【正文】 畢業(yè)設計。 設計方案 與元器件參數 確定后， 就開始著手設計電路圖，由于沒有現(xiàn)成的原理圖，所以繪制起來比較麻煩，經歷多次更改之后最終繪制成功完整的電路圖 。主板硬件由 CPU、數碼管、無線模塊和蜂鳴器組成。查閱了大量相關資料，結合畢業(yè)設計任務書中的指標要求， 進行了方案論證 ，確定了設計方案 ：主要介紹如何用利用無線數據傳輸來播放選擇歌曲并顯示歌曲號。 圖 57 調試模式 最后要停止程序運行回到文件編輯模式中，就要先單擊“停止”按鈕再單擊“開啟 /關閉”調試模式按鈕，然后就可以進行關閉 Keil 等相關操作了。在 Source Groupl 文件夾圖標左邊出 NT+d、“ +”號，說明文件組中有了文件，單擊它可以展開查看所有的 文件。選擇 Add File to Group 單擊“保存”按鈕，也可以使用Filel Save 命令或按 Ctrl+S 組合鍵進行保存。要新建一個 C程序，則單擊“新建文件”按鈕，出現(xiàn)一個新的文字編輯窗 H，這個操作也可以通過使用 FileI New 命令或按 Ctrl+N組合鍵來實現(xiàn)。 鹽城工學院本科生畢業(yè)設計說明 書 （ 2021） 19 、 圖 51 安裝編譯環(huán)境 安裝完成后 ， 打開后選擇 Project 菜單下的 New Project 命令，彈出對話框，輸入名稱，保存后界面跳至芯片選擇界面，選擇界面后按確定即可。首先要安裝軟件。i++)。 for(i=0。in。i++)。 for(i=0。in。i++)。 for(i=0。in。 程序清單 45： void delay(unsigned int n) ｛ INT16U i。程序見附錄主程序部分。遙控器 S3鍵選擇上一個歌， S4 鍵選擇下一首歌，用 S2 鍵暫?；蚴侵匦虏シ鸥枨３绦虺跏蓟瓿芍?，就打開外部中斷，然 后進入休眠模式。 PCA0CPH1 = 0X80。 PCA0CPM1 = 0X42。 程序清單 44： void PWMInit(void) ｛ PCA0CN = 0X40。 發(fā)出音符聲音也用開關語句，將 m 值與 case 后面的值進行比較，匹配就執(zhí)行其后的語句，即發(fā)出不同的聲音。這里 PWM 時鐘是根據定時器 0 的溢出率提供的。 ｝ PWM 功能 CPU 要產生音樂，則要利用 CPU 的 PWM功能產生一定頻率的脈沖，然后可以產生不同頻率的聲音，再加上一定的節(jié)奏就成了好聽的音樂。 P1 = SegmentCode[DisplayBuf[WM]]。 p1 = 0。當定時器每次定時中斷產生時， CPU 都會掃描一位數碼管，并顯示相應數值，直到掃到最后一位后返回第一位掃描。 數碼管掃描 主板是在定時器 0中斷中掃描數碼管的。此時可以判斷 CRC 校檢有沒有通過，即 LQI 寄存器的最高位是否為 l，如果為 1則 CRC 校檢通過，否則表示接收數據出錯。如果鹽城工學院本科生畢業(yè)設計說明 書 （ 2021） 17 這個長度是想要接收數據的長度，就可以開始讀出 CC1100 接收數據緩沖區(qū)里所有的數據了。 CC1100 接收數據，首先讓 CC1100 進入接收狀態(tài)，如果在設定的時間內我們收到了一組數據， GDO2 上面就可以檢測到一個高低電平的脈沖。發(fā)送完成之后，我們就把 CC1100 發(fā)送緩沖區(qū)的數據清除掉。當檢測到 GD02 產生上個高低電平的脈沖后，即發(fā)送成功。 圖 41 CC1100狀態(tài)轉換圖 作為微控制器的 C8051F310 單片機除了完成基本的芯片初始化工作、數據的發(fā)送和接收之外，還需要根據需要在 CC1100 的引腳產生中斷，并由所編寫的中斷管理程序進行狀態(tài)檢測以及切換，并執(zhí)行相應的中斷操作，使得無線通信可以在發(fā)射 和接收以及待機之間轉換。 CC1100 具有 3種狀態(tài)： IDEL(待機 )、 RX（接收）、 TX（發(fā)送）。程序見附錄。 ｝ CC1100 內部的寄存器上電后需進行初始化或是重新配置，如設定其頻率、通道、通信速率等。 SpiReadWrite(strobe)。 程序清單 42： void halSpiStrobe(unsigned char strobe) ｛ CS_CC1100 = 0。 ｝ 有程序知，通過設置 CC1100中的一個連續(xù)寫寄存器后，就可以通過 SPI端口對 CC1100進行連續(xù)寫入。i++) {SpiReadWrite(buffer[i])。 for (i=0。 while (GDO0)。 temp = addr / WRITE_BURST。 程序執(zhí)行過程：首先程序使 Csn 位為低，使 CC1100 進入 SPI 模式，然后調用 SPI輸入函數往 CC1100 中寫入地址信息，之后再次調用 SPI 寫操作往該地址的寄存器中寫入數 據，最后使 Csn 位為高，關閉 CC1100 的 SPI模式。配置函數主要是調用 halSpiWriteReg()函數對CC1100 的每個狀態(tài)寄存器進行配置。 完成對整個程序的初始化定義，接下來就是對 CC1100 進行初始化配置。完成了將實際地址轉換成助記符的形式，就可以對這一部分寄存器進行數據輸入操作。在整個初始化定義中，可以 看到幾乎包含了 CC1100 所有的寄存器，這樣做的目的是方便對 CC1100 寄存器進行配置，并實現(xiàn)需要的功能。 4 軟件設計 初始化配置 在使用 CC1100做無線通信時，首先需要對它做一系列的配置，這樣才能讓 CC1100正常工作。 圖 36電源原理圖 其中我們采用 78L05 穩(wěn)壓塊來產生穩(wěn)定的 5V 電壓，電容的主要作用是濾除直流電壓中的交流信號，使得電路能夠輸出穩(wěn)定的直流電壓。 在遙控器模塊中， CPU 控制無線模塊發(fā)送數據，原理與上述接受數據類似，在此不重述。硬件區(qū)抖動就是用部分電路對抖動部分加之處理，軟件去抖動不是去掉抖動，是避開抖動部分的時間，等按鍵穩(wěn)定了再對其處理。對按鍵的處理的時候涉及到一個重要的過程，就是按鍵的去抖動，這里說的抖動時機械的抖動，是當按鍵在未按到的臨界區(qū)產生的電平不穩(wěn)定正?，F(xiàn)象。遙控器采用電池供電。電路圖如圖 35 所示。用 74HC595 芯片驅動LED 有以下特點 : 速度較快 , 功耗較小 , LED 的數目多少隨意 , 既可以控制共陰極的 LED 顯示器 , 也可以控制共陽極的 LED 顯示器 , 可以軟件控制 LED 的亮度 , 還可以在必要的時候關斷顯示 (數據保留 ) , 以減小功耗 , 并可隨時喚醒顯示。清除端 (CLR) 的低電平只對寄存器復位 (QS 為低電平 ) , 而對鎖存器無影響。當 SCLK 從低到高電平跳變時 , 串行輸入數據 (SDA) 移入寄存器 。 74HC595 內含 8 位串入、串 / 并出移位寄存器和 8位三態(tài)輸出鎖存器。 鹽城工學院本科生畢業(yè)設計說明 書 （ 2021） 13 在本次設計中運用 74HC595 驅動數碼管。當發(fā)光二極管導通時，相應的筆劃段發(fā)亮，即通過點亮不同的 LED 字段，可顯示數字 0， 1，?， 9和 A，b， C， d， E， F 等不同的字符及自定義的一些簡單符號。電阻取值越小，電流大， LED 會更亮，但要注意長時間過熱使用會燒壞 LED。 圖 34共陽極數碼管內部結構 LED 共陽極接法， corn 端接 +5V 電壓，其他引腳端各通過一個限流電阻接到單片機驅動電路端，當各段輸入端為邏輯“ 1”，對應的 LED 不亮；各段輸入端為邏輯“ 0”時，對應 LED 才發(fā)亮。 LED 內部的所有發(fā)光二極管有共陰極接法和共陽極接法兩種：一種是將 LED 內部所有二極管陽極接在一起并通過 引腳引出，將每一個發(fā)光二極管的另一端分別引出到對應的引腳，稱之為共陽極 LED 顯示器。 LED 數碼管是利用多個 LED 組合而成的顯示設備，可以顯示 0～ 9等 10個數字和某些字母，在許多的數字系統(tǒng)中作為顯示輸出設備，使用非常廣泛。 單片機無線數據傳輸應用設計 12 圖 33 蜂鳴器電路 演奏音符的同時，同時數碼管也要顯示相應數字。因為蜂鳴器是一 個感性負載，一般不建議用單片機 I／ O口直接對它進行操作，所以最好加一個驅動三極管，在要求較高的場合還會加上反相保護二極管。由此可知，蜂鳴器的控制與 LED 的控制對單片機而言是沒有區(qū)別的。 圖 32 CC1100應用電路圖 音符演奏及數碼顯示 蜂鳴器一般用于一些要求不高的聲音報警及按鍵操作提示音等場合。附加外部元件能用來改進特殊應用中的性能能量供給 必須在靠近供給引腳處恰當地退耦。同一個合適 LC網絡一起，平衡轉換器元件也將阻抗轉換以匹配 50 歐的天線（或電纜）。 鹽城工學院本科生畢業(yè)設計說明 書 （ 2021） 11 R1 是偏阻器，用來設置一個精確的偏電流。而使用 CC1100需要少量的外部元件。因當 CSn為高時為可選的一般輸出腳，則可在軟件程序中設 CSn為高電平，將這個引腳連到 C8051F310的任意引腳上。 圖 31 硬件連接 在畫電路圖時，將 C8051F310的 、 、 SCK、 MISO、 MOSI與CC1100的相應引腳相連。如果想要用中斷處理收發(fā)數據或是想做無線喚醒的話，這個引腳也必須接在 CPU的外部中斷引腳上。只需將 CC1100的 SPI口接到 CPU的任意 4個引腳上即可，但最好能接在 CPU的硬件 SPI口上。 CC1100內部有大量寄存器需要用 CPU進行操作和配置，這樣 CC1100模塊才能進行正常的收發(fā)。 CC1100可以通過 SPI 總線設置芯片的工作 模式，并實現(xiàn)讀寫緩存數據、讀寫狀態(tài)寄存器等功能。 CPU 控制無線模塊收發(fā)數據 CC1100 是一種單片的無線收發(fā)器，在一個無線通信系統(tǒng)里， CC1100 需要與一個作為控制器件的單片機及若干被動組件一起使用，才能成為一個最簡單的無線通信系統(tǒng)， C8051F310 單片機可通過 SPI 接口控制 CC1100 的主要操作參數，并同 CC1100進行通信， SPI 標準接口包括 MOSI、 MISO、 CLK。 CPU 也可以利用 PWM輸出，演奏出不同的音樂。 3 硬件電路設計 主機模塊 主板硬件由 CPU、數碼管、無線模塊和蜂鳴器組成。再入函數的局部數據和參數被放人再人棧中，從而允許進行遞歸調用； C51 編譯器支持 ANSI C 中的大部分函數，但是一些不適用于嵌入式系統(tǒng)應用的庫函數則沒有包含到 C51 編譯器中。下面來簡單介紹一下 c51 與標準 C語言的區(qū)別： C51 編譯器除了支持 ANSI C(標準 C)的關鍵字外，還根據 805I 單片機自身的特占擴展 了如附錄 A所示的關鍵字。另外重要的一點，只要看一下編譯后生成的匯編代碼，就能體會到 Keil C51 生成的目標代碼效率是非常之高的，多數語句生成的匯編代碼很緊湊，容易理解。與匯編語言相比， C語言在功能、結構性、可讀性、可維護性上有明顯的優(yōu)勢，因而易學易用。同時，它還支持 PLM、匯編和 C 語言的程序設計，界面同常用的微軟 VC十十的界面相似，界面友好，易學易用，在調試程序、軟件仿真方面也有很強大的功能。使用 C 語言肯定要使用到 C 編譯器，以便把寫好的 C 程序編 譯為機器碼，這樣單片機才能執(zhí)行編寫好的程序。從開發(fā)周期來說，中大型的軟件編寫采用 C 語言的開發(fā)周期通常要短于匯編語言很多。匯編語言的機器代碼生成效率很高，但可讀性卻并不強，復雜一點的程序就更是難以讀懂。 單片機無線數據傳輸應用設計 8 圖 23 CC1100芯片結構圖 引腳編號 引腳名 引腳描述 1 SCLK 連續(xù)配置接口，時鐘輸入 2 SO(GD01) 連續(xù)配置接口，數據輸出 ,當 CSn為高時為可選的一般輸出腳 3 GDO2 一般用途的數字輸出腳： 測試信號；FIFO狀態(tài)信號； ? 時鐘輸出，從 XOSC向下分割； 連續(xù)輸入 TX數據 4 DVDD 數字 I/O和數字中心電壓調節(jié)器的 5 DCOUPL 對退耦的 6 GDO0 一般用途的數字輸出腳： 測試信號； FIFO狀態(tài)信號；時鐘輸出，從 XOSC向下分割；連續(xù)輸入 TX數據 7 CSn 連續(xù)配置接口，芯片選擇 8 XOSC_Q1 晶體振蕩器腳 1，或外部時鐘輸入 9 AVDD 10 XOSC_Q2 晶體振蕩器腳 11 AVDD 12 RF_P 接收模式下對 LNA的正 RF輸入信號 發(fā)送模式下對 LNA的正 RF輸出信號 13 RF_N 接收模式下對 LNA的負 RF輸入信號 發(fā)送模式下對 LNA的負 RF輸出信號 14 AVDD 15 AVDD 16 GND 模擬接地 17 RBIAS 參考電流