【正文】 開(kāi)發(fā)難度，縮短開(kāi)發(fā)周期，降低成本，更快地將產(chǎn)品推向市場(chǎng)。 方案 1—— 采用 A/D 和 D/A 轉(zhuǎn)換的數(shù)字無(wú)線(xiàn)視頻監(jiān)控系統(tǒng) 攝像頭將所采集到的圖像信號(hào)經(jīng)過(guò)內(nèi)部的轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換成 視頻 信號(hào)傳給高速A/D，高速 A/D 負(fù)責(zé)把攝像頭輸出的模擬電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換成對(duì)應(yīng)的 8 位數(shù)據(jù)量 [4]。 單片機(jī)是整個(gè)系統(tǒng)的中心環(huán)節(jié)，它將從 A/D 取得的數(shù)據(jù)信號(hào)經(jīng)過(guò)處理后送給無(wú)線(xiàn)發(fā)射模塊進(jìn)行調(diào)制發(fā)送。詳見(jiàn) 圖 21 A/D轉(zhuǎn)換無(wú)線(xiàn)發(fā)射 框圖 。 單片機(jī)通過(guò)指令控制高速無(wú)線(xiàn)接收模塊的開(kāi)始與結(jié)束 。 從而達(dá)到了監(jiān)控的功能。 圖 22 D/A轉(zhuǎn)換無(wú)線(xiàn) 接收 框圖 鍵盤(pán) C8051F310 單片機(jī) 高速 A/D 無(wú)線(xiàn)發(fā)射 攝像頭 無(wú)線(xiàn) 接收 高速 D/A 顯示 鍵盤(pán) C8051F310 單片機(jī) 5 此方案處理速度快，功能和可靠性強(qiáng)，視頻中分辨率高，可以控制距離遠(yuǎn)，達(dá)到很好的效果，使用范圍廣。 各 芯片成本高 ， 適用 于專(zhuān)業(yè)場(chǎng)合 ，不便于畢業(yè)設(shè)計(jì) 。 C8051F310 單片機(jī) 從鍵盤(pán)取得的數(shù)據(jù)信號(hào)經(jīng)過(guò)處理后送給無(wú)線(xiàn)發(fā)射模塊進(jìn)行調(diào)制發(fā)送。 AT89S52單片機(jī)通過(guò)鍵盤(pán)在液晶上 顯示對(duì)應(yīng)的控制信息。詳見(jiàn)圖 23 框圖 。 調(diào)制 電路的設(shè)計(jì)：電容三點(diǎn)式振蕩電路 產(chǎn)生 56MHz 正弦信號(hào) 和 AV 信號(hào) 調(diào)制 ，得出射頻信號(hào)， 送入到射頻放大器 UPC1651 放大后發(fā) 送出去 。 詳見(jiàn)圖 24框圖 。 功耗低、軟件編程較簡(jiǎn)單， nRF905 芯片的體積小、整個(gè)系統(tǒng) 成本低 。 同時(shí)使用 C8051F310 單片機(jī)和 nRF905 芯片 一起控制 ,非常 符合我們的設(shè)計(jì)思路 ，所以本設(shè)計(jì)采用方案 2。 射頻 接收 器將射頻調(diào)制發(fā)射電路發(fā)射過(guò)來(lái)的射頻信號(hào)還原成 圖像 并 進(jìn)行顯示，從而 實(shí)現(xiàn) 了監(jiān)控的功能。C8051F310 單片機(jī) 把 控制字 和 所要傳送的數(shù)據(jù)信息 分別寫(xiě)入 nRF905 發(fā)射模塊 進(jìn)行調(diào)制發(fā)送 。 在 數(shù)字 無(wú)線(xiàn)接收 端，首先，接 收端的 C8051F310 單片機(jī)把控制字寫(xiě)入 nRF905 數(shù)字無(wú)線(xiàn)接收 模塊 ，然后其將 接收 到的信號(hào)進(jìn)行解調(diào)，把 解調(diào)后的數(shù)據(jù) 信息 傳給C8051F310 單片機(jī)，單片機(jī)通過(guò)指令控制電機(jī) 轉(zhuǎn)向 。 圖 31系統(tǒng)框圖 數(shù)字無(wú)線(xiàn)接收 解調(diào) 數(shù)字無(wú)線(xiàn) 調(diào)制 發(fā)射 C8051F310單片機(jī)Ⅰ C8051F310單片機(jī)Ⅱ AT89S52單片機(jī) 電源 鍵盤(pán) 液晶顯示 數(shù)據(jù)信息 射頻 調(diào)制 發(fā)射 射頻接收 攝像頭采集輸出視頻信號(hào) 控制字 控制字 8 4 單元電路 設(shè)計(jì) 按照系統(tǒng)設(shè)計(jì)功能的要求，確定設(shè)計(jì)系統(tǒng) 硬件電路由射頻發(fā)射、射頻接收、數(shù)字無(wú)線(xiàn)發(fā)射、數(shù)字無(wú)線(xiàn)接收和電源電路五大模塊組成。 射頻發(fā)射電路 射頻發(fā)射電路通過(guò)電容三點(diǎn)式產(chǎn)生 56MHz的頻率 [6]，而圖像信號(hào)經(jīng)過(guò)攝像頭采集，通過(guò)攝像頭的內(nèi)部電路轉(zhuǎn)換為模擬電壓信號(hào)，從 JP1端送入，通過(guò)二極管 調(diào)制 電路，調(diào)制 電路負(fù)責(zé)把攝像頭輸出的模擬電壓信號(hào)和本 振信號(hào)混出射頻信號(hào)，射頻信號(hào)經(jīng)過(guò)uPC1651 集成運(yùn)算 放大器和共發(fā)射級(jí)電路放大后發(fā)送。 如 圖 41所示射頻發(fā)射電路。 9 數(shù)字 無(wú)線(xiàn)發(fā)射電路 由于單片機(jī)具有體積小、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易于掌握、可靠性高、價(jià)格低廉、功耗低、控制功能強(qiáng)及應(yīng)用靈活等優(yōu)點(diǎn)，本設(shè)計(jì)中的數(shù)字無(wú)線(xiàn)發(fā)射和數(shù)字無(wú)線(xiàn)接收主要是通過(guò)C8051F310單片機(jī)的串行外設(shè)接口總線(xiàn) SPI（ Serial Peripheral Interface）和 nRF905發(fā)射與接收模塊的 SPI 總線(xiàn)進(jìn)行電路的控制， 52 系列（ AT89S52）單片機(jī)主要負(fù)責(zé)HY12864 液晶顯示電路的控制 。 C8051F310單片機(jī)介紹 無(wú)線(xiàn)發(fā)射和接收電路運(yùn)用 C8051F310 單片機(jī)的 SPI 串行外設(shè)接口進(jìn)行 電路的控制。 一、 C8051F310 內(nèi)部性能 178。 3176。兩個(gè)模擬比較器 可編程回差電壓和響應(yīng)時(shí)間 可配置為中斷或復(fù)位源（比較器 0） 178。 比使用仿真芯片、目標(biāo)仿真頭和仿真插座的仿真系統(tǒng)有更優(yōu)越的性能 178。A32KHz 178。C +85176。 流水線(xiàn)指令結(jié)構(gòu)； 70%的指令的執(zhí)行時(shí)間為一個(gè)或兩個(gè)系統(tǒng)時(shí)鐘周期 178。 1280 字 節(jié)內(nèi)部數(shù)據(jù) RAM（ 1024+256） 178。 29 個(gè)端口 I/O；所有口線(xiàn)均耐 5V 電壓 178。 4 個(gè)通用 16位計(jì)數(shù)器 /定時(shí)器 178。 使用 PCA 或定時(shí)器和外部時(shí)鐘源的實(shí)時(shí)時(shí)鐘方式 178。 2%的精度，可支持無(wú)晶體 UART 操作 178。 32 腳 LQFP 二、 SPI 總線(xiàn)的特性 C8051F310單片機(jī)內(nèi)部具有增強(qiáng)型串行外設(shè)接口（ SPI0）可提供訪(fǎng)問(wèn)一個(gè)全雙工同步串行總線(xiàn)的能力。當(dāng)被配置為主器件時(shí)， MOSI 由移位寄存器的 MSB 驅(qū)動(dòng)。當(dāng) SPI 被禁止或工作在 4線(xiàn)從方式而未被選中時(shí)， MISO 引腳被置于高阻態(tài)。當(dāng) SPI0 作為主器件時(shí)產(chǎn)生該信號(hào)。有 3種可能的方式： 3線(xiàn)主方式或從方式、 4 線(xiàn)從方式或多主方式和 4線(xiàn)主方式。 NSSMD0 的設(shè)置值決定 NSS引腳的輸出電平。通過(guò)將主允許標(biāo)志 MSTEN 置 1，將 SPI0 置于主方式。如果 SPI 移位寄存器為空，發(fā)送緩沖器中的數(shù)據(jù)字節(jié)被傳送到移位寄存器，數(shù)據(jù)傳輸開(kāi)始。在傳 11 輸結(jié)束后 SPIF 標(biāo)志被置為邏輯 1。在全雙工操作中，當(dāng) SPI 主器件在 MOSI 線(xiàn)向從器件發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，被尋址的 SPI 從器件可以同時(shí)在 MISO 線(xiàn)上向主器件發(fā)送其移位寄存器中的內(nèi)容。 中斷源 如果 SPI0 中斷被允許，在下述 4個(gè)標(biāo)志位被置 1 時(shí)將產(chǎn)生中斷。該標(biāo)志適用于所有 SPI 方式。 （ 3） 當(dāng) SPI0 被配置為主器件并且工作于多主方式，而 NSS 被拉為低電平時(shí)，方式錯(cuò)誤標(biāo)志 MODF 被置 1。 使用 SPI0 配置寄存器中的時(shí)鐘控制選擇位可以在串行時(shí)鐘相位和極性的 4 種組合中選擇其一。 CKPOL位在高電平有效和低電平有效的時(shí)鐘之間選擇。注意：在改變時(shí)鐘相位和極性期間應(yīng)禁止 SPI0，兩個(gè)器件通信時(shí)，不論工作在主方式還是從方式， CKPHA 必須被置 0。 (1)SPI0CFG： SPI0配置寄存器， 復(fù)位值： 00000111 SFR地址： 0XA1 R R/W R/W R/W R R R R SPIBSY MSTEN CKPHA CKPOL SLVSEL NSSIN SRMT RXBMT 位 7 位 6 位 5 位 4 位 3 位 2 位 1 位 0 位 7： SPIBSY： SPI忙標(biāo)志（只讀） 當(dāng)一次 SPI傳輸正在進(jìn)行時(shí)（主或從方式），該位被置為 1。 1：允許主方式，工作在主器件方式。該位控制 SPI0時(shí)鐘的相位。 1：在 SCK 周期第二個(gè)邊沿采樣數(shù)據(jù)。該位控制 SPI0時(shí)鐘的極性。 1： SCK在空閑狀態(tài)時(shí)處于高電平。當(dāng) NSS引腳為高電平時(shí)，該位被清 0。該信號(hào)未被去噪。 當(dāng)所有數(shù)據(jù)都被移入 /移出移位寄存器并且沒(méi)有新數(shù)據(jù)可以從發(fā)送緩沖器讀出或向接收緩沖器寫(xiě)入時(shí)，該位被置 1。 位 0： RXBMT：接收緩沖器空（在從方式有效 ，只讀） 當(dāng)接收緩沖器被讀取且沒(méi)有新數(shù)據(jù)時(shí)，該位被置 1。 (2) SPI0CN： SPI0 控制寄存器，復(fù)位值： 00000110 SFR 地址： 0XF8 (可位尋址 ) R/W R/W R/W R/W R/W R/W R R/W SPIF WCOL MODF RXOVRN NSSMD1 NSSMD0 TXBMT SPIEN 位 7 位 6 位 5 位 4 位 3 位 2 位 1 位 0 位 7： SPIF： SPI0中斷標(biāo)志 該位在數(shù)據(jù)傳輸結(jié)束后被硬件置 1。該位用軟件清 0。該位用軟件清 0。該位用軟件 清 0。該位用軟件清 0。 01： 4線(xiàn)從方式或多主方式（默認(rèn)值）。 NSS被分配一個(gè)輸出引腳并輸出 NSSMD0的值。當(dāng) 發(fā)送緩沖器中的數(shù)據(jù)被傳送到 SPI移位寄存器時(shí)，該位被置 1，表示可以向發(fā)送緩沖器寫(xiě)新數(shù)據(jù)。 0：禁止 SPI0 。 SCK時(shí)鐘頻率是從系統(tǒng)時(shí)鐘分頻得到的，由下面的方程給出，其中： SYSCLK是系統(tǒng)時(shí)鐘頻率， SPI0CKR是 SPI0CKR寄存器中的 8位值。 SPI0DAT寄存器用于發(fā)送和接收 SPI0數(shù)據(jù)。讀 SPI0DAT返回接收緩沖器的內(nèi)容。s。就本設(shè)計(jì)中 nRF905 的運(yùn)用部分作了一系列的介紹。 nRF905 的工作模式由 TRX_CE、 TX_EN 和 PWR_UP 三個(gè)引腳決定，詳見(jiàn)表 41。 179。 空閑模式 1 1 0 射頻接收模式 1 1 1 射頻發(fā)射模式 注： 0 為低電平 1為高電平 179。由于 nRF905 工作于 ShockBurstTM模式，因此使用低速的微控制器也能得到很高的射頻數(shù)據(jù)發(fā)射速率。在 ShockBurstTM 發(fā)送模式， nRF905 自動(dòng)產(chǎn)生字頭和 CRC 校驗(yàn)碼，當(dāng)發(fā)送過(guò)程完成后，數(shù)據(jù)準(zhǔn)備好引腳通知微處理器數(shù)據(jù)發(fā)射完畢。 典型的 nRF905 發(fā)送流程分以下幾步： （ 1） 微控制器有數(shù)據(jù)要發(fā)送時(shí)，通過(guò) SPI 接口，按時(shí)序把接收機(jī)的地址和要發(fā)送的數(shù)據(jù)送傳給 nRF905， SPI 接口的速率在通信協(xié)議和器件配置時(shí)確定； （ 2） 微控制器置高 TRX_CE 和 TX_EN，激發(fā) nRF905 的 ShockBurstTM 發(fā)送模 式 ； 15 （ 3） nRF905 的 ShockBurstTM 發(fā)送： A． 射頻寄存器自動(dòng)開(kāi)啟； B． 數(shù)據(jù)打包 (加字頭和 CRC 校驗(yàn)碼 )； C． 發(fā)送數(shù)據(jù)包； D． 當(dāng)數(shù)據(jù)發(fā)送完成，數(shù)據(jù)準(zhǔn)備好引腳被置高； （ 4） AUTO_RETRAN 被置高， nRF905 不斷重發(fā)，直到 TRX_CE 被置低； （ 5） 當(dāng) TRX_CE 被置低， nRF905 發(fā)送過(guò)程完成，自動(dòng)進(jìn)入空閑模式。只有在前一個(gè)數(shù)據(jù)包被發(fā)送完畢， nRF905才能接受下一個(gè)發(fā)送數(shù)據(jù)包。 當(dāng)正在接收一個(gè)數(shù)據(jù)包時(shí)， TRX_CE 或 TX_EN 引腳的狀態(tài)發(fā)生改變， nRF905 立即把其工作模式改變，數(shù)據(jù)包則丟失。 二、器件配置 所有配置字都是通過(guò) SPI 接口送給 nRF905。 1. SPI 接口配置 SPI 接口由狀態(tài)寄存器、射頻配置寄存器、發(fā)送地址寄存器、發(fā)送數(shù)據(jù)寄存器和接收數(shù)據(jù)寄存器 5個(gè)寄存器組成。 射頻配置寄存器如表 42所示： 表 42 射頻配置寄存器 名稱(chēng) 位寬 描述 CH_NO 9 和 HFREQ_PLL一起進(jìn)行頻率設(shè)置（默認(rèn)值為 001101100B=108D，fRF=(+CH_NOd/10)*(1+HFREQ_PLLd)MHz HFREQ_PLL 1 使 PLL 工作于 433 或 868/915MHz（默認(rèn)值為 0） ‘0’ 工作于 433MHz頻段； ‘1’ 工作于 868/915MHz頻段 PA_PWR 2 輸出功率（默認(rèn)值為 00） ‘00’ 10dBm； ‘01’ 2dBm‘10’ +6dBm； ‘11’+10dBm RX_RED_PWR 1 接收方式節(jié)能端，該位為高時(shí)，接收工作電流為 ，但同時(shí)靈敏度也降低 AUTO_RETRAN 1 自動(dòng)重發(fā)位，只有當(dāng) TRX_CE和 TXEN為高時(shí)才有效 RX_AFW 3 接收地址寬度（默認(rèn)值為 100） ‘001’ 1byte RX 地址；‘100’ 4byte RX地址； TR_AFW 3 發(fā)送地址寬度（默認(rèn)值為 100） ‘001’ 1byte TX 地址；‘100’ 4byte TX地址； RX_PW 6 接收 數(shù)據(jù)寬度（默認(rèn)值為 100000） ‘000001’ 1byte 接收數(shù)據(jù)寬度； ‘000010’ 2byte 接收數(shù)據(jù)寬度； ?‘100000’ 32byte 接收數(shù)據(jù)寬度； TX_PW 6 發(fā)射 數(shù)據(jù)寬度（默認(rèn)值為 100000） ‘000001’ 1byte 發(fā)射 數(shù)據(jù)寬度； ‘000010’ 2byte 發(fā)射數(shù)據(jù)寬度； ?‘100000’ 32byte 發(fā)射 數(shù)據(jù)寬度； RX_ADDRESS 32 發(fā)送地址標(biāo)識(shí)（默認(rèn)值為 E7E7E7E7） UP_CLK_FREQ 2 輸出時(shí)鐘頻率（默認(rèn)值為 11） ‘00’ 4MHz； ‘01’ 8MHz；‘10’ 1MHz； ‘11’ 500KHz； UP_CLK_EN 1 輸出時(shí)鐘使能 XOR 3 晶振頻率端 ,必須與外部晶振頻率相對(duì)應(yīng) (默認(rèn)值為100)‘000’ 4MHz ； ‘001’ 8MHz ； ‘010’ 12MHz ；‘011’