【正文】 .................................................. 47 參考文獻 ...................................................... 48 附 錄 ........................................................ 49 免責(zé)聲明：文檔在線網(wǎng)中所有的文檔資料均由文檔在線網(wǎng)會員提供 ,該文檔資料的版權(quán)屬于提供者所有。 第 1頁 共 48頁 引言 當(dāng)今的各種智能化控制系統(tǒng) ,比如智能化小區(qū)單片機無線數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)設(shè)計的原理 單片機無線數(shù)據(jù)傳輸原理概述 無線數(shù)據(jù)傳輸有發(fā)送和接收兩個組成部分。無線數(shù)據(jù)傳輸接收端普遍采用價格便宜 ,性能可靠的一體化無線數(shù)據(jù)傳輸接收模塊 (如 QwikRadio射頻接收模塊 ,它接收無線數(shù)據(jù)傳輸信號頻率為 MHz，數(shù)據(jù)速率為 10Kbps) 接收無線數(shù)據(jù)傳輸信號 ,它同時對信號進行放大、檢波、整形 ,得到 TTL 電平的免責(zé)聲明：文檔在線網(wǎng)中所有的文檔資料均由文檔在線網(wǎng)會員提供 ,該文檔資料的版權(quán)屬于提供者所有。 第 2頁 共 48頁 編碼信號 ,再送給單片機 ,經(jīng)單片機解碼并執(zhí)行 ,去控制相關(guān)對象 ,如圖 11所示。用來產(chǎn)生載頻振蕩的電路一般有多諧振蕩器、互補振蕩器和石英晶體振蕩器等由低頻振蕩器產(chǎn)生的低頻調(diào)制波 ,一般為寬度一定的方法。 接收電路從工作方式分 ,可以分成超外差接收方式和超再生接收方式。其優(yōu)點是 : ① 容易得到足夠大而且比較穩(wěn)定的放大量。 ③ 容易調(diào)整。超再生電路實際上是一個受控間歇振蕩的高頻振蕩器 ,這個高頻振蕩器采用電容三點式振蕩器 ,振蕩頻率和發(fā)射器的發(fā)射頻率相一致。間歇振蕩的頻率是由電路的參數(shù)決定的。反之亦然。 無線數(shù)據(jù)傳輸編碼原理 無線數(shù)據(jù)傳輸按編碼產(chǎn)生方式分為專用芯片編碼方式和自定義編碼方式兩種。 (2) 自定義編碼方式 : 調(diào)制方式和幀結(jié)構(gòu)都由自己定 義 ,采用這種編碼方式時一般都需要采用軟件解碼。這種發(fā)射方式簡單可靠、基本不用調(diào)試即可使用 ,。雖然專用芯片使用簡便 , 但對于某些場合卻并不適用。文檔在線網(wǎng) 會對會員提供的文檔資料進行篩選和編輯，但是并不聲明或保證其內(nèi)容的合法性和正確性。這時就要使用以 MCU 為核心的無線數(shù)據(jù)傳輸發(fā)射電路。因為如前所述 , 無線數(shù)據(jù)傳輸?shù)妮d波頻率比較低 , MCU 的速度完全可以滿足要求。 二進制信號的編碼 : 傳統(tǒng)通訊傳送的信息以模擬信號出現(xiàn)，表現(xiàn)為一種連續(xù)的信號 , 而現(xiàn)代通訊系統(tǒng)傳送的方式是采用數(shù)字信號的方式。 為了滿足上述對無線數(shù)據(jù)傳輸?shù)囊? , 傳輸指令的傳送可以通過改變光學(xué)載體 （紅外線）的編碼來傳輸 ,其字長可以變化 ,即一個字可以包括不同的二進制位數(shù) .在傳輸系統(tǒng)中有 3 種 “二進制位 ”的表示方法 ,即通常所說的 “0”,“1”的表示方法。如果用改變載波頻率的方法來傳送二進制符號，就是移頻鍵控（ FSK）的方法。移頻鍵控方式用兩種不同的脈沖頻率分別表示二進制數(shù)的 “0”和 “1”。所以 ,在電器的遙控器中極少應(yīng)用。在 FSK 方式中，相鄰碼元的頻率不變或者跳變一個固定值。 圖 12 FSK編碼 “二進制位 ”的方式 第二種 :曼徹斯特編碼方式 又稱雙相調(diào)制編碼方式 ,常用于局域網(wǎng)傳輸。 ,在長虹、創(chuàng)維等彩電的控制器中 ,就采用了這種雙相調(diào) 制方式。兩種曼徹斯特編碼是將時鐘和數(shù)據(jù)包含在數(shù)據(jù)流中，在傳輸代碼信息的同時，也將時鐘同步信號一起傳輸?shù)綄Ψ剑课痪幋a中有一跳變，不存在直流分量，因此具有自同步能免責(zé)聲明：文檔在線網(wǎng)中所有的文檔資料均由文檔在線網(wǎng)會員提供 ,該文檔資料的版權(quán)屬于提供者所有。 第 4頁 共 48頁 力和良好的抗干擾性能。曼徹斯特編碼 “二進制位 ”的表示方法如圖 13所示。這種編碼方式根據(jù)脈沖上升沿之間的距離決定 “二進 制位 ”是 “0”還是 “1”,兩脈沖上升沿之間距離短為 “0”,距離長為 “1”。 圖 14 傳輸 “二進制位 ”的脈沖調(diào)制方式 脈寬調(diào)制編碼方式的一個優(yōu)點是從處理器到被控系統(tǒng)信號都是數(shù)字形式的，無需進行數(shù)模轉(zhuǎn)換。噪聲只有在強到足以將邏輯 1改變?yōu)檫壿?0或?qū)⑦壿?0改變?yōu)檫壿?1時，也才能對數(shù)字信號產(chǎn)生影響。從模擬信號轉(zhuǎn)向脈寬調(diào)制編碼方式可以極大地延長通信距離。 免責(zé)聲明：文檔在線網(wǎng)中所有的文檔資料均由文檔在線網(wǎng)會員提供 ,該文檔資料的版權(quán)屬于提供者所有。 第 5頁 共 48頁 1個脈沖 1個脈沖 2個脈沖 (a)“1”的二進制編碼表示 (b) “0”的二進制編碼表示 圖 15 二進制信號的編碼 無線數(shù)據(jù)傳輸信號的解碼 硬件解碼可分為專用解碼集成電路和自行設(shè)計的解碼電路兩種。按其編碼與解碼功能可分為以下三類 : (1) 控制數(shù)據(jù)的地址加密編碼與解碼器 : 這類電路的特點是在地址加密編碼的同時還可以進行控制數(shù)據(jù)的編解碼。適用于安防、工業(yè)控 制等對可靠性要求較高的場合。適用于可靠性要求較高 ,但只進行簡單的開關(guān)或增減控制的場合。適用于群控或者應(yīng)用環(huán)境本身就保證了其他信號發(fā)射源不會同時出現(xiàn)的場合 ,如在一個密閉的設(shè)備內(nèi)部。一般來說硬件解碼相對軟件解碼成本較高 ,并且當(dāng)系統(tǒng)因更改或升級改變了編碼方式時 , 接收的硬件就要做相應(yīng)的更改 ,缺 乏一定的靈活性。對于頻率調(diào)制方式 , 只要測出每次脈沖的周期就可以解碼出對應(yīng)的二進制信息。對于脈寬調(diào)制 (PWM),只要識別出每個脈沖的高(或低 )電平寬度即可完成解碼。單片機無線數(shù)據(jù)傳輸軟件解碼要保證正確無誤地還原無線數(shù)據(jù)傳輸信息碼 ,其主要功能包括以下幾部分 : (1) 過濾附加信息 ,得到有效信息位。 (3)丟棄接收到的不完整信息幀。 免責(zé)聲明：文檔在線網(wǎng)中所有的文檔資料均由文檔在線網(wǎng)會員提供 ,該文檔資料的版權(quán)屬于提供者所有。 第 6頁 共 48頁 為了能夠達(dá)到上述要求，本系統(tǒng)使用的解碼方式是無線數(shù)據(jù)傳輸信號的解碼由接收單片機來完成 ,它把無線數(shù)據(jù)傳輸接收模塊送來的無線數(shù)據(jù)傳輸編碼波形通過解碼 ,還原出發(fā)送端發(fā)送的數(shù)據(jù)。解碼采用軟件解碼 , 如果從一個脈沖的高電平和一個脈沖的低電平過后 , 若讀到的電平為低 , 說明該位為 “0”, 反之即可判定為編碼 “1”。按照這種方法判斷八次，從而還原出發(fā)送端發(fā)送的信號。 無線數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議 通訊中幾個重要的方面包括傳輸速度、數(shù)據(jù)準(zhǔn)確度、數(shù)據(jù)的完整性等 ,也就是要求解碼能盡可能準(zhǔn)確。為了保證數(shù)據(jù)的正確性 ,盡量采 用大于的脈沖 ,并經(jīng)過多次的反復(fù)測定 ,對脈沖進行多次采樣 ,選用幾種延時程序等。無線數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議是為了進行無線數(shù)據(jù)傳輸所制定的標(biāo)準(zhǔn)。因此，要設(shè)計制作無線數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，首先要制定無線數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議，以及了解與之相關(guān)的無線數(shù)據(jù)傳輸發(fā)射和接收模塊。 5個脈沖 高電平 5個脈沖低電平 高位在前，低位在后 免責(zé)聲明：文檔在線網(wǎng)中所有的文檔資料均由文檔在線網(wǎng)會員提供 ,該文檔資料的版權(quán)屬于提供者所有。 第 7頁 共 48頁 圖 16 基于字節(jié)傳輸?shù)臒o線數(shù)據(jù)傳輸數(shù)據(jù)格式 無線數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)的調(diào)制和解調(diào) 為了使數(shù)據(jù)傳送的距離較長，在發(fā)射信號前要對信號進行調(diào)制，調(diào)制的方法是將原信號與一個載波相與。QwikRadio射頻接 收模塊接收發(fā)射的已調(diào)制信號，并對信號進行解調(diào)恢復(fù)原來的調(diào)制信號。 對移動通信的數(shù)字調(diào)制和解調(diào)器技術(shù)的要求如下： （ 1）在信道衰落條件下，誤碼率要盡可能低； （ 2）發(fā)射頻譜窄，對相鄰信道干擾??； （ 3）高效率的解調(diào)，以降低移動臺功耗，進一步縮小體積和成本； （ 4）能提供較高的傳輸速率； （ 5）易于集成。它集 Flash程序存儲器，既可在線編程（ ISP）也可用傳統(tǒng)方法進行編程及通用 8 位微處理器于單片芯片中， ATMEL 公司的功能強大，低價 at89s51 單片機可提供許多高性價比的應(yīng)用場合，可靈活應(yīng)用于各種控制領(lǐng)域。同時， AT89S51 可降至 0HZ 的靜態(tài)邏輯操作，并支持兩種軟件可選的節(jié)電工作模式。掉電方式保存 RAM中的內(nèi)容，但振蕩器停止工作直到下一個硬件復(fù)位。與 MCS51產(chǎn)品指令系統(tǒng)完全兼容 1000次擦寫周期 全靜態(tài)工作模式： 0HZ33MHZ 128*8字節(jié)內(nèi)部 RAM 2 個 16位定時 /計數(shù)器 免責(zé)聲明：文檔在線網(wǎng)中所有的文檔資料均由文檔在線網(wǎng)會員提供 ,該文檔資料的版權(quán)屬于提供者所有。 第 8頁 共 48頁 全雙工串行 UART通道 中斷可從空閑模式喚醒系統(tǒng) 掉電標(biāo)識和快速編程特性 作為輸出口用時，每位能驅(qū)動 8個 TTL邏輯門電路，對端口寫 “1”可作為高阻抗輸入端使用。在 Flash編程時