1、毕业设计开题报告 电子信息工程 单片机无线编程系统的设计 一、 综述本课题国内外研究动态，说明选题的依据和意义 目前单片机渗透到我们生活的各个领域 ,几乎很难找到哪个领域没有单片机的踪迹。导弹的导航装置 ,飞机上各种仪表的控制，计算机的网络通讯与数据传输 ,工业自动化过程的实时控制和数据处理 ,广泛使用的各种智能 IC 卡，民用豪华轿车的安全保障系统 ,录像机、摄像机、全自动洗衣机的控制 ,以及程控玩具、电子宠物等等，这些都离不开单片机。更不用说自动控制领域的机器人、智能仪表、医疗器械以及各种智能机械了。因此 ,单片 机的学习、开发与应用将造就一批计算机应用与智能化控制的科学家、工程师。 单片
2、机广泛应用于仪器仪表、家用电器、医用设备、航空航天、专用设备的智能化管理及过程控制等领域 , 目前许多应用领域都采用无线的方式进行数据传输，这些领域涉及 车辆监控、遥控、遥测、小型无线网络、无线抄表、门禁系统、小区传呼、工业数据采集系统、无线标签、身份识别、非接触 RF智能卡、小型无线数据终端、安全防火系统、无线遥控系统、生物信号采集、水文气象监控、机器人控制、无线 232 数据通信、无线 485/422 数据通信、数字音频、数字图像传输等 。 无限收发一体数传 MODEM 模块 PTR2000 芯片性能优异，在业界居领先水平，它的显著特点是所需外围元件少，因而设计非常方便。该模板块在内部需成
3、了高频接收、 PLL 合成、 FSK 调制 /解调、参量放大、功率放大、频道切换等功能，因而是目前集成度较高的无线数传产品。 以往设计无线数传产品常常需要相当的无线电专业知识和昂贵的专业设备，而且传统的电路方案不是电路太复杂就是调试困难而令人望而却步，以至影响了用户的使用和新产品的开发研制工作。PTR2000 的出现，使有们摆脱了传统无线产品设计的困扰。该器件采用抗干扰能力较强 的 FSK 调制 /解调方式，其工作频率稳定可靠、外围元件少、功耗极低且便于设计生产，这些优异特性使得 PTR200非常适合于便携及手持产品的设计。另外，由于它采用了低发射功率、高灵敏度设计，因而可满足无线管制的要求且
4、无需使用许可证，是目前低功率无线数传的理想选择。 二、研究的基本内容，拟解决的主要问题： 1.系统总体设计 本文实现一种基于专用无线传输芯片的短距离无线数据传输，整个系统的功能模块示意如图 l 所示。 图 1 短距离无线数据传输系统功能示意框图 系统 主要实现下面 3 个功能。 计算机通过无线数据模块向单片机发送一个数据。 单片机将计算机发送的这个数据重新的发送给计算机。 计算机发送给单片机的这个数据可以点亮单片机端相应的小灯。 2.PTR2000 发送、接收模块 PTR2000 的工作模式和工作频道是由 TXEN 脚和 CS 脚实现控制。 如图 2 所示。 接脚输出电平 工作状态 TEXN
5、CS PWR 工作频道号 # 芯片状态 0 0 1 1 接受 0 1 1 2 接受 1 0 1 1 发射 1 1 1 2 发射 X X 0 待机 图 2 PTR2000 的工作模式和工作频道 基于图 2 模块工作模式 ,采用 PTR2000 的发送和接收的固定模式。 PTR2000 固定为发模式时令 TXEN脚、 PWR 脚接 +5V 电源 ,CS 脚接地线 ,其 DI 脚接 AT89C51 的 P1.7 口 ,输入由 AT89C51 输出的数据，然后发送数据。 PTR2000 固定为收模式时 ,则将 TXEN 脚、 CS 脚接地线 ,PRW 接 +5V 电源。如此接收来自单片机 无线传输模块
6、 无线传模块 PC 机 PTR2000 发模块发送来的数据 ,通过 DO 脚接 AT89C51,输出所接收到的数据到 AT89C51 中进行解调。AT89C51 通过 RS 一 232 接口与上位机进行 通信 ,再由上位机进行处理并显示 ,PTR2000 在这个过程中作为一个传输通。 3.单片机和 PTR2000 的接口模块 PTR2000 无线收发模块与单片机的连接中 , PTR2000 模块的 DO 和 D I 分别与单片机的 RXD 和 TXD连接 ,利用单片机的 I/O 可以控制模块的发射控制、频道转换和低功耗模式。单片机可直接通过将P2. 0 位置高电平或置低电平而将无线收发模块置于
7、发射或接收状态。 89C51单片机完成待发数据的组织和处理 ,向 PTR2000模块发送数据和接收计算机发送的数据 ; 和单片机相连的 PTR2000 无线数据模块 将单片机的待传数据信号调制成射频信号 ,发送到计算机端的PTR2000模块 ,接收计算机端的 PTR2000模块发送的数据信号 ,并解调成单片机能够识别的 TTL信号 。 4.计算机和 PTR2000 的接口模块 计算机完成待发数据的组织和处理 ,向 PTR2000 模块发送数据和接收单片机发送的数据 ;和计算机相连的 PTR2000 模块将单片机的待传数据信号调制成射频信号 ,发送到单片机的 PTR2000 模块 ,接收单片机端
8、 PTR2000 模块发送的数据信号 ,并解调成计算机能够识别的 TTL 信号 ; 计算机数据收发软件的通信速率定为 9600bit/ s,可以使用 V isual C 中的 MSCOMM 控制属性来确定 ;MAX232 完成 RS232和 TTL 电平的转换 , PTR2000 模块与计算机串口的连接中 ,由于 PTR2000 模块支持 TTL 电平 ,计算机串口 RXD 和 TXD 输出的信号需经电平转换后分别与 PTR2000 模块的 DO和 D I 相连。 5.软件设计部分 无线数据传输的程序主要包括测控系统中使用的发送端程序和计算机接收端程序。发送端程序主要包括对传感器数据的采集和发
9、送 ,接收端程序主要是对数据的接收和处理 ,同时需要二者之间的通信。 在发送端程序要配合单片机 控制外围器件 ,完成信号到数据的转化 ;还要合理地分配单片机的资源 ,安排各个中断的时序和对不同信号的处理方式。 计算机端接收程序用来接收数据并处理及将其图形化 ,采用 V isual C 为编程语言 ,并利用 MSCOMM 控件实现串口数据的实时读取和处理。 发射：收到接受命令后，应先将 PTR2000 模块至于发射模式，即将 TXEN 置一。然后等待一段时间才可以发送数据（ PTR2000 从接收模式转换成发送模式需要一个切换时间，大概 5ms 左右）。发送结束后，将模块至于接受状态，即将 TX
10、EN 置零。 接收：接收时应将 PTR2000 至 于接受模式，即将 TXEN 置零。单片机在不发送时的时候应尽量处于接受状态。 四、参考文献 1 武兴建 ,吴金宏 . 无线收发数传 MODEM 模块 PTR2000 的原理与应用 J . 国外电子元器件 , 2001. 2 求是科技编著 . 单片机典型模块设计实例导航 M . 北京 :人民邮电出版社 , 2004. 5. 3 胡汉才 . 单片机原理及其接口技术 M . 北京 :清华大学出版社 , 1996. 4 李成忠等 . 计算机网络原理与设计 M . 西安 :西南交通大学出版社 , 2003. 5 哈工大通讯科技 PTR一 2000 无线数据收发模块使用手册哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，2001.
