毕业设计（论文）-无线评审系统设计.doc

重庆理工大学毕业论文 目录 1 目录 摘 要.I ABSTRACT.II 1 绪 论.1 1.1 课题的目的和意义.1 1.2 国内外评审系统的研究现状.1 1.3 主要内容.2 2 原理与总体方案.3 2.1 基本原理.3 2.2 设计方案.3 2.2.1 PTR8000 模块.4 2.2.2 单片机系统.4 2.2.3 串口通信.4 2.3 本章小结.4 3 系统硬件电路设计.5 3.1 单片机最小系统.5 3.1.1 STC89C52.5 3.1.2 系统电源模块.6 3.1.3 时钟系统.7 3.1.4 复位电路.7 3.2 PTR8000 无线数据接收模块.8 3.2.1 无线收发芯片 nRF905 性能及参数.9 3.2.2 nRF905 芯片及其外围电路.11 3.2.3 nRF905 的工作模式及配置.12 3.3 单片机与 PC 机通信模块.13 重庆理工大学毕业论文 目录 2 3.4 本章小结.15 4 软件设计.16 4.1 系统总流程.16 4.2 SPI 指令设置.16 4.3 NRF905 数据发送.24 4.4 NRF905 数据接收.25 4.5 本章小结.26 5 系统调试.27 5.1 硬件调试.27 5.2 软件调试.27 5.3 本章小结.27 6 总结.28 致 谢.29 参考文献.30 附录.32 重庆理工大学毕业论文 摘要 I 摘 要 在现实生活中很多时候都会用到评审系统，但是很多时候，人们依然采用的 比较落后的评审方式，如人工统计。虽然现在也存在有线评审系统，但有线评审 系统存在很多缺陷.有限评审系统虽然可靠稳定，但是易受环境的限制、线缆易 缠绕、评分器移动范围受到限制。因此，一种无线的评审系统在减少评审过程中 所用的时间提高效率和准确度方面具有重要意义。 无线评审系统主要是利用无线通信技术来解决评审过程中数据的传输。在现 代科技中可以进行无线传输的方法有很多，但是由于它们自身的缺陷而无法在评 审系统进行推广。本文介绍的是一种基于无线射频技术的无线数传模块设计的无 线评审系统。基于无线射频技术的无线数传模块具有设计方便，系统功耗低，价 格便宜等优点。该设计中主要包括 PTR8000 数据接收模块、单片机数据处理模块、 串口通信模块。本文的软件设计部分，详细地介绍了本设计的软件实现方法。程 序用 C 语言编写并使用 KEIL 软件进行编，在实际应用中具有一定的参考意义。 关键词：无线评审系统 射频技术 无线数传模块 串口通信 单片机 重庆理工大学毕业论文 摘要 II Abstract In real life many times will use the evaluation system, but a lot of the time, people still use the backward mode of examination, such as artificial statistics. Although there are wired evaluation system, but the system has many defects. Although wired evaluation system is reliable and stable, but vulnerable to environmental constraints, wire easy winding, score for moving range is limited. Therefore, a wireless evaluation system in reducing the review process used by the time to improve efficiency and accuracy has important significance. Wireless evaluation system is mainly the use of wireless communication technology to solve in the process of data transmission. There are many methods used for wireless transmission In the modern science and technology, but because of their own vulnerability to review system to promote. This paper introduces a wireless radio frequency technology based on wireless data transmission module design of the wireless review system. Wireless radio frequency technology based on wireless data transmission module design system has convenient, low power consumption, low price and so on. This design mainly includes the PTR8000 data receiving module, data processing module, Serial interface communication module. In this paper, the software design, introduces in detail the design method of software implementation. Program using C language and the use of KEIL software for editing, in the practical application has certain reference significance. Keywords：Wireless Review System RF Technology Wireless Data Transmission Serial Port Communication MCU 重庆理工大学毕业论文 绪论 1 1 绪论 1.1 课题的目的和意义 本课题利用单片机完成无线评审系统中的数据接收模块的软硬件设计，该接 收模块主要是完成无线评审系统中两个方面的数据接收工作。一是能够通过有线 的通信方式和 PC 端的评审软件进行数据通信，接收评审软件的命令与数据，同 时上传接收到的数据终端的评审数据。二是能够通过无线通信的方式和多个数据 终端进行数据通信，无线发送评审软件的命令与数据，接收数据终端的评审数据。 该模块在评审系统中能准确的接收来自多个数据终端的数据，在数据评审时 具有非常重要的实际使用价值。该模块方便灵活，功能可靠，适合在评审、评奖 活动中广泛使用。 1.2 国内外评审系统的研究现状 目前的评审系统包括有线评审和无线评审两种。有线评审系统在评审过程中 采用有线连接的方式。有线评审具有可靠、稳定，快速等优点，但在一些复杂的 场合容易受环境，线路限制等一些因素的影响，而且有线评审系统中有线网络布 线麻烦, 线路故障不容易检查, 设备重新布局就要重新布线, 还不能随意移动等 缺点突出1。最近几年来随着射频技术、集成电子技术的迅速发展,无线通信功 能越来越容易实现, 传输数据的速度也越来越快, 并且渐渐快达到有线网络的水 平。所以，现在的评审系统渐渐开始用无线式的评审系统来代替有线的。目前, 无线短距离通信实用技术主要有： 红外技术, 蓝牙技术、802.11b 无线局域网标 准技术,射频技术2。 红外技术是一种利用红外线进行点对点通信的技术，它的优点是无需申请频 率的使用权，移动通信所需的体积小、功耗低、连接方便、简单易用，且它数据 传输率较高发射角度较小，安全性高。但红外线传输是一种视距传输，相互通信 的两台设备必须对准其，不能有障碍物相隔，且它的传输距离只限于 12m。 蓝牙技术是一种点到多点的无线声音及数据传输技术。它所使用的是 2.4GHz 的 ISM 频段。它具有支持多种设备、可穿过墙壁和公文包传输数据、全方向传输、 内置安全性等优点。但该技术的应用也存在问题，如抗干扰能力不强、兼容性不 好、传输距离太短、信息安全和生态安全问题可疑等等3。 Wi-Fi(Wireless Fidelity,无线高保真)也是一种无线通信协议，正式名称 是 IEEE802.11b，与蓝牙一样，同属于短距离无线通信技术。Wi-Fi 速率最高可 达 11Mb/s。虽然在数据安全性方面比蓝牙技术要差一些，但在电波的覆盖范围方 面却略胜一筹，可达 100m 左右。Wi-Fi 是以太网的一种无线扩展，理论上只要用 重庆理工大学毕业论文 绪论 2 户位于一个接入点四周的一定区域内，就能以最高约 11Mb/s 的速度接入 Web4。 Wi-Fi 也存在着一些问题：（1）高昂的价格让消费者止步不前；（2）Wi-Fi 的 运营商很多，成为一个运营商的客户并不能共享其它运营商的资源；（3）公共 Wi-Fi 服务的目标消费群体那些拿着笔记本计算机四处游走，并且需要抓紧 每一分钟时间上网的人其实少之又少；（4）城市地区的空域有限，这意味 着利用 Wi-Fi 上网将非常拥挤；Wi-Fi 的安全问题受到了业界以及一些国家的质 疑。 对于上述几种短距离通信技术的缺陷，采用射频技术就可以基本上克服。用 户不用对无线通信原理和工作机制有较深的了解, 只要依据命令字进行操作即可 实现基本的数据无线传输功能, 因其功率小, 成本低, 开发简单快速而应用广泛, 如： 无线智能家居, 无线抄表, 无线点菜, 无线数据采集, 无线设备管理和监 控, 汽车仪表数据的无线读取等等。无线射频技术是一种近距离、低复杂度、低 功耗、低数据速率、低成本的无线通信技术。利用无线射频技术，信号的收发 不易受到外物的遮挡，只要在它的有效覆盖范围内，任何范围或角度皆能准确可 靠地接收5。 1.3 主要内容 在本文中主要介绍了一种基于单片机和无线射频技术的无线评审系统的接收 模块的设计方案，并详细地给出了该设计方案的设计思路和流程。其中，在该课 题的原理及设计方案中会具体的论述和介绍设计的总的原理及其思路。在后面的 硬件设计中则会详细的给出该模块的各个部分的功能和设计思路。尤其是对该模 块的核心部分PTR8000 数据接收模块，论文在后面会对其作出较为细致的介绍。 在软件设计部分，本文会给出整个设计的程序设计流程和软件设计思路，更会详 尽的给出各个部分的程序源代码，并对其加以描述和说明。在调试部分，会对调 试过程中的硬件和软件方面所存在的问题进行论述并加以解决和改进。 重庆理工大学毕业论文 原理与总体方案 3 2 原理与总体方案 2.1 基本原理 本课题利用单片机和无线射频技术来实现无线评审系统的接收模块。计算机 将评审规则中的各个指标通过串口传输的数传模块（有线），再利用无线射频技 术发射给各个评审器，然后评审器将评审结果传输给数传模块，数传模块将接受 到的数据再通过串口传输给计算机。 2.2 设计方案 根据本设计的要求，本系统主要完成的研究包括：对 STC89C52 单片机的存 储器空间分配，熟悉通用 I/O 接口，中断系统等；掌握 nRF905 芯片的使用，发 送接收系统硬件设计，主要对单片机与扩展接口（nRF905 接收发射接口）的设计。 按系统的功能整个系统包含一下几个部分：信号的接收，调节部分。信号的 接收是通过 PTR8000 模块的天线对发射机发送过来的数据进行接收，再对整个数 据包进行 GFSK 解调，还原出原来的调制前的数据信息6。信号的发送是当微控 制器有数据要发送时，通过 SPI 接口，按时序把接收机的地址和要发送的数据送 传给 nRF905，SPI 接口的速率在通信协议和器件配置时确定；接着微控制器置高 TRX_CE 和 TX_EN，激发 nRF905 的 ShockBurstTM 发送模式，最后通过 nRF905 的 ShockBurstTM 发送。系统的总体框图如图 2.1。 STC 89C52 时钟 复位 串口 PTR8000 PTR8000 重庆理工大学毕业论文 原理与总体方案 4 图图 2.12.1 系统的总体框图系统的总体框图 根据系统框图硬件电路主要由以下几部分组成：单片机系统、PTR8000 收发 模块、串口通信。 2.2.12.2.1 PTR8000PTR8000 模块模块 PRT8000 是一款基于 nRF905 芯片的无线数据收发模块,能实现单片机与微机 之间的无线数据通信,具有功耗低多频道多频段的特点可以方便的实现点对点及 点对多点的无线通信,可用于遥感,遥控,无线抄表,工业数据采集及家庭智能化等 领域7。图 2.2 为 PTR8000 的实物图。 2.22.2 PTR8000PTR8000 实物图实物图 2.2.22.2.2 单片机系统单片机系统 单片机系统就是单片机及其外围电路。其包括电源电路、时钟电路、复位电 路。 2.2.32.2.3 串口通信串口通信 由于 STC89C52 单片机输入、输出电平为 TTL 电平，而 PC 机配置的是 RS-232 标准串行接口，二者的电器规范不一致，因此采用 MXA232 单芯片实现 STC89C52 单片机于 PC 机的 RS-232 标准接口通信电路8。 2.3 本章小结 本章小节主要介绍了本设计的基本原理以及系统各模块的设计方案。设计方 案包括了系统总体的框图和各个模的具体方案。 重庆理工大学毕业论文 系统硬件电路设计 5 3 系统硬件电路设计 3.1 单片机最小系统 3.1.13.1.1 STC89C52STC89C52 STC89C52RC 单片机是宏晶科技推出的新一代高速/低功耗/超强抗干扰的单片 机，指令代码完全兼容传统 8051 单片机，12 时钟/机器周期和 6 时钟/机器周期 可以任意选择9。 主要特性如下： 1.增强型 8051 单片机，6 时钟/机器周期和 12 时钟/机器周期可以任意选择， 指令代码完全兼容传统 8051. 2.工作电压：5.5V3.3V（5V 单片机）/3.8V2.0V（3V 单片机） 3.工作频率范围：040MHz，相当于普通 8051 的 080MHz，实际工作频率 可达 48MHz 4.用户应用程序空间为 8K 字节 5.片上集成 512 字节 RAM 6.通用 I/O 口（32 个） ，复位后为：P1/P2/P3/P4 是准双向口/弱上拉，P0 口 是漏极开路输出，作为总线扩展用时，不用加上拉电阻，作为 I/O 口用时，需加 上拉电阻。 7.ISP（在系统可编程）/IAP（在应用可编程） ，无需专用编程器，无需专用 仿真器，可通过串口（RxD/P3.0,TxD/P3.1）直接下载用户程序，数秒即可完成 一片 8.具有 EEPROM 功能 9.具有看门狗功能 10.共 3 个 16 位定时器/计数器。即定时器 T0、T1、T2 11.外部中断 4 路，下降沿中断或低电平触发电路，Power Down 模式可由外 部中断低电平触发中断方式唤醒 12.通用异步串行口（UART） ，还可用定时器软件实现多个 UART 13.工作温度范围：-40+85（工业级）/075（商业级） 14.PDIP 封装 STC89C52 单片机有四种工作模式分别为： 1.掉电模式：典型功耗0.1A,可由外部中断唤醒，中断返回后，继续执行 原程序 2.空闲模式：典型功耗 2mA 重庆理工大学毕业论文 系统硬件电路设计 6 3.正常工作模式：典型功耗 4mA7mA 4.掉电模式：可由外部中断唤醒，适用于水表、气表等电池供电系统及便携 设备 STC89C52 单片机引脚如图 3.1 所示。 图图 3.13.1 STC89C52STC89C52 单片机引脚图单片机引脚图 3.1.23.1.2 系统电源模块系统电源模块 射频芯片 nRF905 工作电压为+3.3V，其他器件（包括 STC89C52 单片机）均 可工作在+5V。由于整个电路由两个不同的工作电压，考虑到只用一个电源供电， 是要求有电压转换电路+5V 和+3.3V 的电平转换电路10。电源采用 5V 的直流电源， 经过 LM1117-3.3 将电压转换为 3.3V，为主控芯片 STC89C52、串口转换芯片、射 频芯片 nRF905 供电。设计的系统电源电路如图 3.2 所示。 重庆理工大学毕业论文 系统硬件电路设计 7 图图 3.23.2 系统电源电路系统电源电路 3.1.33.1.3 时钟系统时钟系统 单片机工作时，从取指令到译码再进行微操作，必须在时钟信号控制下才能 有序地进行，时钟电路就是为单片机工作提供基本时钟的11。内部时钟方式的原 理电路如图 3.3 所示。在单片机 XTAL1 和 XTAL2 引脚上跨接上一个晶振和两个稳 频电容，可以与单片机片内的电路构成一个稳定的自激振荡器。晶振的取值范围 一般为 0 24MHz，常用的晶振频率有 6MHz、12 MHz、11.0592 MHz、24 MHz 等。 一些新型的单片机还可以选择更高的频率。外接电容的作用是对振荡器进行频率 微调，使振荡信号频率与晶振频率一致，同时起到稳定频率的作用，一般选用 2030pF 的瓷片电容。图 3.3 为单片机的时钟电路。 图图 3.33.3 单片机时钟电路单片机时钟电路 3.1.43.1.4 复位电路复位电路 在上电或复位过程中，控制 CPU 的复位状态：这段时间内让 CPU 保持复位状 态，而不是一上电或刚复位完毕就工作，防止 CPU 发出错误的指令、执行错误操 作，也可以提高电磁兼容性能。单片机在启动时都需要复位，以使 CPU 及系统各 部件处于确定的初始状态，并从初态开始工作。89 系列单片机的复位信号是从 重庆理工大学毕业论文 系统硬件电路设计 8 RST 引脚输入到芯片内的施密特触发器中的12。当系统处于正常工作状态时，且 振荡器稳定后，如果 RST 引脚上有一个高电平并维持 2 个机器周期(24 个振荡周 期)以上，则 CPU 就可以响应并将系统复位。复位电路如图 3.4 所示。 图图 3.43.4 单片机复位电路单片机复位电路 3.2 PTR8000 无线数据接收模块 PTR8000 数据模块是基于 nRF905 芯片的无线数据收发模块，它是由 nRF905 及其外围电路构成。PTR8000 数据接收模块可以实现单片机与微机之间的无线数 据通信13。具有功耗低, 多频道多频段的特点, 可以很方便地实现点对点及点对 多点无线通信。PTR8000 模块引脚如图 3.5 所示。 图图 3.53.5 PTR8000PTR8000 模块引脚图模块引脚图 重庆理工大学毕业论文 系统硬件电路设计 9 表表 3.13.1 PTR8000PTR8000 引脚引脚 管脚 名称 管脚功能 说明 1 VCC 电源 电源+3.33.6V DC 2 TX_EN 数字输入 TX_EN= 1 TX 模式 TX_EN= 0 RX 模式 3 TRX_CE 数字输入 使能芯片发射或接收 4 PWR_UP 数字输入 芯片上电 5 uCLK 时钟输出 本模块该脚废弃不用，向后兼容 6 CD 数字输出 载波检测 7 AM 数字输出 地址匹配 8 DR 数字输出 接收或发射数据完成 9 MISO SPI 接口 SPI 输出 10 MOSI SPI 接口 SPI 输入 11 SCK SPI 时钟 SPI 时钟 12 CSN SPI 使能 SPI 使能 13 GND 地 接地 14 GND 地 接地 3.2.13.2.1 无线收发芯片无线收发芯片 nRF905nRF905 性能及参数性能及参数 nRF905 模块使用 Nordic 公司的 nRF905 芯片开发而成。nRF905 单片无线 收发器工作在 433/868/915MHZ 的 ISM 频段由一个完全集成的频率调制器一个带 解调器的接收器一个功率放大器一个晶体震荡器和一个调节器组成14。 ShockBurst 工作模式的特点是自动产生前导码和 CRC 可以很容易通过 SPI 接口 进行编程配置电流消耗很低在发射功率为10dBm 时发射电流为 30mA 接收电流 为 12.5mA.进入 POWERDOWN 模式可以很容易实现节电。nRF905 芯片引脚图如图 所示。 重庆理工大学毕业论文 系统硬件电路设计 10 图图 3.63.6 nRF905nRF905 的引脚图的引脚图 nRF905 的特性: (1) 433Mhz 开放 ISM 频段免许可证使用。 (2) 最高工作速率 50Kbps，高效 GFSK 调制，抗干扰能力强，特别适合工业 控制场合。 (3) 125 频道，满足多点通信和跳频通信需要。 (4) 内置硬件 CRC 检错和点对多点通信地址控制。 (5) 低功耗 1.9 3.6V 工作，待机模式下状态仅为 2.5uA。 (6) 输出功率可达 10dBm。 (7) 收发模式切换时间 650us。 (8) TX Mode: 在+10dBm 情况下，电流为 30mA; RX Mode: 12.2mA。 重庆理工大学毕业论文 系统硬件电路设计 11 表表 3.23.2 nRF905nRF905 芯片性能参考数据芯片性能参考数据 参数数值单位 最低工作电压 3.0V 最大发射功率 10dBm 最大数据传输率曼彻斯特编码 50Kbps 输出功率为-10dBm时工作电流 9mA 接收模式时工作电流 12.5mA 温度范围-40到+85 典型灵敏度 -100dBm POWERDOWN模式时工作电流 2.5uA 3.2.23.2.2 nRF905nRF905 芯片及其外围电路芯片及其外围电路 PTR8000 数据收发模块是由 nRF905 芯片及其外围电路构成。包括外部时钟信 号、天线输出电路。nRF905 及其外围电路如图 3.8 所示。 图图 3.73.7 nRF905nRF905 应用电路应用电路 重庆理工大学毕业论文 系统硬件电路设计 12 3.2.33.2.3 nRF905nRF905的工作模式及配置的工作模式及配置 nRF905 片内集成了电源管理、晶体振荡器、低噪声放大器、频率合成器功率 放大器等模块，曼彻斯特编码/解码由片内硬件完成，无需用户对数据进行曼彻 斯特编码，使用非常方便。其内部有 5 个寄存器。分别为状态寄存器、射频配置 寄存器、发射地址寄存器、发射数据寄存器、接收数据寄存器15。nRF905 有两 种工作模式和两种节能模式。两种工作模式分别是 ShockBurstTM 接收模式和 ShockBurstTM 发送模式两种节能模式分别是关机模式和空闲模式。nRF905 的工 作模式由 TRX_CE、TX_EN 和 PWR_UP 三个引脚决定。表 3.3 为 nRF905 的工作模式 表。 表表 3.33.3 nRF905nRF905 的工作模式的工作模式 PWR_UPTRX_CETX_EN 工作模式 0XX 掉电及SPI编程 10X Standby和SPI编程 110 射频接收模式 111 射频发送模式 ShockBurstTM 模式： 与射频数据包有关的高速信号处理都在 nRF905 片内进行，数据速率由微控 制器配置的 SPI 接口决定，数据在微控制器中低速处理，但在 nRF905 中高速发 送，因此中间有很长时间的空闲，这很有利于节能。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频数据发射速率。 在 ShockBurstTM 接收模式下，当一个包含正确地址和数据的数据包被接收到后， 地址匹配(AM)和数据准备好(DR)两引脚通知微控制器。在 ShockBurstTM 发送模 式，nRF905 自动产生字头和 CRC 校验码，当发送过程完成后数据准备好引脚通知 微处理器数据发射完毕16。 由以上分析可知，nRF905 的 ShockBurstTM 收发模式有利于节约存储器和微 控制器资源，同时也减小了编写程序的时间。 节能模式：nRF905 的节能模式包括关机模式和空闲模式。 关机模式：nRF905 的工作电流最小，一般为 2.5uA。进入关机模式后， nRF905 保持配置字中的内容，但不会接收或发送任何数据。 空闲模式：有利于减小工作电流，其从空闲模式到发送模式或接收模式的启 动时间也比较短。在空闲模式下，nRF905 内部的部分晶体振荡器处于工作状态。 nRF905 在空闲模式下的工作电流跟外部晶体振荡器的频率有关17。 重庆理工大学毕业论文 系统硬件电路设计 13 3.3 单片机与PC机通信模块 PTR8000 数据收发模块接收到评审器发出的数据后，需要将接收到的数据传 送给计算机，但由于 STC89C52 单片机输入、输出电平为 TTL 电平，而 PC 机配置 的是 RS-232 标准串行接口，二者的电器规范不一致，必须有一个电平转换电路， 因此采用 MXA232 单芯片实现 STC89C52 单片机与 PC 机的 RS-232 标准接口通信电 路18。单片机与 PC 机通信系统如图 3.9 所示。 STC89C52STC89C52 MAX232MAX232 PCPC 机机 图图 3.83.8 单片机与单片机与 PCPC 机通信机通信 MAX232 是由德州仪器公司推出的一款兼容 RS232 标准的芯片。由于电脑串口 RS232 电平是-10V +10V，而一般的单片机应用系统的信号电压是 TTL 电平 0 +5V, 所以，单片机和 PC 机是不能直接通信的，而 MAX232 就是用来进行电平转换的， 该器件包含 2 个驱动器 2 个接收器和一个电压发生器电路提供 TIA/EIA-232-F 电 平。并且该器件符合 TIA/EIA-232-F 标准，每一个接收器将 TIA/EIA-232-F 电平 19。 转换成 5-v TTL/CMOS 电平转换成 TIA/EIA-232-F 电平。 MAX232 的主要特性 如下： 1.单 5V 电源工作。 2.LinBiCMOSTM 工艺技术。 3.两个驱动器和两个接收器。 4.30V 输入电平。 5.低电源电流: 典型值是 8mA。 6.符合甚至优于 ANSI 标准 EIA/TIA-232-E 及 ITU 推荐标准 V.28。 7.ESD 保护大于 MIL-STD-883 标准的 2000V。 MAX232 芯片的功能： MAX232 内部有一个电源电压变换器，可以把输入的 +5V 电源电压变换成为 RS-232C 输出电平所需的10V 电压。所以，采用此芯片 接口的串行通信系统只需单一的+5V 电源就可以了。下图 3.9 为 MX232 引脚图。 重庆理工大学毕业论文 系统硬件电路设计 14 图图 3.93.9 MAX232MAX232 引脚图引脚图 9 针串口是一个完整的 RS-232 接口是一个 25 针的 D 型插头座，25 针的连接 器实际上只有 9 根连接线，所以就产生了一个简化的 9 针 D 型 RS-232 插头座， 常用的就是一个 9 针的 D 型插头座。使用串口进进行通信时，我们最主要关心的 时以下这三个引脚： 5 GND 、2 RXD 、3 TXD 。要完成数据的发送与接收就必 须要到上面这三个引脚。而其它引脚是用来控制传输规则的，即握手协议20。下 表 3.4 是 9 针串口（DB9）的引脚功能。 表表 3.43.4 9 9 针串口引脚针串口引脚 引脚号缩写英文全称功能说明 1DCDData Carrier Detection 数据载波检测 2RXDReceive Data 接收数据 3TXDTransmit Data 发送数据 4DTRData Terminal Ready 数据终端准备 5GNDSystem Ground 信号地 6DSRData Set Ready 数据设备准备好 7RTSRequest to Send 请求发送 8CTSClear to Send 清除发送 9RIRing Indicator 振铃指示 现选用其中一路发送/接收,R1out接STC89C52的RED,T1in接STC89C52的TXD, T1out接PC机的RD，R1in接PC机的TD。因为MAX232具有驱动能力，所以不 需要 外加驱动电路21。如图3. 所示PC机与单片机通信模块电路图。 重庆理工大学毕业论文 系统硬件电路设计 15 图图 3.103.10 单片机与单片机与 PCPC 机通信模块电路机通信模块电路 3.4本章小结 本章节详细介绍了系统硬件部分的设计。主要包括了以下几个模块：最小系 统、PTR8000 无线数据收发模块、单片机与 PC 机通信模块。同时本章还详细介绍 了各个模块中用到的各种芯片，包括其性能参数、管脚分布以及管脚功能。同时， 也给出了各模块的电路图。 重庆理工大学毕业论文 软件设计 16 4 软件设计 根据设计要求，本系统是要用单片机、nRF905 及外设完成完成数据的收发。 具体要实现：用 nRF905 实现数据的发送、用 nRF905 实现数据的接收。 4.1 系统总流程 根据此任务，画出程序流程图如图 4.1 所示。 开始 将PTR8000设置为接收模式 延时等待数据发射 设置PTR8000为发射模式 初始化PTR8000 等待650us时间 PC机将要发送的各项指标传输给PTR8000 将接受到的数据传输给PC机 Y 数据发射 完毕 数据接收完成 Y 等待数据接收 图图 4.14.1 总体流程图总体流程图 重庆理工大学毕业论文 软件设计 17 4.2 SPI 指令设置 在编写程序时要对 nRF905 进行配置，所有配置字都是通过 SPI 接口送给 nRF905。SIP 接口的工作方式可通过 SPI 指令进行设置。SPI 接口由状态寄存器、 射频配置寄存器、发送地址寄存器、发送数据寄存器和接收数据寄存器 5 个寄存 器组成。状态寄存器包含数据准备好引脚状态信息和地址匹配引脚状态信息；射 频配置寄存器包含收发器配置信息，如频率和输出功能等；发送地址寄存器包含 接收机的地址和数据的字节数；发送数据寄存器包含待发送的数据包的信息，如 字节数等；接收数据寄存器包含要接收的数据的字节数等信息。射频寄存器的各 位的长度是固定的。然而，在 ShockBurstTM 收发过程中， TX_PAYLOAD、RX_PAYLOAD、TX_ADDRESS 和 RX_ADDRESS 4 个寄存器使用字节数由 配置字决定。通过对各个寄存器进行设置来实现数据收发的具体功能22。下表 4.1 为 nRF905 的各个寄存器的配置。 表表 4.14.1 nRF905nRF905 射频配置寄存器射频配置寄存器 RF-Configuration-Register( R/W) 字节# 内容位7 0 MSB=BIT7 初始化值 0 Bit7 0 0110_1100 1 Bit7:6没用AUTO_RETRAN RX_RED_PWR PA_PWR1:0HFREQ_PLL CH_NO8 0000_0000 2 Bi