无线串行传输.doc

我们知道，RSR232串行口传输协议的最大有效距离是10M，且为有线传输，这给一些需要远距离传输控制带来很大的不便。根据课题需要，我们设计了一种基于特高频（300M以上）无线传输方法，实际使用效果连好，能满足一般的传输和控制，可应用于微机、单片机等控制领域。对于误码率要求较高的场合，建议采用CRC编码减少误码率。一、调制与发射 常见的模拟调制方式有调幅、调频和调相，常见的数字调制方法有频移键控、幅移键控等。OOK调制方式虽性能较差，但电路简单实现容易，工作稳定，被广泛应用于无线防盗和保安领域。如汽车、摩托车报警器，仓库大门，以及家庭保安系统中，大多使用这一类型电路。见图1 早期的发射器使用的是LC振荡电路，但该电路受分布参数的影响太大， 频率漂移较为严重，稳定性不好，且调试复杂，现已基本不用。取而待之的是高稳定性的新型器件，常见的有声表滤波器、陶瓷谐振器等。 声表滤波器在高频电子通讯中应用很广泛。这种滤波器体积小，重量轻，中心频率可做的很高，相对带宽较宽，具有理想矩形系数的选频特性。并且这种滤波器可采用与集成电路工艺相同的片面加工工艺，制造简单，成本低，重塑性和设计灵活性高，可大量生产和加工，是一种应用日益广泛的滤波器。与晶振电路相比，声表振荡电路简单多了。图1电路为常见的发射机电路，由于使用了声表器件，电路工作非常稳定，即使手抓天线、声表器或电路其他部位，发射频率均不会漂移。本电路有效传输距离可达200米以上。 利用某些陶瓷材料的压电效应构成的滤波器，称为陶瓷滤波器。常用的陶瓷滤波器是由钛酸铅Pb（ZrTiO3）制成。 与其他滤波器相比较，该滤波器制作工艺简单，且能方便的焙制成各种形状，适合滤波器的小型化；而且耐热性耐湿性能较好，很少受外界影响。其QL值通常为几百，比LC滤波器的高，但比石英晶体振荡的低。因此做滤波器时通频带没有石英晶体那样窄，选择性也比石英晶体滤波器差。目前陶瓷滤波器被广泛应用于接收机和其他仪器。二、接收与解调 常见的接收电路有超再生电路和超外差电路，超再生电路成本低，功耗可小到100uA左右，调整良好的超再生电路灵敏度和一级高放、一级振荡、一级混频以及两级中放的超外差接收机差不多。但超再生电路的工作稳定性和选择性都比较差，所以抗干扰能力也很差。 超外差电路的灵敏度和选择性都可以做得很好，现在有许多公司生产了许多接收超外差单片电路，只要外接很少的元件就能解调出调制信号。如美国Micrel公司推出的单片集成电路接收及解调电路MICRF001和MICRF002，它们是专为无线数字通信设计的解调电路，只要很少的外围元件就可以将模拟调制的高频信号解调出数字信号，使用非常简单。四、单片机全双工无线传输方案 发射电路采用图1电路，接收电路采用图2电路，通信距离不小于200M。ICRF002美国Micrel公司推出的单片集成电路，可完成接收及解调。MICRF002是MICRF001的改进型，与MICRF001相比，功耗更低，并具有电源关断控制端，可方便的与单片机接口。MICRF002性能稳定，使用非常简单。，ICRF002使用陶瓷谐振器，换用不同的谐振器，接收频率可覆盖300-440MHz。MICRF002具有两种工作模式：扫描模式和固定模式。扫描模式接受带宽可达几百KHz。此模式主要用来和LC振荡的发射机配套使用，因为，LC发射机的频率漂移较大，扫描模式下的数据通讯速率约为每秒2.5KBS。固定模式的带宽仅几十KHz，此模式用于和使用晶振稳频的发射机配套，数据速率可达每秒钟10KBytes。工作模式选择通过MICRF002的第16脚（SWEN）实现。另外，使用唤醒功能可以唤醒译码器或CPU，以最大限度地降低功耗。 图3是AT89C52组成的256路点滴数据采集系统的主机原理图，主机与从机之间可无线全双工串行通信。单片机串行口发送端与图1电路的数据输入端相连，数据接收端与图2电路的数据输出端相连。AT89C52的通讯拨特率设置为9.8KB，T2工作于方式2，用作拨特率发生器。显示和键盘管理用的是HD7279芯片。该芯片属于I2C总线器件，能管理64个键盘和16位数码管，或者64位LED，使用非常方便。一、无线SoC(片上系统)的核心-MCU 我们今天的时代，是无线时代，采用射频SoC(片上系统)进行无线通讯设计，是开发低成本、低功耗无线通讯应用系统的理想方案。射频SoC(片上系统)的特点是： 1) 专门的设计，将全部的高频部分电路全部集成到了电路内部，从无线芯片片机到天线之间，只有简单的滤波电路，系统设计者完成不必进行任何高频电路设计；2) 采用特殊设计，使无线芯片和微处理器和高频线路间，实现完美的配合，数字电路对高频通讯的影响减低到最小；3)将微处理器和无线芯片设计成一体，变成无线单片机，只要你懂单片机，就可以轻松完成无线通讯功能设计开发。 作为射频SoC(片上系统)的核心-嵌入式的微处理器，需要能进行无线通讯中的大量软件处理，包括纠错，防止碰撞，通讯协议处理等等，特别是在复杂网络系统和未来短距离、微功耗的IEEE 802.15.4标准中，更需要微处理器承担大量的计算和控制功能，在这个微处理器内核的选择上，需要考虑： 1/快速的计算能力；2/极低的功率消耗；3/高效率的开发工具，包括编译/汇编/DEBUG工具；4/和高频无线收发部分电路的有机结合；5/应用软件的支持。 无线SoC(片上系统)的芯片开发公司在经过综合考虑上述因素后，大多数不约而同的选择了有多年历史的 8051微处理器内核作为无线SoC(片上系统)微处理器。对于准备学习使用无线技术的广大单片机工程师和电子工程师而言，这是一个大好的消息，因为，从有线到无线的技术过渡中，将不再需要重新学习和熟悉单片机的结构/指令系统/编译器；而且，如果你选择成都无线龙通讯科技公司的无线8051单片机系列开发工具，你也不需要重新熟悉开发工具，而可以直接学习无线通讯的知识；直接快速进入无线通讯的实践中去。 二、已经在市场的8051内核的无线射频SoC(片上系统) 8051 兼容的无线单片机目前全世界共有4种，但主流的是chipcon 公司的cc1010, Nordic 公司的nRF24E1/nRF9E5。这三种无线单片机各有自己的特点，chipcon公司的cc1010有32kbyte Flash+2048+128 SRAM，三通道A/D 10位转换器，64线TQFP封装，传输通讯速度 76.8k bit/s , 片上具有：RTC/2UART/2PWM/SPI/26个I/O/DES加密电/看门狗电路等等，高频部分全部集成在芯片上，工作在300- 1000mhz, 最小的功率消耗仅0.2uA；小量价格在50人民币/每片左右。Nordic的nRF24E1工作在2.4GHZ，nRF9E5工作在433MHZ和 868-930MHZ，虽然Nordic的无线单片机存储器较小，只有4K，但由于采用较好的电源管理方式最小的功率消耗仅2.0uA；，并采用快速的 SHOCKBURST技术，传输通讯速度 100k bit/s在国内购买，小量价格在40人民币/每片。 三、将要推出的8051内核的新一代无线SoC(片上系统) 今年第二季度，chipcon公司将推出新一代工作在2.4Ghz, 兼容IEEE 802.15.4标准的高性能8051内核的无线单片机cc2430，该无线单片机主要参数如下： 1) MCU 使用 8051 8-bit 单周期内核，较标准8051快8倍；2)128kByte FLASH 存储器+ 8kByte RAM；3) RTC/2USART/2PWM/SPI/DES加密电/看门狗电路等等；4)ADC电路；5)高频部分全部集成在芯片上，工作在2.4Ghz, 低功率消耗；6)批量(百万)价格在4美元/每片。7)ZigBee 无线网络节点, 包括网络协调, 路由，简单节点功能；CC2430 采用Chipcon 公司最新的Smart RF 03 技术 和 0.18CMOS工艺制造，7x7 mm QLP 48 包装；另外还有多家采用8051内核的无线单片机预计在今年推出。 四、无线龙新的C51RF-3开发工具将支持开发cc2430 如果你开始实际到动手开发以射频SoC(片上系统)为核心的应用系统，你需要配备无线单片机开发工具来完成编译后的无线通讯程序下载/调试/测试等工作. 成都无线龙通讯科技公司年初推出新一代C51RF-2无线单片及开发工具和系列参考设计模块。你如果采用无线龙通讯科技自主知识产权开发设计的c51rf -2开发系统，你只需要一台c51rf-2就可以快速完成对nRF24e1/nRF9E5/cc1010等三种无线单片机芯片评估测试/软件开发/调试等，由于产品价格比国外同类产品低60%，而且工作可靠，使用方便，所以深受广大单片机工程师和电子工程师欢迎；产品供不应求。 而且为了让广大单片机爱好者和电子工程师能够负担，无线龙通讯科技公司在促销期对购买c51rf-2开发系统的个人用户和教育系统用户提供较大幅度的优惠和折扣。同时，无线龙通讯