无线RS232适配器的设计.doc

无线RS232适配器的设计摘要 介绍了一种采用新型国产射频芯片RF01（RFM01）和RF02（RFM02）设计的无线RS232适配器。采用半双工通信方式，最高波特率可达115.2kpbs，误码率低于0.001。各种射频参数如中心频率、调制频偏、接收带宽、收发速率等都可以通过计算机进行配置。计算机终端软件采用windows自带的“超级终端”。适配器上电后会向计算机发送操作提示字符，使用者只需根据提示字符输入相应的控制字即可，配置完成后，等待计算机发送收/发命令，然后系统即可按配置的参数进入收/发状态。在工作过程中，可以通过计算机随时改变其收/发状态，若需重新配置参数，按系统的复位键然后按提示重新输入即可。关键词无线适配器，波特率，误码率，射频参数，超级终端 目录摘要1目录21 引言31.1 RS232标准简介31.2 数字调制简介42 硬件电路设计52.1 总体设计框图52.2 射频电路设计52.3 单片机电路设计62.4 电平转换电路72.5 PCB设计73 软件设计83.1 射频芯片SPI接口时序及命令介绍93.1.1 RF01参数命令介绍93.1.2 RF02参数命令介绍103.2 程序说明113.2.1 主程序说明113.2.2 提示字符输出函数123.2.3 射频参数输入及SPI虚拟函数134 设计结果144.1 实验记录144.1.1 功耗测试144.1.2 误码率统计144.1.3 通信距离测试155 结论与展望15致谢15参考文献15Abstract161 引言本设计主要研究内容包括，RS232协议，无线通信，数字调制，单片机软硬件设计。在引言部分重点介绍了RS232标准和数字调制理论基础。接下来依次介绍了硬件电路设计、软件设计、最终设计结果以及致谢和参考文献。1.1 RS232标准简介3 RS-232-C接口（又称 EIA RS-232-C）是目前最常用的一种串行通讯接口。它是在1970年由美国电子工业协会（EIA）联合贝尔系统、调制解调器厂家及计算机终端生产厂家共同制定的用于串行通讯的标准。它的全名是“数据终端设备（DTE）和数据通讯设备（DCE）之间串行二进制数据交换接口技术标准”该标准规定采用一个25脚的连接器， RS-232-C接口连接器一般使用型号为DB25的25芯插头座，通常插头在DCE端，插座在DTE端。在计算机与终端通讯中一般只使用3-9条引线，可以采用DB-9的9芯插头座，传输线采用屏蔽双绞线，目前计算机上的串口一般选用就是这种DB-9的9芯插头座。RS-232-C标准规定的数据传输速率为每秒50、75、100、150、300、600、1200、2400、4800、9600、19200波特，实际上目前的串口速率已远远超过19200bps，可高达115200bps。在RS-232-C中任何一条信号线的电压均为负逻辑关系。即：逻辑“1”，-5 -15V；逻辑“0” +5 +15V 。噪声容限为2V。即要求接收器能识别低至+3V的信号作为逻辑“0”，高到-3V的信号作为逻辑“1” 。RS-232-C标准规定，驱动器允许有2500pF的电容负载，通信距离将受此电容限制，例如，采用150pF/m的通信电缆时，最大通信距离为15m；若每米电缆的电容量减小，通信距离可以增加。传输距离短的另一原因是RS-232-C属单端信号传送，存在共地噪声和不能抑制共模干扰等问题，因此一般用于20m以内的通信。近几年来，新的通信技术、手段不断出现，但由于串行通信技术具有成熟、开发方便的特点而仍被广泛的应用于工控场合。相对于并行通信来说，串行通信硬件代价低、结构简单，传输距离也要比并行通信长得多，但由于数据是一位一位传送的，所以在速度上比并行通信要慢。串行通信在通信方式上分为单工、半双工和全双工3种。单工：通信双方为A、B，在单工方式下只能由AB，或者只能由BA。半双工：通信双方为A、B，可以互相传送，但在某个时间内，只能由AB，或者只能由BA。全双工：通信双方为A、B，可以互相传送，在任何时间内都可以AB和BA同时进行。串行通信在数据传输上分为异步通信和同步通信方式两种方式。异步串行通信规定了字符数据传送格式，即每个数据以相同的格式发送。一般的格式如图1-1所示空闲位起始位数据位奇偶校验位停止位空闲位11100/1/0/10/11111图1-1 异步通信数据帧结构每一帧信息由起始位、数据位、奇偶校验位和停止位组成。由于异步通信每个字符都需要起始位、结束位等，所以在数据传输效率上有限，一般应用于低速场合。同步通信不像异步通信那样靠起始位在每个字符数据开始时使发送与接收同步，而是通过同步字符在每个数据块传送时使收/发双方同步，一般格式如图1-2所示。同步字符SYN1同步字符SYN2数据块图1-2 同步通信数据块结构与异步通信相比，同步通信传输的数据量大，速度也快，常用于高速传输的场合中。比较起来，在传输率相同时，同步通信方式下的信息有效率要比异步方式下的高，因为同步方式下的非数据信息比例比较小。但是从另一个方面看，同步方式要求进行信息传输的双方必须用同一个时钟协调，因此在传输数据的同时还必须传输时钟信号。但是异步方式不必要求通信双方的时钟频率完全一样，只要比较相近不超过一定的允许范围就行了。通信速度使用波特率来决定的。波特率表示的是单位时间内传输数据的位数，单位为bps。波特率设置在异步通信中是非常重要的，只有当通行双方以相同的波特率发送或者接收数据时，才能正确传输。1.2 数字调制简介数字调制有二进制调制和多进制调制4，二进制数字调制就是利用二进制基带数字信号去调制载波的一种调制方式，多进制数字调制就是利用多进制数字基带信号去调制载波的一种调制方式。与二进制数字调制相比，在相同码元传输速率下，多进制系统的信息传输速率显然比二进制系统的高，在相同的信息速率下，由于多进制码元传输速率比二进制的低，因而多进制码元的持续时间要比二进制的长。调制方式主要分为振幅调制（ASK）、频率调制（FSK）、相位调制（PSK）。由于该设计中采用的是二进制频率调制即2FSK，因此下面重点介绍2FSK的原理及实现方法。2FSK也叫频移键控，从名字上即不难看出2FSk信号是0符号对应于载频1，而1符号对应于载频2（与1不同的另一个载频）的已调波形，而且1与2之间的改变是瞬间完成的。2FSK信号的典型时域波形如图1-3所示：图1-3 2FSK信号的典型时域波形根据以上2FSK信号的产生原理，已调信号的一般时域数学表达式为： (式1-1)式中为单个矩形脉冲，脉宽为 (式1-2)是的反码，于是 (式1-3)是分别是第n个码元的初始相位。2FSK信号的产生通常有两种方式：（1）频率选择法；（2）载波调频法。由于频率选择法产生的2FSK信号为两个彼此独立的载波振荡器输出信号之和，在二进制码元状态转换（10或10）时刻，2FSK信号的相位通常是不连续的，这会不利于已调信号功率谱旁瓣分量的收敛。载波调频法是在一个直接调频器中产生2FSK信号，这时的已调信号出自同一个振荡器，信号相位在载频变化时始终是连续的，这将有利于已调信号功率谱旁瓣分量的收敛，使信号功率更集中于信号带宽内。2FSK有多种方法解调，如包络检波法、相干解调法、鉴频法、过零检测法及差分检波法等，不再具体介绍。2 硬件电路设计2.1 总体设计框图图2-1 系统设计框图系统框图如图2-1所示。该适配器采用半双工通信方式。RFM01是射频接收芯片，RFM02是射频发送芯片，该芯片采用2FSK调制方式，最高通信速率可达115.2kbps，工作在433MHz波段，中心频率在430MHz439MHz范围内可调。芯片集成了一个SPI接口，可以方便的通过MCU配置其射频参数。工作中通过片选信号nSEL1和nSEL2选通其中一个芯片工作。发送接收共用一根天线。AT89S52为整个电路控制单元，上电时先向计算机发送参数配置提示字符，然后接收来自计算机的参数配置命令，并将其存储在内存中。接着等待计算机发送收/发命令，进而就通过P1口采用SPI总线方式配置RF芯片，使其按照设置的方式接收或发送数据。正常工作时完成对来字计算机的信号进行分析，判别是普通数据还是RF芯片的收/发控制命令。是普通数据则不予处理，若是收发控制命令则进入相应的处理程序切换电路的收发状态。MAX232为电平转换芯片，因为涉及到计算机串口和单片机串口以及计算机和RF芯片的通信，计算机串口电平是RS232标准，单片机和RF芯片是TTL电平，所以需要MAX232进行电平转换。2.2 射频电路设计在该设计中无线接收发射是整个电路的核心，芯片的选择对电路功能的实现起着决定性作用。设计要求传输速率不低于100kbps，目前能达到100kbps的无线射频芯片已大规模推向市场，这些射频芯片普遍具有集成度高，开发简单，使用灵活等特点。只需增加简单的外围器件即可组成无线通信电路。在 该公司的芯片提供贴片和DIP两种封装方式，购买时一组收发芯片是DIP封装，另一组是贴片封装。由于两种封装的引脚排列顺序不同，因此在设计电路时，也是相应的有两种，主要是在片选信号和SPI接口有所调整，其他的不变。同理在程序设计上也是两种，区别就是片选信号和SPI接口定义不同，其他的全部相同，本文只讨论其中一种电路或程序，同理可以理解另一份电路或程序，在此不再讨论。查阅大量资料的基础上1 2 13选择的射频通信芯片是深圳市惠贻华普电子有限公司的RFM01(接收)和RFM02(发射)6 7 8 9。RF01是一款低成本高集成的FSK接收IC，其内部集成了所有的RF功能模块电路，外围只须一个MCU，一个晶振，一个旁路电容和一个外置天线就可组成一个带有PLL 技术的高可靠性的接收系统，具有设计简单，生产无需调试的特点。可工作在315/433/868/915MHZ 四个频段。RFM01是外接了晶振电路和天线匹配网络的RF01模块。RF02 是一款低成本高集成的FSK发射IC，其内部集成了所有的RF功能模块电路， 外围只须一个MCU，一个晶振，一个旁路电容和一个外置天线就可组成一个带有PLL 技术的高可靠性的发射系统，具有设计简单，生产无需调试的特点。可工作在433/868/915MHZ 三个频段。RFM02是外接了晶振电路和天线匹配网络的RF02模块。将RF01和RF02配对，即可组成一个完整的收发系统，在无需外加功放电路的情况下，距离可达到200 米以上。RF01和RF02 还集成了一个数字接口，轻易实现由MCU 通过软件设置，就可精确调整各种射频参数(如中心频点，频偏，发射功率，调制方式，传输率等)， 无需调整硬件电路，可轻易实现跳频功能。芯片集成一个兼容的SPI接口，通过这个接口，可以设置频带、中心频率和基带信号通路的带宽。MCU时钟分频、唤醒时钟定时和低电压检测也可以通过编程设定。所有的这些辅助功能都可以在不需要的情况下关闭。这些参数在上电时都被设置为默认状态；在睡眠状态下这些编程参数仍然保留。通过SPI接口可以读出状态寄存器的内容，包括芯片的状态和接收到的数据。在缓冲模式下，还可以通过该接口将接收数据从16位RX FIFO寄存器写入或读出。FIFO接收模式可以通过SPI接口将输出和FIFO模式命令中的fe位置1启动。由于RFM01，RFM02是RF01，RF02的模块，所以此部分电路比较简单，只需将芯片的SPI接口和片选信号以及数据输入输出连接正确即可。RFM01的数据输出接口需要加上拉电阻。此部分原理图如下图所示：图2-2 射频电路设计原理图图中TDM是接收解调数字信号，连接到单片机串口和MAX232经电平转换后接计算机串口，RDM为来自单片机串口或计算机串口的数字信号。每个芯片都加了两个去偶电容，100uF的是普通的电解电容，104的是高频去偶电容，以降低各种高低频噪声。2.3 单片机电路设计5单片机需要完成和电脑之间的通信以及对RFM01和RFM02的配置。电路如图2-3所示。采用P1口虚拟SPI总线。为了方便连接，与计算机通信的串行接口采用USB接口，USB接口为4根线，USB电源可以为系统供电，为了保护计算机，在USB电源接口后串入一个保险丝，熔断电流为200mA，中间两根信号线D+和D-可以做为RXD，TXD信号线。为了和计算机通信过程中波特率能精确计算，采用的晶振是11.0592MHz。L1和L2分别做为发送和接收状态指示。为了方便测试，单片机的UART既可以与计算机通信，也可以与RF芯片通信，通信方式的转换可以通过JR1，JT1跳线选择。另外为了程序调试方便，采用的是具有ISP功能的AT89S52单片机，AT89S52是美国ATMEL公司生产的低电压，高性能CMOS 8位单片机，片内含8KB的的可反复擦除的flash只读程序存储器和256B数据存储器，与标准MCS51指令系统及8052产品引脚兼容。定时器2可为本设计提供高达115.2kbps波特率的定时时钟。电路中也增加了标准ISP接口，并设计制作了标准ISP下载线。P0和P2口分别引出，可以做为扩展功能使用。图2-3 单片机电路原理图2.4 电平转换电路RS232电平与TTL电平之间的转换可以采用分立元件设计也可以采用集成芯片设计。分立器件电平转换电路设计简单成本低，但是高速特性不是很好。集成芯片电平转换电路设计也非常简单，高速特性也好，但成本稍高一点，综合考虑采用集成芯片设计，采用的是MAX232芯片。电路如图2-4所示：（a）分立器件电平转换电路 （b）集成芯片电平转换电路图2-4 电平转换电路2.5 PCB设计在该设计中涉及了高频高速模拟电路，因此应充分考虑EMC因素对电路的影响。RF芯片发射的高频电磁波会对单片机造成一定影响，而单片机运行产生的电压毛刺也会对RF芯片特别是LNA产生较大影响。在电路设计中，在每块芯片电源端加高低频去耦电容。在PCB设计方面，采取的措施是铺地，模数电源和地分开走线，一点接地，一点接电，信号走线尽量短，射频天线附近不要走线，发射接收共用一根天线。所有的引脚和焊点都是一个个微型天线，可以接收或者发射电磁波，为了进一步降低干扰在焊接过程中所有引脚都剪的很短，并焊成球形以降低辐射。另外为了降低射频信号对单片机的影响，除了ISP接口，扩展功能用的IO接口都没有焊接排针。PCB如图2-5所示。天线：采用的是拉杆天线，在433MHz波段，天线长度约为35cm。图2-5 PCB背面图3 软件设计软件包括单片机软件和计算机终端软件，计算机终端采用windows自带的“超级终端”软件，该软件是一款非常优秀的串口通信软件，支持常用波特率下的字符和文本文件传输，能自动捕获收发文字，有多种校验方式和数据流控制方式，另外在全双工方式下还具有文件传输功能。利用超级终端输入芯片配置参数，控制电路收发状态，实现数据的终端通信。单片机软件主要完成和计算机串口通信，控制射频芯片，实现收发状态指示。3.1 射频芯片SPI接口时序及命令介绍图3-1 RFM01、RFM02 SPI接口时序3.1.1 RF01参数命令介绍(POR是上电默认值)6 8（1）配置设置命令(Configuration Setting Command)表3-1 RF01配置设置命令该命令主要设置芯片的工作波段(b1，b0)；控制电压检测器开关(eb)、唤醒定时器开关(et)、晶体振荡器开关(ex)；选择晶振负载电容(x3x0)；时钟输出禁止位(dc)；i2i0:选择接收带宽。在实际工作中接收带宽是可以通过计算机配置的，其他参数都在程序中设置为固定值。接收带宽的可以根据数据传输速率、发射信号的调制频偏设置为合适的值，这对降低接收噪声，提高接收可靠性有很大帮助。接收带宽可以选择的范围如表3-2所示。 表3-2 RF01 Baseband Bandwith（2）频率设置命令（Frequency Setting Command）表3-3 RF01频率设置命令f11f0：用于设置工作频率，在433 频段，Fc=430+F*0.0025 MHz，Fc为发射机中心频率，F为频率参数，36F3903。中心频率是可以通过计算机配置的，配置方式为输入频率参数F的值。（3）接收机设置命令（Receiver Setting Command）表3-4 RF01接收机设置命令限于篇幅仅介绍g1、g0，和en 。g1、g0: 选择LNA 增益， LNA的增益可以通过计算机设定为相对于最大增益的0，-6，-14，-20dB，根据RF信号的强度设定合适的增益。增益的设置取决于环境噪声，若环境噪声比较大则应适当提高增益以提高接收可靠性，若环境噪声比较低则应适当降低增益。en: 使能接收机工作，可以根据计算机的收/发命令将该位 表3-5 LNA增益（相对于最大增益衰减）置1(启动发射)或置0(关闭发射)。（4）数据速率命令（Data Rate Comman）表3-6 RF01数据速率命令r6r0: 用于设置数据速率： (式3-1)BR为数据速率，R为数据速率参数。数据传输速率可以通过计算机设置，数据格式为cs与R组成的三位十进制数。（5）输出和FIFO 模式命令（Output and FIFO mode Command）表3-7 RF01输出和FIFO模式命令f3f0：设置FIFO 中断门限；s1s0：设置FIFO 填充条件；ff：FIFO 填充允许；fe：启用FIFO 功能。做为无线RS232适配器的接收芯片，采用的是数据直接输出模式，因此在程序关闭FIFIO模式，即fe0，其他的为默认值。另外AFC命令（AFC Command）主要用于设置AFC自动模式，程序中设定为一直保持自动模式，设置为0xce88；数据滤波命令（Data Filter Command）用于选择数据滤波类型，有OOK方式和数字滤波方式，由于设计采用2FSK调制方式，故滤波类型为数字滤波，设置为0xc6db；唤醒定时器命令（Wake-Up Timer Command）；低占空比命令（Low Duty-Cycle Command）；低压检测及时钟输出分频命令（Low Battery Detector and Microcontroller ClockDivider Command）；数据滤波命令（Data Filter Command）；状态读出命令（Status Read Command）等在该设计中不是很重要的命令不再介绍，程序中采用上电默认值。3.1.2 RF02参数命令介绍(POR是上电默认值)7 9（1）配置设置命令（Configuration Setting Command）表3-8 RF02配置设置命令b1、b0：波段选择；d2、d0：选择时钟引脚（CLK）输出频率，此时钟信号直接由晶体振荡器分频得到，可以作为MCU 时钟信号输入，从而省掉MCU晶体以降低系统成本如未用此信号，可以通过置1 “dc” 位（见电源管理命令）禁止输出；x3x0： 选择晶振负载电容；ms：用于选择调制极性： 1 为正调制，0 为负调制；m2m0：用于选择调制频偏，具体如右表所示，此命令可以通过计算机配置，实际中只需按右表输入具体数字即可。（2）频率设置命令（Frequency Setting Command）同RF01，在此不再介绍。表3-9 调制频偏（3）电源管理命令（Power Management Command）表3-10 RF02电源管理命令a1：晶体振荡器和频率合成器自动控制使能位。如果该位为“1”，晶体振荡器和频率合成器由数据发射命令启动，由休眠命令关闭；a0：功率放大器自动控制使能位。如果该位为“1”，功率放大器由数据发射命令启动，由休眠命令关闭；ex：晶体振荡器开关；es：频率合成器开关ea：功率放大器开关；eb：电压检测器开关；et：唤醒定时器开关；dc：时钟输出禁止位。单片机采用单独的晶振，因此不需要芯片的分频输出，该命令设置为0xc038。（4）数据速率命令（Data Rate Command）表3-11 RF02数据速率命令r7r0: 用于设置数据速率。 (式3-2)BR为数据速率，R为数据速率参数，此参数可以通过计算机输入。功率设置命令（Power Setting Command）；低压检测及发射位同步命令（Low Battery Detector and Tx bit SynchronizationCommand）；休眠命令（Sleep Command）；唤醒定时器命令（Wake-Up Timer Command）；数据发射命令（Data Transmit Command）；状态读出命令（Status Register Read Command）不再介绍，程序中采用上电默认值。3.2 程序说明3.2.1 主程序说明11首先初始化IO口和串口，接着向计算机发送操作提示字符，比如当需要配置RFM01的配置设置命令(Configuration Setting Command)时，单片机会向计算机发送“Input CSC1：”，此时需要输入接收带宽，假如设置为400，可以输入“400”然后按回车即可完成数据的输入。然后单片机会发送提示“Input RSC1：”即接收机设置命令（Receiver Setting Command），只需要输入此命令中的LNA增益即可，有四个可选增益：00，06，14，20，分别对应于最大增益的0，-6dB，-14dB，-20dB。接下来依次是“Input FSC1：”只需输入参数F，数据范围是00363903。“Input DRC1：”理论上数据范围可以是000255，但是做为无线RS232适配器，由于是串口间通信，只有固定的几个波特率，在该适配器中可选的波特率为：2400bps，4800bps，9600bps，19200bps，38400bps，57600bps，115200bps，分别对应的DRC1值是：143，071，035，017，008，005，002。“Input CSC2：”此命令要输入的是调制频偏，可选数据是030，060，090，120，150，180，210。“Input FSC2：” 只需输入参数F，数据范围是00363903。“Input DRC2：”在上述波特率下的数据分别是：071，035，017，008，003，003，002，000。接着单片机等待计算机发送收发命令，分别用“r”(receive)、“s”(send)做为收发命令，单片机收到此命令后即进入相应的工作状态并点亮指示灯。然后单片机不断检测计算机发来的数据，若是工作于接收状态则当输入“s”时可以立即进入发送状态。若是工作在发送状态则在出现“r”字符时单片机会判断是普通数据还是接收命令，是普通数据则不予处理，是接收命令则将电路转换为接收状态。具体判断方法为在单片机收到“r”后会调用一个1s延时程序，在此时间内不断检测串口，只要有接收到数据便立即退出，单片机将此“r”做为普通数据处理，若是在1s内没有检测到任何数据就认为是接收命令。主程序流程如图3-2所示：图3-2 主程序流程3.2.2 提示字符输出函数该部分程序实现将提示字符通过串口发送到计算机。为了节省内存提高程序执行效率，字符输出函数没有调用keil c51自带的printf（）函数，采用的是直接将字符按字输出的方式，这大大降低了单片机的内存开销，提高了程序执行效率。3.2.3 射频参数输入及SPI虚拟函数该部分函数完成对串口输入数据进行处理组合成一条合法的命令并存储以备其他程序调用。在参数输入完成之后，程序还要根据输入的波特率参数自动调整单片机的波特率为设定值。当得到收发命令后单片机才向RF芯片配置参数。采用SPI总线方式，由于AT89S52没有SPI串行总线接口，可以使用软件来模拟SPI的时序，包括串行时钟、数据输入和数据输出。对于RFM01和RFM02只有数据输入没有数据输出的这类芯片，只需模拟串行时钟(SCK，采用P1.1模拟)和数据输出(SDI，采用P1.0模拟)。RFM01和RFM02在SCK在上升沿接收数据，模拟时首先将单片机串行时钟输出口P1.1的初始状态设置为1，而在允许输出后再置P1.1为0。这样，MCU在输出1位SCK时钟的同时，单片机从P1.0（SDI）输出1位数据至RF芯片。至此，模拟1位数据输出便宣告完成。此后再置P1.1为0，模拟下1位数据的输出，由于RF芯片的数据格式是16位的，所以需依此循环16次，即可完成1次参数配置的操作。该函数如下所示：/-函数声明，变量定义-#include #define delayNOP(); _nop_();_nop_();_nop_();_nop_(); sbit SDI=P10;sbit SCK=P11;/-/ 函数名称： WRT_CMD.c/ 入口参数： cmd/ 函数功能： SPI方式发送两个字节，在SDI上升沿逐位将数据写入/-unsigned int WRT_CMD(unsigned int cmd) unsigned char n=16; / 向SDA上发送位数据字节，共16位 SCK =0; /时钟置低 while(n-) delayNOP(); SCK = 0 ; /时钟置低 if(cmd&0x8000) / 若要发送的数据最高位为1则发送位1 SDI = 1; / 传送位1else SDI = 0; / 否则传送位0 delayNOP();cmd = cmd1; / 数据左移一位 SCK = 1 ; /时钟置高 return 0;4 设计结果通过一学期努力，完成了无线RS232适配器的设计，半双工通信方式，最高通信速率可达115.2kbps，重要参数都可以通过电脑配置，采用USB接口供电、传输信号，也可以外接电池盒供电。不仅可以用于计算机串口间通信，也可以通过跳线选择为单片机串口间通信，完成了全部设计任务，达到了设计指标。该无线RS232适配器具有使用简单，功耗低等特点，可以适用于一切速率低于11.5.2kbps的半双工串行通信。4.1 实验记录实验仪器万用表、电源（采用3节5电池供电或USB接口电源）。实验过程首先是直流参数的测试，主要是功耗方面测试。其次是计算机串口通信误码率的统计。采用的方法是发送大量字符，在接收端统计接收错误字符，进而计算出误码率。最后是通信距离测试，先在计算机上配置好参数，接着选择单片机串口通信模式，发射过程为：每发一次数据延时150ms并取反P0.0做为发射指示。接收时，每接收到一帧正确数据则取反P0.0做为接收正确指示，无数据接收时则熄灭LED，在数据接收错误时，能自动重新等待数据的开始，若接收正确则闪烁LED做为指示。实验时不断增加通信距离并观察指示LED，若一直闪烁则通信正确若熄灭则传输错误，由此可确定最大通信距离。4.1.1 功耗测试测试条件：电源电压：4.5V（三节5电池）；传输速度：57.6kpbs，中心频率：435MHz，接收带宽：400kHz，调制频偏：180kHz。测试结果项目单片机RFM01RFM02接收电路总计发射电路总计静态接收静态发射静态接收静态发射电流（mA）11.39.510.21.924.220.821.513.235.5功耗（mW）50.842.745.98.6108.993.696.859.4159.8表4-1 系统功耗测试结果4.1.2 误码率统计测试条件：电源电压：5V（USB接口供电）；传输速度：57.6kpbs，115.2kbps；中心频率：435MHz，接收带宽：400kHz，调制频偏：180kHz；天线长度：35cm，材质：拉杆天线；终端软件：超级终端；运行环境：celeron D 2.93GHz CPU，512 DDR RAM。测试结果测试项目波特率(kbps)57.6115.2通信距离(m)2525测试结果(BER)0.00065%0.00093%0.00072%0.00095%表4-2 误码率测试结果可以看出误码率低于0.001，以上数据只是在当时特定条件下的测试结果，不能保证在其他条件下能 2m为室内距离，5m为间隔墙壁距离得出同样的结果。4.1.3 通信距离测试测试条件：电源电压：4.5V（三节5电池）；传输速度：57.6kpbs，中心频率：435MHz，接收带宽：400kHz，调制频偏：180kHz；天线长度：35cm，材质：拉杆天线。测试结果：开阔地可靠传输距离：约150m；建筑物内可靠传输距离：约20m。5 结论与展望通过以上分析和设计，掌握了电路设计的基本方法和理念，单片机系统设计水平有了很大提高，掌握了RS232通信标准。由于不能全双工通信，所以该适配器只能用于传输文字信息，还不能用于传输文件，这是该设计的不足之处。但是采用了发射和接收芯片分开的方式，只需加一个双工器10 12便可实现全双工通信，这将大大提高其应用场合。另外也可以采用时分双工方式15 16，这种方式不需要改动硬件，只需要改动单片机程序即可，节省了购买昂贵双工器的成本，但是通信速率会大大降低。致谢在毕业设计顺利完成之际，首先要感谢*老师对我的悉心指导，在整个设计过程中，*老师给了我很多的指导和建议，在调试过程中，他总是不厌其烦的帮助我分析电路、查找错误。还要感谢电子工艺实验室*老师给我提供的实验场地和实验器材，是在他的帮助下我才顺利的完成PCB的制作和电路的焊接。参考文献1黄智伟.单片无线收发集成电路原理与应用.北京:人民邮电出版社,20052黄智伟.无线数字收发电路设计.北京:人民邮电出版社,20053戴梅萼，史嘉权.微型计算机技术及应用.北京:清华大学出版社,20034樊昌信等.通信原理.北京:国防工业出版社,20015何立民.单片机高级教程(应用与设计) .北京:北京航空航天大学出版社,20006 JG Li.Universal ISM Band FSK Receiver RF01. Shenzhen .Hope Microelectronics CO.,LTD，20067 JG Li.Universal ISM Band FSK Transmitter RF02.Shenzhen .Hope Microelectronics CO.,LTD，20068 JG Li. ISM Band FSK Receiver Module RFM01. Shenzhen . Hope Microelectronics CO.,LTD，20069 JG Li. ISM Band FSK Transmitter Module RFM02. Shenzhen . Hope Microelectronics CO.,LTD，200610张清泉.调频双工器原理及测试结果分析.仪器仪表与分析监测,2003,2:1311王丽,雷秀,余建国.基于PC机与51单片机AT89C52的串行通信协议设计.机电工程技术,2006,35:20 12黄乘顺,余建坤.无线通讯双工器的作用结构及检测方法.湖南城建高等专科学校学报,2003,12:4413邓月明,黄智伟.选用射频芯片的无线数据通信电路设计.电子技术,2004,12:4814Yusuf Kumas.The Design of USB-IrDA Data Converter Dongle.Wuhan.A Master Disser