无线单片机Flash烧录器的设计

1 湖南科技学院大学生研究性学习和创新性实验计划 项 目 申 报 表 项目名称 单片机 Flash 无线烧录器的设计 系部名称电子工程系 学生姓名专 业性 别入 学 年 份 徐国兵电子信息工程男 2009 王成武电子信息工程男 2011 袁启明电子信息工程男 2009 高玉临电子信息工程男 2010 指导教师徐晓职称副教授学科专业自动控制 学生曾经参与科研的情况 2012 年省电子设计大赛参赛成员 2013 年全国电子设计大赛参赛成员 获得优胜奖 指导教师承担科研课题情况 2000 年以来主持 参与科研课题情况 1 2008 2010 年主持主持 蓝牙技术在无线局域网中的应用研究 湖南科技学 院校级重点重点项目 2 2009 年 2011 年主持主持 电力自动抄表采集器的设计 湖南省永州市科技 局一般项目 3 2000 年 2002 年主持主持 X 射线实时成像系统 湖南建华精密仪器有限 责任公司大型设备改造项目 2 4 2009 2011 参与 新型差压式微流量传感器的设计与特性研究 湖南 省教育厅优秀青年优秀青年项目项目 湘财教 2009 排名第三排名第三 5 2009 2011 年参与 输液监控智能化研究 湖南省科技厅课题 湘教 通 2009 排名第三排名第三 6 2009 2011 年参与 基于 CAN 总线和 GPRS 的路灯职群节能调控系统 湖南教育厅一般项目 排名第三排名第三 7 2009 2011 年参与 变量喷雾的药液流量检测方法与技术 南方农业 机械与装备关键技术省部共建教育部重点实验室开放基金 排名第五排名第五 项目研究和实验的目的 内容和要解决的主要问题 项目研究和实验的目的 项目研究和实验的目的 单片机学习入门首要任务是学习怎么使用编译好的程序下载单片机中 现 在市场的产品无论是最常用的串口下载 还是 SPI 下载 JTAG 下载等 都需要 把单片机开发板用数据线与 PC 机相接 导致开发板被限定狭小的移动范围内 不方便移动和使用 另外 有线下载不利于学习者观察效果 而且频繁的拔插 数据线是一件麻烦的事情 还会损害 PC 机的接口有效性 尤其对于 PC 机接口 影响更甚 本项目将很好的解决以上问题 本设计是制作一个单片机 Flash 无线烧录 器 实现单片机的无线烧录 而解决受空间位置限制 频繁拔插数据线的烦恼 无线单片机 Flash 烧录器器能够编程现在最常用的 51 类闪存型单片机 完全 能满足单片机学习者和开发人员的使用需要 方便快捷的烧录单片机 体验学 习单片机的乐趣 让单片机学习者和编程员更方便的使用单片机学习 体验学 习单片机的乐趣 3 研究内容 研究内容 PC机 RS232或US B接口电路 发送数据 单片机 NRF905 发射模块 无线数据发射部分 NRF905 接受模块 监控 单片机 目标单片机 无线数据接受部分 数据无线传输 数据输出 图 1 无线 AT 系列单片机 Flash 编程器总体设计图 首先用在 PC 机使用 VC 设计一个可以用于串口通讯的可视化窗口 即串 口调试助手 负责把编辑器编译的数据 即 PC 编写程序后生产的 HEX 文件 通 过串口发送给无线数据发送模块 无线发射模块由一块单片机和 NRF905 发射模块结合在一起构成 负责接 收 PC 机串口发来的数据 即 PC 编写程序后生产的 HEX 文件 并且通过无线 发射将数据发送给下一级 无线数据接收模块 无线数据接收模块由一块监控单片机与 NRF905 接收模块结合 负责接收 HEX 数据将其保存 然后 监控单片机将保存的数据其区分为数据段和地址段 通过 ISP 编程的方式 少数不支持 ISP 技术的单片机将采用并口编程方式 对 目标单片机 进行烧录 同时对目标单片机烧录时进行监控 如此实现了开发板在系统编程过程中实现不受空间位置的限制 特别在某 4 些狭隘空间工作的成品再次开发或升级过程中 由于 PC 机体积大而受到限制 时 本设计将发挥它特有的功能 待解决的问题及待解决的问题及拟定解决方案 拟定解决方案 1 编程器需要电源的小型耐用的实现 拟定解决方案 监控单片机在不工作时可进入睡眠模式 得以减少功 耗 延长使用寿命 2 不同型号的单片机的识别 便于决定编程模式的使用 拟定解决方案 在串口调试助手窗口中列出各个型号的编程模式 有 使用者手动设置 3 对于不同目标单片机芯片所需要的 ISP 编程与并口编程的自动切换 拟定解决方案 可有监控单片机控制硬件实现 将线路自动切换 4 编写配套的上位机 HEX 文件处理程序 用以实现完全自主设计的烧录 器 拟定解决方案 使用 VC 编写一简单实用的串口调试助手 5 无线传输过程中干扰 如传输损耗 路径损耗 多径损耗 周围环境 的吸收 对传输数据的影响 拟定解决方案 使用模块为 NRF905 其拥有很好的数据传输保 证 此项目在设计过程中分阶段的进行研究性学习和实验 将学到的知识运用 到实际的电子设计中 同时在设计中主动学习新知识 提高我们的学习积极性 通过不断的学习 实践提升我们解决实际问题的能力 培养我们的创新意识 写一些废话 国内外研究现状和发展动态国内外研究现状和发展动态 单片机烧录器旨在用于单片机程序下载 而各个单片机生产厂商并没有 固定的硬件烧录器 如 AT89C51 C52 都只能用专用硬件烧录器 如今国内外的单片机烧录器大多数向着ISP 编程技术前进 可以实现在 5 线升级 使用方便 然而现今的烧录器都有一个致命的缺点 即必须使用数据线 与 PC 机连接 受到空间限制 而且 ISP 下载软件没有开源 即必须使用官方下 载软件 然而 国内外在单片机烧录时脱离数据线的束缚 摆脱空间的限制 实现 单片机之间的无线烧录 这方面的研究还很少 6 本项目学生有关的研究积累和已取得的成绩本项目学生有关的研究积累和已取得的成绩 项目负责人徐国兵 男 22 岁 湖南科技学院电子工程系电子信息工程专 业 0902 班在校学生曾参加全国大学生电子设计大赛 精通开关电源制作 无线 模块和单片机等的使用 2011 年主持 高灵敏度防盗报警器 作品获得院级科 技创新节三等奖 项目组成员王成武 男 21 岁 湖南科技学院电子工程系电子信息工程专 业 1103 班在校学生 无线电协会维修部副部长 具有很强的动手能力 项目组成员高玉临 男 21 岁 湖南科技学院电子工程系电子信息工程专 业 1003 班在校学生 对软件有较强的兴趣 项目组成员袁启明 男 21 岁 湖南科技学院电子工程系电子信息工程专 业 0902 班在校学生 综合能力 组织能力等发展交全面 项目的创新点和特色项目的创新点和特色 1 无线烧录器可以实现单片机无线烧录 不受数据线的限制 解决空间位置 的束缚 拥有创新性 2 具有体积小 抗干扰能力强 数据安全可靠 维护方便等优点 将会在烧 录程序领域中带来广泛的市场 3 传统的并行烧录技术与主流的 ISP 烧录技术结合 4 可以实现脱离系统烧录 代替 PC 机对使用固定程序的单片机进行烧录 7 项目的技术路线 进度安排项目的技术路线 进度安排 2012 年 4 月 2012 年 7 月 收集无线传输模块及 flash 烧录器相关资 料并确定研究方案 2012 年 8 月 2012 年 11 月 在对资料充分研究的基础上 提出可行的 解决以及创新的设计方案 完成硬件电路部分的设计 包括 1 Flash 烧录器的 设计 2 无线传输模块电路的设计 3 单片机外围电路与无线传输模块的连接 设计 4 有效距离测试 5 减少外界干扰电路设计 2012 年 12 月 2013 年 1 月 通过对实用系统的测试 仿真技术完成软 件部分的设计 包括 1 干扰测试 2 无线发射和接收模块