【正文】 ................ 4 第二章 ZIGBEE 協(xié)議分析 ................................................. 6 ZIGBEE協(xié)議框架 ................................................... 6 ZIGBEE協(xié)議優(yōu)缺點(diǎn)和應(yīng) 用前景 ....................................... 8 ZigBee 協(xié)議的優(yōu)點(diǎn) ............................................ 9 ZigBee 協(xié)議存在的問題及解決方案 .............................. 9 ZigBee 協(xié)議應(yīng)用前 景 ......................................... 10 2． 3 基于 ZIGBEE協(xié)議的芯片 ........................................... 10 第三章 基于 ZIGBEE 協(xié)議的硬件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn) ......................... 14 STC89C58RD+單 片機(jī)概述 ........................................... 14 開發(fā)板的各個(gè)組成部分原理圖以及功能 .............................. 15 單片機(jī)最小系統(tǒng)組成電路 ...................................... 15 串行口電平轉(zhuǎn)換部分 .......................................... 16 LED 部分 .................................................... 17 開發(fā)板和無線數(shù)據(jù)傳輸模塊接口部分 ............................ 17 鍵盤部分 .................................................... 18 無線數(shù)據(jù)傳輸模塊 ................................................ 19 無線數(shù)據(jù)傳輸模塊和開發(fā)板的 PCB 圖設(shè)計(jì) ............................ 20 開發(fā)板的 PCB 圖 ................................................ 20 無線數(shù)據(jù)傳輸模塊的 PCB 圖 ...................................... 22 第四章 硬件驅(qū)動程序和串行口調(diào)試工具 .................................. 24 硬件驅(qū)動程序 .................................................... 24 主機(jī)端硬件驅(qū)動程序 .......................................... 24 移動端驅(qū)動程序 .............................................. 28 串行口調(diào)試工具 .................................................. 28 III 串行通信的基本原理 .......................................... 28 程序設(shè)計(jì)原理 ................................................ 30 第五章 總結(jié)與展望 .................................................... 37 全文總結(jié) ........................................................ 37 研究展望 ........................................................ 38 致 謝 ............................................................... 39 參考文獻(xiàn) ............................................................. 40 附錄 ................................................................. 41 IV 摘 要 隨著人民生活水平 的提高 和生活方式的轉(zhuǎn)變，餐飲業(yè)具有巨大的投資市場，被稱為中國的黃金產(chǎn)業(yè)。 無線電子點(diǎn)菜系統(tǒng)是無線通信技術(shù)的典型應(yīng)用，把無線技術(shù)用于餐飲業(yè)將會極大提高餐館的工作效率和服務(wù)質(zhì)量。整個(gè)系統(tǒng)有主機(jī)端和移動端兩部分組成，無線通信的雙方依托一定的硬件平臺，按照約定好的協(xié)議來實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交換。文中還附帶簡要介紹了用到的軟件開發(fā)工具，以及系統(tǒng)的局限性，并提出了進(jìn)一步改進(jìn)的方案。 關(guān)鍵詞 無線通信， ZigBee，單片機(jī)， nRF2401 V Abstract Along with the enhancement of the level of the people’s lives and the transformation of the lifestyle, the dining industry which is called gold industry in China has the huge investment market. The wireless electronic ordering food system is the typical use of the technology of wireless munication. Using the technology of wireless munication in the dining industry will largely improve the working efficiency and the grade of service. The present paper brings up the plan of the hardware design of the the wireless electronic ordering food system and how to realize. The overall system is made up of two parts, one is the main end and the other is the mobile end. Both sides of wireless correspondence depend on certain hardware platforms. They exchange data according to the protocol which both sides have agreed on before, and the data is transformed in specific frame form. When designing the hardware platform, first analyzes the CMOS chips that will be used in the system. Then, the paper uses Protel 99 SE to design the principle picture and the PCB picture of the system. In this foundation, according to the programming rules of the CMOS chips used in the system, the paper exploits the driving program of the system using C51 programming language in the Windows operating system. By the way, this paper also briefly introduces the software development kits which will be used next， analyzes the limitations of system, and also proposes how to improve it. In order to make the entire system more prehensive， the paper also exploits the serial debugging tool in Visual C++ to display the data from remote end in the window on puter and send data to remote end in the window form. This basically achieves the goal. KEY WORLD wireless munication, ZigBee ， SingleChip Microputer, nRF2401 基于單片機(jī)的無線點(diǎn)菜系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn) 第一章 緒論 1 第一章 緒論 研究背景和意義 人類利用無線通信技術(shù)的歷史已經(jīng)有幾千年了，古時(shí)候用的烽火臺就是最原始的無線通信。近數(shù)十年來 隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和電子技術(shù)的發(fā)展 ，無線通信技術(shù)更是以日新月異的速度向前發(fā)展，它也 成為了通信領(lǐng)域的一個(gè)重點(diǎn)研究方向。 回顧集成電路的發(fā)展歷程，我們可以看到，自發(fā)明集成電路至今 40 多年以來， 從電路集成到系統(tǒng)集成 這句話是對 IC 產(chǎn)品從 SSI（ Small Scale Integrated， 小規(guī)模集成電路 ） 到 VLSI（ Very Large Scale Integrated 超大規(guī)模集成電路） 今天特大規(guī)模集成電路發(fā)展過程 的最好總結(jié)，即整個(gè)集成電路產(chǎn)品 的 發(fā) 展 經(jīng) 歷 了 從 傳 統(tǒng) 的 板 上 系 統(tǒng) （ Systemonboard ） 到 片 上 系 統(tǒng)（ Systemonachip）的過程。這也使電子產(chǎn)品向便攜式和低端市場發(fā)展。從分類上來看，射頻芯片屬于專用集成電路。這些芯片一般工作在免費(fèi)頻段，采用專門的調(diào)制解調(diào)技術(shù)，內(nèi)部集成了很多電路 。芯片能耗非常低，以 5dBm 的功率發(fā)射時(shí)，工作電流只有 ，接收時(shí)工作電流只有 18mA，多種低功率工作模式，節(jié)能設(shè)計(jì)更方便。 無線電子點(diǎn)菜 系統(tǒng)是無線通信技術(shù)的一個(gè)典型應(yīng)用。 人們在消費(fèi)過程中對服務(wù)質(zhì)量也有了更高的要求，同時(shí)餐館之間的激烈競爭也促進(jìn)了無線通信技術(shù)在 餐飲業(yè) 中的應(yīng)用。該系統(tǒng)能夠提高餐館檔次、提高效率、自動結(jié)賬、避免人為錯(cuò)誤、避免跑單、實(shí)時(shí)監(jiān)控餐館狀況、提供各種各樣統(tǒng)基于單片機(jī)的無線點(diǎn)菜系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn) 第一章 緒論 2 計(jì)信息 、精簡人手、管理庫存、提高服務(wù)品質(zhì)等，為餐飲行業(yè)帶來嶄新的管理理念與服務(wù)手段 ,優(yōu)化業(yè)務(wù)流程 ,為客戶提供更好的服務(wù) ,實(shí)現(xiàn)企業(yè)價(jià)值最大化同時(shí)又使成本最低化 ,是餐飲行業(yè)向信息化發(fā)展的一個(gè)重要標(biāo)志。同時(shí)，無線通信的可以移動性也使服務(wù)員隨時(shí)可以和吧臺聯(lián)系。因此微電子技術(shù)的發(fā)展對系統(tǒng)的性能有很大的限制，目前微電子技術(shù)已經(jīng)發(fā)展到了 SOC（ System On Chip，片上系統(tǒng) ） ，集成度獲得了極大的提高?？梢哉f，隨著微電子技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展， 無線電子點(diǎn)菜系統(tǒng) 仍然有很大的發(fā)展空間。幾種常見的長距離無線通信系統(tǒng)如 GPRS 系統(tǒng)和我國即將投入使用的 3G 系統(tǒng)，它們都有一些共同的特點(diǎn)：使用專門的頻段，需要專門的 公司進(jìn)行運(yùn)營。藍(lán)牙工作頻率為 2． 4GHz，有效范圍大約在 10m 半徑內(nèi)。目前藍(lán)牙技術(shù)開發(fā)重點(diǎn)是多點(diǎn)連接，即一臺設(shè)備同時(shí)與多臺（最多 7 臺）其他設(shè)備互聯(lián)。 藍(lán)牙技術(shù)的應(yīng)用主要有以下 3 類： 1 語音／數(shù)據(jù)接入 是指將一臺計(jì)算機(jī)通過安全的無線鏈路連接到通信設(shè)備上，完成與廣域網(wǎng)的連接。 3 PAN(Personal Area Net， 個(gè)人局域網(wǎng) )如圖 1 所示，主要用于個(gè)人網(wǎng)絡(luò)與信息的共享與交換。藍(lán)牙的支持者們預(yù)言說，一旦支持藍(lán)牙的芯片變得非常便宜，藍(lán)牙將置身于幾乎所有產(chǎn)品之中，從微波爐一直到衣服上的紐扣。藍(lán)牙的數(shù)據(jù)傳輸速率也不是很高，在當(dāng)今這個(gè)數(shù)據(jù)爆炸的時(shí)代，可能也會對它的發(fā)展有所影響。從以上各點(diǎn)綜合考慮，藍(lán)牙協(xié)議不適合本系統(tǒng)。 UWB通過基帶脈沖作用于天線的方式發(fā)送數(shù)據(jù)。脈沖采用脈位調(diào)制（ Pulse Position Modulation， PPM）或二進(jìn)制移相鍵控（ BPSK）調(diào)制。它主要應(yīng)用在小范圍、高分辨率、能夠穿透墻壁、地面和身體的雷達(dá)和圖像系統(tǒng)中。 軍事部門已對 UWB 進(jìn)行了多年研究