK調(diào)制 )相當于調(diào)制度為 100%的調(diào)幅。因為無線發(fā)射的特點 ,第一組字碼非常容易受零電平干擾 ,往往會產(chǎn)生誤碼 ,所以程序可以丟棄處理。 同步位的長度是 4 個 AD 位的長度 ,含一個 1/ 8AD 位寬度的脈沖 。一個窄脈沖和一個寬脈沖表示“ f”也就是地址碼的“懸空”。 地址碼和數(shù)據(jù)碼都用寬度不同的脈沖來表示 ， 兩個窄脈沖表示“ 0” 。 設置地址碼的原則是：同一個系統(tǒng)地址碼必須一致；不同的系統(tǒng)可以依靠不 8 同的地址碼加以區(qū)分。 編碼 和 解碼 模塊的設計 原理 在通常使用中，我們一般采用 8 位地址碼和 4 位數(shù)據(jù)碼，這時編碼電路 PT2262 和解碼 PT2272 的第 1～ 8 腳為地址設定腳，有三種狀態(tài)可供選擇：懸空、接正電源、接地三種狀態(tài)，只有發(fā)射端 PT2262 和接收端 PT2272的地址編碼完全相同，才能配對使用，用戶如果想改變地址編碼，只要將 PT2262 和 PT2272 的 1～ 8 腳設置相同即可，當兩者地址編碼完全一致時，接收機對應的 D1～ D4 端輸出約 4V 互鎖高電平控制信號，同時 VT 端也輸出解 碼有效高電平信號。當 AC 引腳端是高電平時和 SHDN轉(zhuǎn)向高電平時 ,AGC 電路不使能 ,LNA 總是在高增益模式 。 RSSI 的輸出達到 1. 98 V時 ,對應的射頻輸入電平為 62 dBm ,AGC 開關通過減少電阻控制 LNA 增益 。調(diào)節(jié)外部電容的數(shù)值 ,可以改變?yōu)V波器的截止頻率 ,以 適應不同的數(shù)據(jù)速率。 也可以使用外部基準振蕩器驅(qū)動 VCO , 使用一個 1 000 p F 的電容交流耦合連接到 XTAL2 引腳端。使用不同的負載電容 ,將改變晶振的標準基準頻率 ,如 4. 7547 MHz 的晶振使用 10 p F 的負載電容。 RSSI 電路解調(diào) IF 信號 ,產(chǎn)生與 IF 信號電平成比例的直流電壓輸出 ,大約為 14. 2 mV/ dB。 （ 4） 中頻和 RSSI IF 部分提供差分 330 Ω 輸出阻抗 ,可以與片外的陶瓷濾波器匹配。 VCO 產(chǎn)生低端 LO。 當 IRSEL 引腳端不連接時 ,在內(nèi)部設置到 VDD5/2 ,不需要外部 VDD5/2 電壓。 VIRSEL = VDD5/2 ,鏡像抑制頻率調(diào)諧在 375 MHz 。 IRSEL 引腳端是一個邏輯電平輸入 ,可用來選擇 3 個鏡像抑制頻率中的一個。電路具有 44dB 的鏡像抑制能力。 （ 2） 混頻器 MAX7033 采用獨特的鏡像抑制混頻器 (Mixer) 結(jié)構(gòu)，可以不使用價格高的SAW 濾波器。對于 50 Ω的輸入阻 抗 ,這個電感值為 15 nH。需要從 LNASRC 引腳端連接一個電感到地 (AGND) 。 （ 1） 低噪聲放大器 低噪聲放大器是一個 nMOS 的共基共射放大器 ,需要使用片外的電感 ,具有 3. 0 dB 的噪聲系數(shù)和 12 dBm 的 IIP3 。 （ 3） 功率放大器（ PA）： MAX7044 的功率放大器是一個高效率的、漏極開路、 C 類放大器 ,使用合適的輸出匹配網(wǎng)絡 ,功率放大器能夠驅(qū)動簡單的 PCB 環(huán)行天線和各種形式的 50 Ω天線。 在 PLL 鎖定前 ,鎖定檢測電路防止功率放大器發(fā)射。 （ 2） 鎖相環(huán)（ PLL）：除了晶振 , PLL 不需要其他外部元器件。 MAX7044 和 MAX7033 簡介 MAX7044內(nèi)部包含功率放大器（ PA），晶體振蕩器，驅(qū)動器，數(shù)據(jù)有效監(jiān)測電路，鎖定監(jiān)測電路，鎖相環(huán)，分頻器等電路。方案二設計簡單， 易于實現(xiàn)。用于發(fā)射電路的 MAX7044芯片里集成了 高頻發(fā)射電路必備的 振蕩器，鎖相環(huán)，功率放大器 等功能部件 ；用于接收電路的MAX7033芯片里集成了 高頻接收電路所需的 放大器，混頻器， 鎖相環(huán)，晶體振蕩器， 濾波器 和自動增益控制 等 功能部件 。 如發(fā)射電路用電阻，電感，電容，三極管 S9018及發(fā)射天線等元器件來搭建，接收電路用 電阻，電感，電容，二極管 IN4148，三極管 S9018， LM358及接收天線等元器件來搭建。經(jīng)解調(diào)后，再經(jīng)過適當?shù)牡皖l放大就可以得到原始信號了 [2]。 在接收處，先用天線將收到的電磁波轉(zhuǎn)變?yōu)橐颜{(diào)波電流，然后從已調(diào)波電流中檢出原始的信號。高頻功率放大器是為了提高輸出功率，達到發(fā)射功率要求后，通過天線輻射出去。是無線電發(fā)送電路的基本單元。 數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)如 圖 22 所示 ： 圖 22 數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 發(fā)射 與接收電路方案選擇 發(fā)射電路部分由 振蕩 電路、 ASK 電路、 高頻 功率放大器、 天線構(gòu)成 。 數(shù)字調(diào)制所 用的載波一般是連續(xù)的正弦型信號，但調(diào)制信號為數(shù)字信號。 在通信系統(tǒng)中實際使用的信道多 為 帶通型，而數(shù)字基帶信號往往具有豐富的低頻成分，只適合在低通型信道中傳輸。 由于大多數(shù)實際信道都是帶通型的，因此必須先用數(shù)字基帶信號對載波進行調(diào)制，形成數(shù)字調(diào)制信號后發(fā)射模塊 編碼模塊 按鍵 CPU 液晶顯 示模塊 音樂報 警模塊 溫度采 集模塊 接收模塊 解碼模塊 從機部分 主機部分 接收天線 發(fā)射天線 5 再進行傳輸，這種傳輸方式被稱為數(shù)字信號的頻帶傳輸或調(diào)制傳輸。 系統(tǒng)總體設計方案 本系統(tǒng)由主機和從機兩部分組成，從機上有編碼模塊，發(fā)射模塊，主機上有接收模塊，解碼模塊，溫度采集模塊， CPU，液晶顯示模塊，音樂 報警模塊， 當用戶按下從機上的按鍵后，經(jīng)過編碼后生成脈沖，對高頻載波信號進行調(diào)制，通過天線發(fā)射出去，主機上的接收模塊接收到調(diào)制信號，進行解調(diào)，解調(diào)后的信號交給解碼模塊進行解碼，最終的數(shù)字信號交給 CPU處理，相關呼叫信息能通過液晶顯示出來，當有人呼叫時，可以啟動音樂報警電路，主板上的溫度采集系統(tǒng)還能實時獲得當前環(huán)境的溫度信息，和呼叫信息一起在液晶上顯示。第一章介紹了課題的背景和來源以及意義，第二章介紹超外差式收發(fā)的理論設計方案，第三章介紹了硬件電路的設計過程，包括發(fā)射電路，接收電路，單片機最小系統(tǒng)， 液晶顯示模塊，溫度采集模塊以及音樂報警模塊，第四章介紹了軟件設計的思路和流程圖，第五章介紹作品的實現(xiàn)過程，包括實物圖和調(diào)試結(jié)果圖，并對數(shù)據(jù)進行了分析和總結(jié)。 本論文的主要內(nèi)容 本文設計主要是通過 MAX 公司生產(chǎn)的 MAX7044 和 MAX7033 來實現(xiàn) 發(fā)射和超外差式接收 電路， PT2262 對信號進行編碼，通過無線傳輸，再通過 PT2272對收到的信號進行解碼，單片機對信號進行處理， 相應 的信息通過液晶顯示，并啟動音樂報警電路。該系統(tǒng)的設計主要分主機和從機兩部分，集無線 16 路 數(shù)據(jù)收發(fā)，液晶顯示，語音報警于一體，具有 施工快捷、簡單、故障率低、移動方便，使用無線呼叫器的病人 ， 無需四處張望尋找，也無需高聲喊叫，只需輕松地按一下呼叫器的按鈕，所需要的服務就會得到及時的解決 。只需輕輕一按從機的按鈕，無論是在床上還是走廊，還是廁所，都能傳達呼叫的信號。對病人及其家屬而言，不必在醫(yī)院大聲喧嘩地呼叫醫(yī)務人員，也不用親自走到護士房告 3 知護士，更不用在各個病房到處尋找護士。對醫(yī)務人員而言，不需要時刻去查房、巡邏，更不需要高聲應答病人或家屬，免去了無數(shù)次的來回奔波，維護了醫(yī)院良好的安靜環(huán)境，及時而準確的給病人帶來需要和服務。 課題意義 一款新的能滿足人們要求，適合服務性行業(yè)的無線呼叫系統(tǒng)，對人們生活的改善，對企業(yè)形象的提升 起著十分重要的作用。由于它本身的局限與不足，注定了對講機無法適用于服務性的行業(yè)中，最終也不是一個讓人十分滿意的呼叫系統(tǒng)。 對講機的出現(xiàn)給人們帶來了不少方便，它是一種雙向移動通信工具，在不需要任何網(wǎng)絡支持的情況下就可以通話，沒有話費產(chǎn)生，它呼叫及時方便，在一定區(qū)域內(nèi)也有著廣泛的應用。而有線的呼叫系統(tǒng)由于布線復雜，代價昂貴，不可移動，有礙美觀，難修復等弊端而逐漸跟不上服務質(zhì)量，已經(jīng)落后時代。當今國內(nèi)各種大大小小的醫(yī)院絕大多數(shù)還是在使用有線的呼叫系統(tǒng)，有些小醫(yī)院甚至連有線的都沒有，這不僅影響了醫(yī)院的聲譽，也就給病人及家屬帶來了諸多不變。 通過測試，穩(wěn)定性和傳輸距離都達到了設計要求。病房 無線 呼叫系統(tǒng) 的設計 【摘 要 】 隨著 人們對醫(yī)院病房呼叫系統(tǒng)的無線傳輸距離和穩(wěn)定性的要求越來越高， 因此設計一款穩(wěn)定度高，并且傳輸距離遠的病房無線呼叫系統(tǒng)就很有必要了。 本設計就是針對這種需要而設計 的 一個系統(tǒng)， 它采用 AT89S52 單片機作為主控芯片，通過 PT2262 和 PT2272 來 編碼解碼 ,利用 MAX 公司成產(chǎn)的 MAX7044和