1、本科毕业论文（20 届）基于 RF1100 模块的无线发送与接收系统的设计所在学院 专业班级 电子信息工程 学生姓名 学号 指导教师 职称 完成日期 年 月 苏州大学本科生毕业设计（论文）2基于 RF1100 模块的无线发送与接收系统的设计目 录摘 要 .2Abstract.2前言 .3第 1 章 绪论 .41.1 无线电遥控背景 .41.2 无线电遥控的应用 .4第 2 章 系统总体方案设计 .62.1 系统基本要求 .62.2 系统基本设计方案 .62.3 硬件选型 .62.4 软件系统设计方案 .7第 3 章 系统硬件设计 .83.1 控制电路设计 .83.2 电源提示电路 .123.3
2、 RF1100 无线收发模块 .123.4 发送系统 .163.5 接收系统 .17第 4 章 系统软件设计 .184.1 程序总体设计 .184.2 主程序设计 .18第 5 章 系统调试与分析 .235.1 硬件调试 .235.2 软件调试 .235.3 测试结果 .23结论 .25参考文献 .26致谢 .27附录 .28附录 1：实物照片 .28附录 2：部分源程序 .28苏州大学本科生毕业设计（论文）3摘 要随着电子技术的飞速发展，新型大规模遥控集成电路的不断出现，使得遥控技术有了日新月异的发展。遥控装置的中心控制部件已从早期的分立元件、集成电路逐步发展到现在的单片微型计算机，智能化程
3、度大大提高。近年来，遥控技术在工业生产、家用电器、安全保卫以及人们的日常生活中使用越来越广泛。无线电遥控技术的诞生，起源于无线电通信技术，最初的构想是无线电电报技术的建立，真空电子管的发明使得无线电技术的应用和普及很快应用在民用和军用等各个领域。自从爱迪生发明电灯以来，人类对照明电器的开启和关断控制主要使用手动机械开关。随着无线电的发展，从上个世纪 60 年代开始，相继出现了无线电遥控的灯开关。关键词：遥控技术；无线电技术；智能化AbstractWith the rapid development of electronic technology, more and more new larg
4、e-sacle remote control integrated circuits have been developed. Then the remote control technology has get great development. The center of the remote control device control unit has been from the early discrete component integrated circuit gradually developed to the present single chip microcompute
5、r, intelligent degree is greatly increased. In recent years, remote control technology in the industrial production of household appliances used in security and Peoples Daily lives more and more widely. The birth of the wireless remote control technology, originated in the radio communication techno
6、logy, the original idea is the establishment of radio telegraphy, the invention of the vacuum tube to make the application and popularity of radio technology quickly applied in civil and military and other fields. Since Thomas Edison invented electric light, human open and shut off the control of li
7、ghting is mainly use the manual mechanical switch. Keywords: remote control technology; radio engineering; intelligent苏州大学本科生毕业设计（论文）4前言无线遥控，即是在控制端把控制指令以某种编码方式形成易于传输的信号，通过无线传输，在受控端经解码等处理形成相应的控制操作。无线控制方式多种多样，可以根据不同的应用需要采用适宜的方式。各种遥控方式的不同，主要在于信息的编码处理方式和信息的传输方式。所传信息的形式以及信息量的大小决定采用何种信息编码和处理方式，而信息传送的距离决定采
8、用何种传输方式对于无线遥控技术，当前基本上通过以下几种方式实现：红外线遥控方式，无线电遥控方式，超声波遥控方式和声音遥控方式。红外技术出现比较早，成本低，价格也具有优势。红外遥控具有以下优点：控制内容多，抗干扰能力比较强，不会发生任何误动作；响应速度快，不会对其他电器产生干扰从而影响用户使用；体积小，成本低，功耗小，与其他方式比可以降低功耗 90%。但是他的缺点也很明显，在使用中需要保证遥控发射器和遥控接收设备处与一定的角度范围，中间不能有任何物品，否则就会阻挡红外线的传输，因为红外线不能穿越砖瓦水泥砌筑的墙体，这在日常使用中经常会造成不便，毕竟用户不希望只能在一定的角度范围内才能对对象进行操
9、作，之外红外线方式也容易受到外界干扰。超声波遥控方式中的超声传感器频带窄，能携带的信息量少，易于受干扰而引起误动作，同时该种方式作用距离短，通用性强可以互换因而不适合在灯具遥控中运用。声音遥控方式通用性强，作用距离短，声音携带的信息量少，易受干扰而引起误动，它适合于像声控电灯开关的场合。无线电作为新一代的信息传送方式，具有绕射和穿透特性，只要在有效工作范围之内，无线设备就可以不受角度，方向和障碍物的限制而自由使用。并且采用特定的编码解码技术可以防止无线电波的互相干扰，抗干扰能力强。苏州大学本科生毕业设计（论文）5第 1章 绪论1.1 无线电遥控背景随着电子技术的飞速发展，新型大规模遥控集成电路
10、的不断出现，使得遥控技术有了日新月异的发展。遥控装置的中心控制部件已从早期的分立元件、集成电路逐步发展到现在的单片微型计算机（见注释一） ，智能化程度大大提高。近年来，遥控技术在工业生产、家用电器、安全保卫以及人们的日常生活中使用越来越广泛。无线电遥控技术的诞生，起源于无线电通信技术，最初的构想是无线电电报技术的建立，真空电子管（见注释二）的发明使得无线电技术的应用和普及很快应用在民用和军用等各个领域。自从爱迪生发明电灯以来，人类对照明电器的开启和关断控制主要使用手动机械开关。随着无线电的发展，从上个世纪 60 年代开始，相继出现了无线电遥控的灯开关。无线电遥控器（RF Remote Cont
11、rol）是利用无线电信号对远方的各种机构进行控制的遥控设备。这些信号被远方的接收设备接收后，可以指令或驱动其它各种相应的机械或者电子设备，去完成各种操作，如闭合电路、移动手柄、开动电机，之后再由这些机械进行需要的操作。一个多键的无线电遥控器可集中控制全家的只能遥控开关，具有人性化夜光功能，方便夜间找到开关位置，具有安装方便，使用简单，安全可靠等优点。但因为无线电波有穿墙越壁能力，所以会误开关邻居的灯。为了解决这个难题，后来的一种无线电遥控器采用了编码技术，像一把钥匙开一把锁一样，一个遥控器只对应控制一盏灯。1.2 无线电遥控的应用1、工业行车：工业用行车是遥控系统应用最广泛的领域之一，以德国为
12、例，占遥控系统每年产量的 40%左右；特别是冶金、汽车制造、造纸厂、物料仓库等新增行车几乎全部配备工业无线遥控器；2、汽车吊、随车吊：通常，大型汽车吊遥控系统还配置了数据反馈装置，反馈装置可将运行参数（如负荷、起重臂长、负荷力矩、油温，压力，角度等）显示在发射系统显示屏上，操作人员可根据显示数据来监控吊车；3、混凝土泵车：混凝土泵车操作时因控制台距浇注作业面有几十米（甚至上百米） ，传统的操作方式需数人配合才能完成，由于效率低，限制了混凝土泵车的性能发挥；对于长距离、大排量的大型泵车，矛盾更为突出；采用工业无线遥控器可以最大地发挥整机的性能，泵车司机在工作地点驾车定位后，即可用携带遥控系统依次
13、操作泵车的各个苏州大学本科生毕业设计（论文）6动作，如布料杆的左右回转，多级杆的变幅升降等。操作人员可携带发射系统，远离泵车控制台，直接站在软管喷口附近，控制布料杆的动作和混凝土泵的运作；4、矿山机械：对于矿井里能见度较低的场合下，可选用配有反馈装置的工业无线遥控器控制液压机械。即使在能见度较低、环境恶劣的地方，也可以方便控制重型凿岩机架钻孔作业。操作员可以选择最近的地点对位钻孔，而不必呆在距钻孔作业点十米以外的钻孔机的操作台上。无线电控制装置采用 IP65 保护标准完全适应在潮湿和含盐的环境中使用。大大增加了操作的安全性、舒适性和准确性，节约投资，提高了效率；5、专用机械如：炼钢厂清渣装载机
14、，采用工业无线遥控器对装载机进行遥控改造，在不改变现有手动操作方式的前提下，百分之百模拟原履带装载机的机械动力性能和作业功能，达到无人驾驶完成清渣作业的目的。操作员带着轻巧的发射机，自由选择最佳的视觉位置，遥控的装载机在清渣作业中运行自如。遥控装载机的成功运用消除了以往环境恶劣，视线不清，高温落渣带来的事故隐患，使操作人员从恶劣的环境中解脱出来，提高了清渣作业效率、改善冶金工人的工作环境，降低工人的劳动强度；6、建筑塔吊：在欧洲、北美超过 60%的建筑回转式塔吊采用无线遥控方式控制，不仅在设备制造时节省成本（无空中操作台） ，安全性和可靠性也得到充分保障，提高了施工效率；7、其它方面：随着工业
15、无线遥控器技术的发展，在装载机、调车机车、液压机械和移动车辆港口装卸船机等设备中，工业无线遥控器都得到了广泛应用，市场前景极为广阔。苏州大学本科生毕业设计（论文）7第 2章 系统总体方案设计2.1 系统基本要求本设计的任务是完成基于 RF1100 模块的无线发送与接收系统，主要是设计以单片机为核心、RF1100 无线接收模块，实现远程无线调控。该系统设计方案由硬件系统和软件系统两部分组成。2.2 系统基本设计方案无线电收发系统由信号的放大、交直流转换、电压频率转换电路以及单片机系统的硬件系统组成。遥控开关STC89C52RF1100 发送RF1100 接收STC89C52LED 控制图 2-1
16、 硬件部分结构框图工作原理：按下开关，发出高电频信号，经过放大由 RF1100 芯片发送，然后由 RF1100 芯片接收处理，给出高电频信号，灯亮。再次按下开关，发出低电频信号，经过放大由 RF1100 芯片发送，然后由 RF1100 芯片接收处理，给出低电频信号，灯灭。苏州大学本科生毕业设计（论文）82.3 硬件选型采用 RF1100 芯片进行无线传输与接收，其功耗低，高抗干扰能力和低误码率，传输距离远（200 米） ，单芯片设计降低成本。2.4 软件系统设计方案由于本次设计中信号的发送、接收与转换都是由硬件电路完成的，所以需要编程实现的只有以下两部分：（1） 将开关产生的高低电频信号发送给
17、 RF1100 芯片。（2） 将接收的信号通过控制灯的亮暗显示出来。开始模块初始化是否按键发送数据接收数据LED 亮暗是图 2-2 程序流程图苏州大学本科生毕业设计（论文）9第 3章 系统硬件设计3.1 控制电路 设计1.主控芯片介绍(1).时钟电路STC89C52 内部有一个用于构成振荡器的高增益反相放大器，引脚 RXD 和 TXD 分别是此放大器的输入端和输出端。时钟可以由内部方式产生或外部方式产生。内部方式的时钟电路如图 22(a) 所示，在 RXD 和 TXD 引脚上外接定时元件，内部振荡器就产生自激振荡。定时元件通常采用石英晶体和电容组成的并联谐振回路。晶体振荡频率可以在1.212M
18、Hz 之间选择，电容值在 530pF 之间选择，电容值的大小可对频率起微调的作用。外部方式的时钟电路如图 22（b）所示，RXD 接地，TXD 接外部振荡器。对外部振荡信号无特殊要求，只要求保证脉冲宽度，一般采用频率低于 12MHz 的方波信号。片内时钟发生器把振荡频率两分频，产生一个两相时钟 P1 和 P2，供单片机使用。U1器器器器器R1VCC+5VX1X2C430pC530p X112MX1X2（a）内部方式时钟电路 （b）外部方式时钟电路图 3-1 时钟电路(2).复位及复位电路复位操作复位是单片机的初始化操作。其主要功能是把 PC 初始化为 0000H，使单片机从0000H 单元开始
19、执行程序。除了进入系统的正常初始化之外，当由于程序运行出错或操作错误使系统处于死锁状态时，为摆脱困境，也需按复位键重新启动。除 PC 之外，复位操作还对其他一些寄存器有影响，它们的复位状态如表 2-1 所示：苏州大学本科生毕业设计（论文）10表 2-1 一些寄存器的复位状态寄存器 复位状态 寄存器 复位状态PC 0000H TCON 00HACC 00H TL0 00HPSW 00H TH0 00HSP 07H TL1 00HDPTR 0000H TH1 00HP0-P3 FFH SCON 00HIP XX000000B SBUF 不定IE 0X000000B PCON 0XXX0000BTM
20、OD 00H复位信号及其产生RST 引脚是复位信号的输入端。复位信号是高电平有效，其有效时间应持续 24 个振荡周期(即二个机器周期)以上。若使用颇率为 6MHz 的晶振，则复位信号持续时间应超过4us 才能完成复位操作。整个复位电路包括芯片内、外两部分。外部电路产生的复位信号(RST)送至施密特触发器，再由片内复位电路在每个机器周期的 S5P2 时刻对施密特触发器的输出进行采样，然后才得到内部复位操作所需要的信号。复位操作有上电自动复位相按键手动复位两种方式。上电自动复位是通过外部复位电路的电容充电来实现的，其电路如图 24（a）所示。这佯，只要电源 Vcc 的上升时间不超过 1ms，就可以实现自动上电复位，即接通电源就成了系统的复位初始化。按键手动复位有电平方式和脉冲方式两种。其中，按键电平复位是通过使复位端经电阻与 Vcc 电源接通而实现的，其电路如图 24（b）所示；而按键脉冲复位则是利用RC 微分电路产生的正脉冲来实现的。其电路如图 24（c）所示：C22uF C22uF C22uFC22uFR1KR200R1KR1K R1KS1SW-PBS2SW-PBVCC STC89C52VCCRSTVSSVCCRSTVSSNetLabel16 STC89C52VCCRSTVSS（a）上电复位 （b）按键电平复位 （c）按键脉冲复位
