無(wú)線通信測(cè)試平臺(tái)的開(kāi)發(fā)

1、無(wú)線通信測(cè)試平臺(tái)的開(kāi)發(fā)前言隨著社會(huì)的快速發(fā)展,無(wú)線通信在人們信息交流的各個(gè)方面發(fā)揮了舉足輕重的作用,尤其是在長(zhǎng)距離與移動(dòng)中的交流方面,起到了不可替代的作用。因此,無(wú)線通信成為當(dāng)前發(fā)展最快的技術(shù)之一。于是,各種全新的無(wú)線通信概念層出不窮,新體制及其關(guān)鍵技術(shù)日新月異。這些重大觀念的改變和進(jìn)步成為21世紀(jì)無(wú)線通信革命的標(biāo)志。100 年以來(lái)的無(wú)線通信的發(fā)展,已形成了蜂窩移動(dòng)系統(tǒng)、數(shù)字廣播系統(tǒng)、無(wú)線局域網(wǎng)、衛(wèi)星通信系統(tǒng)等多種體制的無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)。無(wú)線通信的基礎(chǔ)理論隨著微電子技術(shù)、數(shù)字技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展,也得到巨大的發(fā)展。第一代模擬移動(dòng)通信提出了“蜂窩”概念;第二代移動(dòng)通信系統(tǒng)引入“數(shù)字技術(shù)”,實(shí)現(xiàn)了以

2、GSM 為代表的數(shù)字移動(dòng)通信;而以CDMA 技術(shù)和寬帶通信業(yè)務(wù)為主的新技術(shù),構(gòu)成第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)的基本特征,包含話音、數(shù)據(jù)、視像、ISDN 和多媒體各種業(yè)務(wù)。第三代移動(dòng)通信的目標(biāo)是: 世界范圍內(nèi)的高度一致性,與固定網(wǎng)絡(luò)各種業(yè)務(wù)相互兼容,高服務(wù)質(zhì)量,全球范圍內(nèi)使用的小終端具有全球漫游能力,支持多媒體和廣泛的業(yè)務(wù)。因此,有人將第三代移動(dòng)通信的目標(biāo)歸納為5A ,即任何人在任何時(shí)間、任何地點(diǎn)可以任何方式和任何人進(jìn)行通信。然而盡管目標(biāo)遠(yuǎn)大,但困難重重。首先是如何在無(wú)線設(shè)備中增加新的功能,尤其是移動(dòng)視頻通信、視頻多媒體等多媒體功能。這需要對(duì)多種技術(shù)和不同的軟/硬件設(shè)計(jì)技巧進(jìn)行不斷地改善,包括:提高集成度

3、及縮小體積;提高速度,增強(qiáng)性能,同時(shí)降低功耗;降低成本,增強(qiáng)處理能力;提供完整平臺(tái)方案。因此,本論文試圖以nRF905為基礎(chǔ),從設(shè)計(jì)到開(kāi)發(fā),討論一下無(wú)線測(cè)試平臺(tái)的使用。第一章無(wú)線測(cè)試平臺(tái)的組成一、無(wú)線測(cè)試平臺(tái)的組成平臺(tái)模型如圖1-1所示,平臺(tái)由五部分組成: 無(wú)線通信模塊,液晶顯示模塊,按鍵控制模塊,數(shù)/模和模/數(shù)轉(zhuǎn)換模塊,串口通信模塊。 圖1-1無(wú)線測(cè)試平臺(tái)的組成二、測(cè)試平臺(tái)性質(zhì)的介紹在科技發(fā)展日益成熟的情況下,系統(tǒng)化的操作模式已經(jīng)廣泛地進(jìn)入到包括科研在內(nèi)的科技相關(guān)產(chǎn)業(yè)的每一個(gè)部門(mén),對(duì)于通信領(lǐng)域設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō),我們同樣需要一個(gè)成熟的測(cè)試平臺(tái)。成熟的測(cè)試平臺(tái)能使設(shè)計(jì)人員從繁重的測(cè)試工作中解脫出來(lái),也有

4、利于項(xiàng)目的進(jìn)展。正向設(shè)計(jì)采用技術(shù)細(xì)分的方法,將設(shè)計(jì)分成以下幾個(gè)部分:性質(zhì)分析:對(duì)實(shí)際應(yīng)用進(jìn)行調(diào)查,分析并進(jìn)行預(yù)測(cè),決定項(xiàng)目的方向。系統(tǒng)設(shè)計(jì):對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行合理的劃分和整體規(guī)劃。模塊設(shè)計(jì):針對(duì)具體劃分的模塊進(jìn)行滿足要求的設(shè)計(jì)。測(cè)試驗(yàn)證:對(duì)設(shè)計(jì)好的項(xiàng)目進(jìn)行全面的測(cè)試,調(diào)試和驗(yàn)證。其中,測(cè)試是把握質(zhì)量的關(guān)口,它對(duì)項(xiàng)目的最終成功起到非常重要的作用。三、測(cè)試平臺(tái)功能概述此平臺(tái)設(shè)計(jì)試圖實(shí)現(xiàn)包括硬件、軟件、協(xié)議、例程,能夠進(jìn)行ASCII編程、數(shù)據(jù)傳送等功能。理想的平臺(tái)可以實(shí)現(xiàn)短距離的無(wú)線通信,利用nRF905在設(shè)計(jì)上的優(yōu)點(diǎn),可以保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)馁|(zhì)量。同時(shí),液晶可以同步顯示操作的過(guò)程、單片機(jī)和計(jì)算機(jī)的通信內(nèi)容、無(wú)線

5、通信內(nèi)容,以及模/數(shù)轉(zhuǎn)換后的結(jié)果。第二章平臺(tái)各功能模塊介紹一、A T89C51功能模塊(一A T89C51芯片介紹AT89C51單片機(jī)結(jié)構(gòu)與8051系列基本相 近,只是片內(nèi)有一個(gè)4KB的Flash存儲(chǔ)器。輸出端子和指令系統(tǒng)都與8051系列兼容。AT89C51是用靜態(tài)邏輯來(lái)設(shè)計(jì)的,其工作頻率可下降到0Hz,并提供兩種可用軟件來(lái)選擇的省電方式,即空閑方式(Idle Mode和掉電方式(Power Down Mode。在空閑方式中,CPU停止工作,而RAM、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器、串口和中斷系統(tǒng)都繼續(xù)工作。在掉電方式中,片內(nèi)震蕩器停止工作,由于時(shí)鐘被“凍結(jié)”,使一切功能都暫停,故只保存片內(nèi)RAM中的圖2-1

6、A T89C51(包含晶振電路內(nèi)容,直到下一次硬件復(fù)位為止。(二A T89C51在平臺(tái)中的應(yīng)用在此平臺(tái)上,1、P14P17接按鍵,分別啟動(dòng)液晶顯示、A/D、D/A、無(wú)線通信模塊。2、P00P07腳進(jìn)行數(shù)據(jù)通信:(1傳輸A/D后的數(shù)據(jù)信號(hào)給AT89C51;(2送數(shù)據(jù)信號(hào)給DAC0832;(3傳送控制信號(hào)和數(shù)據(jù)信號(hào)給nRF905及傳回nRF905的反饋信號(hào); (4送信息及控制數(shù)據(jù)給液晶。3、P 3.0 (RXD 串行口輸入4、P 3.1 (TXD 串行口輸出二、ADC0809功能模塊(一ADC0809芯片介紹ADC0809的特性:(1分辨率:8位;(2轉(zhuǎn)換時(shí)間:100us;(3總不可調(diào)誤差:+1L

7、SB;圖2-2ADC0809(4單電源:+5V;(5具有鎖存功能的8路模擬開(kāi)關(guān),可以對(duì)8路模擬電壓分時(shí)進(jìn)行轉(zhuǎn)換;(6輸出與TTL兼容;(7由鎖存三態(tài)輸出。(二ADC0809引腳功能1、IN0IN7是模擬量輸入端,其地址編碼由A、B、C端控制 表2-1ADC0809模擬輸入端地址控制表2、Ref(+、Ref(-:基準(zhǔn)電壓的正極和負(fù)極。3、ALE: 地址鎖存允許信號(hào)。4、D7-D0: 轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)輸出線。5、START: 啟動(dòng)信號(hào)(輸入。為了啟動(dòng)A/D轉(zhuǎn)換過(guò)程,應(yīng)在此引腳上施加一個(gè)正脈沖,脈沖的上沿將所有內(nèi)部寄存器清零。在其下降沿開(kāi)始A/D變換過(guò)程。6、EOC:轉(zhuǎn)換結(jié)束信號(hào)(輸出。在START信號(hào)上

8、升之后,0-8個(gè)時(shí)鐘周期內(nèi),EOC信號(hào)變?yōu)榈碗娖健．?dāng)轉(zhuǎn)換結(jié)束,所得到的數(shù)據(jù)可以被讀出時(shí),EOC變?yōu)楦唠娖?。?dāng)此A/D轉(zhuǎn)換器與微機(jī)接口時(shí),EOC可用來(lái)申請(qǐng)中斷。7、OE:輸出允許信號(hào)(輸入,高電平有效。它有效時(shí),將輸出寄存器中的數(shù)據(jù)放到數(shù)據(jù)線上,以供CPU讀入。(三 ADC0809與A T89C51的接口當(dāng)74LS139的11b和WR為低電平,通過(guò)或非門(mén)(74LS02,輸出一個(gè)正脈沖,使啟動(dòng)信號(hào)START及地址鎖存允許信號(hào)ALE有效,將地址送到地址總線,模擬量經(jīng)A、B、C 選擇開(kāi)關(guān)所指定的通道送到A/D轉(zhuǎn)換器。在START下降沿的作用下,逐次逼近過(guò)程開(kāi)始,即轉(zhuǎn)換開(kāi)始,此時(shí)轉(zhuǎn)換結(jié)束信號(hào)EOC變?yōu)榈?/p>

9、電平。直到轉(zhuǎn)換結(jié)束,轉(zhuǎn)換結(jié)束信號(hào)EOC變?yōu)楦唠娖?經(jīng)反相器后,使int1產(chǎn)生低電平,可向CPU申請(qǐng)中斷。此時(shí),如果要從A/D 轉(zhuǎn)換器讀取轉(zhuǎn)換結(jié)果,單片機(jī)應(yīng)發(fā)出一個(gè)輸出允許信號(hào),即使74LS139的11b和RD均為低電平,經(jīng)或非門(mén),使OE出現(xiàn)高電平,這時(shí)可以從A/D轉(zhuǎn)換器讀取數(shù)字量。(全電路詳見(jiàn)圖2-9。三DAC0832功能模塊(一 DAC0832芯片介紹DAC0832是美國(guó)國(guó)家半導(dǎo)體公司(NSC的產(chǎn)品,它可以直接與單片機(jī)接口,不需要外加I/O接口芯片。它采用CMOS工藝。它由三大部分組成:一個(gè)8位輸入寄存器,一個(gè)8位DAC寄存器和一個(gè)8位D/A轉(zhuǎn)換器。DAC0832器件由于有兩個(gè)可以分別控制的

10、數(shù)據(jù)寄存器,使用時(shí)有較大的靈活性?？梢愿鶕?jù)需要接成多種工作方式。在使用時(shí),可以采用雙緩沖方式(兩極輸入鎖存,也可以用單緩沖方式(只用一項(xiàng)輸入鎖存,另一級(jí)始終保持直通的形式。因此,這種轉(zhuǎn)換器使用非常方便靈活。 圖2-3DAC0832 (LM358運(yùn)算放大器(二 DAC0832引腳功能1、CS: 片選信號(hào),低電平有效。2、ILE: 輸入鎖存允許信號(hào),高電平有效。3、WR1: 寫(xiě)信號(hào)1端,低電平有效。當(dāng)為低電平時(shí),用來(lái)將輸入數(shù)據(jù)傳送到輸入鎖存器;當(dāng)為高電平時(shí),輸入鎖存器中的數(shù)據(jù)被鎖存,當(dāng)ILE為高電平時(shí),又必須CS和WR1同時(shí)為低電平時(shí),才能將鎖存器中的數(shù)據(jù)進(jìn)行更新。以上3個(gè)控制信號(hào)構(gòu)成第一級(jí)輸入鎖

11、存。4、WR2: 寫(xiě)信號(hào)2端, 低電平有效。該信號(hào)與XFER配合,可是鎖存器中的數(shù)據(jù)傳送到DAC寄存器中進(jìn)行轉(zhuǎn)換。5、XFER:傳送控制信號(hào),低電平有效。該信號(hào)與WR2配合,構(gòu)成第二級(jí)輸入鎖存。6、D0D7:數(shù)字輸入量。D0是最低位(LSB,D7是最高位(MSB。7、Iout1:DAC電流輸出1端。當(dāng)DAC寄存器全為1時(shí),表示Iout1為最大值,當(dāng)DAC寄存器全為0時(shí),表示Iout1為0。8、Iout2:DAC電流輸出2端。Iout1+ Iout2=常數(shù)。9、R fb: 反饋電阻,為外部運(yùn)算放大器提供一個(gè)反饋電壓。R fb可由內(nèi)部提供,也可由外部提供。10、Vref:參考電壓輸入,要求外部接一

12、個(gè)精密的電源。當(dāng)Vref為+5V時(shí),可獲得滿量程四象限的可乘操作。11、AGND: 模擬地。12、DGND: 數(shù)字地。四、nRF905功能模塊(一nRF905芯片介紹nRF905 是一個(gè)無(wú)線電收發(fā)兩用單芯片,ISM頻帶433/868/915mHz.它包含一個(gè)完整的頻率合成器,接收器與解調(diào)器,功率放大器,晶體振蕩器和調(diào)制器相連。自動(dòng)地處理CRC 檢驗(yàn)和序文生成。可容易地配置使用SPI接口。消耗的電流非常低,在傳輸狀態(tài)下,發(fā)射功率為-10dBm時(shí)僅僅11mA,接收模式下12.5mA。其特征如下:1.在掉電模式下運(yùn)行發(fā)送模式3.6v3.多信號(hào)通道運(yùn)行ETSI/FCC兼容4.通道轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)時(shí)間小于650u

13、s5.材料價(jià)格低6.無(wú)外部SAW濾波器7.最大發(fā)射功率可達(dá)到10dBm8.“發(fā)射前先驗(yàn)”載波監(jiān)測(cè)輸出CD9.收發(fā)空數(shù)據(jù)報(bào)時(shí),發(fā)送數(shù)據(jù)接收就緒DR信號(hào)10.收包裹使用地址匹配檢測(cè)AM11.自動(dòng)重發(fā)機(jī)制12.自動(dòng)CRC檢驗(yàn)和序文生成13.低電流TX,典型11mA(當(dāng)發(fā)射功率在-10dBm低供電流RX,典型12.5mA(二nRF905功能引腳nRF905有32個(gè)引腳,其功能見(jiàn)(附錄二表格。常用的nRF905是連接好外圍電路的,稱為PTR8000模塊。其結(jié)構(gòu)見(jiàn)(附錄一電路圖。PTR8000模塊引腳有14個(gè),其功能見(jiàn)下表 表2-2PTR8000模塊引腳功能(三PTR8000硬件接口 圖2-41、SPI接

14、口:由SCK、MISO、MOSI以及CSN組成:(1在配置模式下,單片機(jī)通過(guò)SPI借口配置PTR905的工作參數(shù);(2在發(fā)射/接收模式下,單片機(jī)SPI發(fā)送和接收數(shù)據(jù);用于SPI接口的有用命令請(qǐng)參閱nRF905使用說(shuō)明中表格SPI串行接口指令。當(dāng)CSN為低時(shí),SPI接口開(kāi)始等待一條指令,任何一條新指令均由CSN的高到低的轉(zhuǎn)換開(kāi)始。2、狀態(tài)輸出接口:提供載波檢測(cè)輸出CD,地址匹配輸出AM,數(shù)據(jù)就緒輸出DR。(四nRF905工作模式: 表2-3nRF905工作模式1、nFR905的發(fā)射模式:nFR905使用了Nordic VLSI的發(fā)射模式特性,這種模式可以由nFR905提供高數(shù)據(jù)率,而無(wú)需由MCU

15、高速的數(shù)據(jù)處理和時(shí)鐘恢復(fù)。在設(shè)置與芯片內(nèi)FR協(xié)議相關(guān)的信號(hào)為高速處理的同時(shí),nFR905提供程序微處理器一個(gè)簡(jiǎn)單串行接口,數(shù)據(jù)率由接口微處理器自身設(shè)置。在命令數(shù)字部分的程序低速率工作的同時(shí),在RF聯(lián)接上將數(shù)據(jù)最大化,nFR 905模式降低程序中的平均電流消耗。在接收模式下,當(dāng)一個(gè)合法地址和載重量被分別地接收到時(shí),通知微處理器地址匹配和數(shù)據(jù)接收就緒。在發(fā)射模式下,nRF 905自動(dòng)地產(chǎn)生序文和CRC 校驗(yàn)。數(shù)據(jù)接收就緒通知微處理器傳送已經(jīng)完成了。總之,這意味著降低微處理器在低功耗時(shí)的存儲(chǔ)要求,同時(shí)降低軟件的完成時(shí)間。2、典型的發(fā)射模式:(1當(dāng)程序處理器擁有路由節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)時(shí),串行接口將接收地址和發(fā)

16、射流量信息鎖在nFR905中。程序協(xié)議或微處理器設(shè)置接口的速度。(2微處理器將 TRX_CE 和TX_EN置高,進(jìn)行發(fā)射。(3905的發(fā)射:無(wú)線電自動(dòng)通電數(shù)據(jù)包完成(加序文,CRC計(jì)算數(shù)據(jù)包發(fā)送(1000KBPS, GFSK, 曼徹斯特編碼數(shù)據(jù)就緒當(dāng)傳輸完成時(shí)被置高。(4如果AUTO_RETRAN被設(shè)高,nRF905連續(xù)重發(fā)包直到TRX_CE變?yōu)榈?。?dāng)TRX_CE被設(shè)低,nFR905完成發(fā)送向外發(fā)的包,然后自動(dòng)設(shè)為支持模式。這種發(fā)射模式保證了傳輸一個(gè)包的過(guò)程,只要開(kāi)始就能完成,無(wú)論TRX_CE和 TX_CE 在傳送時(shí)被如何設(shè)置,這種新的模式在傳送完成的時(shí)候仍是工作的。3 、發(fā)射流程: 圖2-5

17、4、典型的接收模式:(1接收模式選擇TRX_CE和TX_EN為低。(2在650us后,nFR905控制空中接收的通信。(3當(dāng)nFR905探測(cè)到一個(gè)在接收頻率的載波時(shí),載波監(jiān)視針置高。(4當(dāng)一個(gè)合法地址被接收后,地址匹配針被置高。(5當(dāng)一個(gè)合法包被收到后(找到正確的CRC,nFR905去掉序文和地址和CRC位,然后數(shù)據(jù)就緒位被置高。(6微處理器設(shè)TRX_CE為低,以進(jìn)入支持模式。(低電流模式(7微處理器能在適當(dāng)?shù)乃俾?通過(guò)串行接口輸出時(shí)鐘給流量數(shù)據(jù)。(8當(dāng)獲取所有的流量數(shù)據(jù)后,nFR905將數(shù)據(jù)就緒位和地址匹配位再置低。(9芯片當(dāng)時(shí)為接收做好準(zhǔn)備,發(fā)射或掉電模式做好了準(zhǔn)備。如果TRX_CE或TX

18、_EN在接收包時(shí)被改變,nFR905立即改變模式,包被丟失。但是,如果微處理器感測(cè)到AM針,它知道什么時(shí)候芯片接收一個(gè)發(fā)來(lái)的包并能決定是否等待DR 信號(hào)或進(jìn)入一個(gè)不同的模式。5、接收流程: 圖2-66、掉電模式:在掉電模式下,nRF905只能最小消耗電流,典型地小于5uA。當(dāng)進(jìn)入這種模式下,裝置不工作,平均最小電流消耗和最大電池壽命。掉電模式下,配置字的內(nèi)容保持。7、支持模式:支持模式是用來(lái)在保持接收和發(fā)送短啟動(dòng)時(shí)間下,最小化平均電流消耗。在這種模式,晶振的部分可用。電流消耗是與晶振頻率獨(dú)立的。Ex: IDD=12uA 當(dāng)4mHzIDD=46uA 當(dāng)20mHz如果nRF905的uP時(shí)鐘使能,電

19、流消耗增加,與負(fù)荷的靜電容量和頻率獨(dú)立。在支持狀態(tài)下保持配置字內(nèi)容。五、MAX232功能模塊(一MAX232 芯片介紹:MAX232 芯片是一種較新的RS232的轉(zhuǎn)換芯片,它可實(shí)現(xiàn)TTL電平與RS232電平轉(zhuǎn)換,MAX232內(nèi)部有電平倍增電路和轉(zhuǎn)換電路,僅需+5V電源便可工作。它引腳分布如圖2-7所示。圖2-7(二單片機(jī)與PC機(jī)串行通信的連接圖:圖2-7 圖2-8六GDM12232E功能模塊(一GDM12232E性能特征1.122*32點(diǎn),8192個(gè)中文字符2.128個(gè)字母字符3.64*256位顯示寄存器4.強(qiáng)顯示控制功能5.+2.7+5.5V供電6.STN,1/32責(zé)任,LED BKL或EL

20、 BKL7.4位/8位串行接口此外,GDM12232E 擁有自動(dòng)電源啟動(dòng)復(fù)位功能;提供外部觸發(fā)引腳;配合外部SEGMENT驅(qū)動(dòng)器可以擴(kuò)充顯示區(qū);內(nèi)部震蕩器由外部電阻調(diào)整;(二GDM12232E 引腳功能 表2-4(三讀寫(xiě)命令的選擇 表2-5七、按鍵控制電路(一鍵盤(pán)的工作原理在一個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中,輸入和輸出設(shè)備是其重要組成部分,程序數(shù)據(jù)等要通過(guò)輸入設(shè)備輸入到計(jì)算機(jī),常用的輸入輸出設(shè)備有鍵盤(pán)、顯示器、打印機(jī)等。其中鍵盤(pán)是微型機(jī)器常用的廉價(jià)輸入設(shè)備,操作員在鍵盤(pán)上可以輸入數(shù)據(jù)地址或者指令,鍵盤(pán)上閉和鍵的說(shuō)明,如果硬件電路來(lái)實(shí)現(xiàn)的稱為編碼鍵盤(pán),如果靠軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)的稱為未編碼鍵盤(pán),對(duì)于單片機(jī)系統(tǒng),常用的是未

21、編碼鍵盤(pán)。按照鍵盤(pán)與CPU的連接方式可以分為獨(dú)立是鍵盤(pán)和矩陣式鍵盤(pán),獨(dú)立式鍵盤(pán)是各按鍵相互獨(dú)立,每個(gè)按鍵占用一個(gè)I/O口線,每個(gè)I/O口線上的按鍵的工作狀態(tài)不會(huì)影響其他I/O口。缺點(diǎn)是:在按鍵數(shù)量較多時(shí),I/O口浪費(fèi)較大,電路結(jié)構(gòu)顯得復(fù)雜。本次設(shè)計(jì)中我們選用四個(gè)獨(dú)立式鍵盤(pán)控制平臺(tái)各項(xiàng)工作。八、測(cè)試平臺(tái)原理設(shè)計(jì)(一原理圖的設(shè)計(jì)原則和結(jié)論 圖2-91、總體設(shè)計(jì):(1了解系統(tǒng)功能和技術(shù)指標(biāo)(2選擇單片機(jī)類(lèi)型:AT89C51;(3關(guān)鍵器件選擇:ADC0809, DAC0832, MAX232, nRF905, GDM12232E;(4按軟件、硬件劃分。2、硬件設(shè)計(jì):(1元器件選擇原則:綜合考慮性能指標(biāo)

22、參數(shù),經(jīng)濟(jì)性,通用性,速度要匹配,電路類(lèi)型統(tǒng)一;(2系統(tǒng)構(gòu)成方式選擇:模塊化系統(tǒng);(3系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)規(guī)則:盡可能選擇標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化的電路系統(tǒng)配置及擴(kuò)展標(biāo)準(zhǔn)必須充分滿足系統(tǒng)的功能要求,并留有余地,以便二次開(kāi)發(fā)單片基外接電路較多時(shí),必須考慮其驅(qū)動(dòng)能力。可靠性及抗干擾性考慮安裝、調(diào)試、維護(hù)的方便(二PCB圖的設(shè)計(jì)原則和結(jié)論 圖2-10繪制PCB板要遵循以下原則:1.晶振必須盡可能靠近CPU晶振端子,且晶振電路下方不能走線,最好在晶振下方放置一個(gè)與地線相連的屏蔽層。2.電源、地線要求:盡量不安排在一個(gè)面上,且平行走線,這樣寄生電容起濾波作用。3.模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào)不能共地。4.對(duì)于輸入信號(hào)線,走線盡

23、可能短,防止可能出現(xiàn)的干擾,不同信號(hào)線避免平行走線,上下兩面的信號(hào)最好交叉走線。第三章軟件調(diào)試實(shí)驗(yàn)過(guò)程一軟件設(shè)計(jì):(一DAC0832模塊一路模擬量輸出的DAC0832與AT89C51的接口電路,ILE接+5V,WR1和WR2相連并接到AT89C51的WR,CS和XFER相連并接到74LS02的地址線A0,顯然當(dāng)其為低電平時(shí),選中DAC0832。DAC0832作為A T89C51的一個(gè)外部I/O口,口地址為00FEH,CPU 對(duì)它進(jìn)行一次寫(xiě)操作,即把一個(gè)數(shù)字量寫(xiě)入DAC寄存器,DAC0832輸出一個(gè)新的模擬量。DAC: MOV DPTR, #00FEHMOV A, #05FHMOVX DPTR

24、, ARET(二ADC0809模塊ADC0809作為AT89C51的一個(gè)擴(kuò)展I/O口,采用線性選址的方法,口地址為00F8,選中ADC0809的INT0輸入?？刹捎弥袛嗫刂品绞?由外部中斷1的中斷服務(wù)程序讀A/D 轉(zhuǎn)換結(jié)果,也可以直接檢測(cè)INT1腳電平的變化,判斷一次A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果是否結(jié)束,然后從A/D口讀取轉(zhuǎn)換后的結(jié)果。下面是A/D轉(zhuǎn)化的子程序。執(zhí)行該程序后,在50H的1個(gè)單元中存有A/D轉(zhuǎn)換后的結(jié)果,如果在輸入端分別輸入+5v、+3v和0v直流電壓,執(zhí)行該程序后,檢查50H單元的值是FFH。AD: SETB EX1SETB IT1SETB EAMOV DPTR, #00F8HMOV A,

25、#00HMOVX DPTR, AN2: SJMP N2RETPIT: MOV DPTR, #00F8HMOVX A, DPTRMOV 50H,AMOV A, #00HMOVX DPTR, AMOV TMOD, #20HMOV TH1, #0FdHMOV TL1, #0FdHMOV SCON, #0d8HMOV PCON, #00HSETB TR1ACALL RS232RET其它模塊程序,請(qǐng)見(jiàn)附錄三。二、調(diào)試結(jié)論在調(diào)試過(guò)程中,遇到最明顯的問(wèn)題是無(wú)法正確而快速地發(fā)現(xiàn)故障、解決故障。原因有兩點(diǎn),第一是我們采用了典型的模塊劃分思想,先完成模塊設(shè)計(jì),再嵌入總程序,它的優(yōu)點(diǎn)是邏輯簡(jiǎn)單,而缺點(diǎn)是嵌入過(guò)程中必

26、須全面考慮所有模塊的時(shí)序、沖突等。第二是我們?cè)谝郧暗膶W(xué)習(xí)中只注重了理論學(xué)習(xí),而忽略了實(shí)踐操作,從而缺乏分析故障的能力。在故障發(fā)生時(shí),無(wú)從下手。最后,我們只能使部分平臺(tái)正常工作,但我們?nèi)詧?jiān)持完成C+部分程序的設(shè)計(jì)。目的是體現(xiàn)設(shè)計(jì)思路的完整性。第四章基于C+語(yǔ)言的界面設(shè)計(jì)一、利用串口通信控件編程(一安裝控件C+ Builder本身并不提供串行通訊控件MSComm,但我們卻可以通過(guò)注冊(cè)后直接使用它。啟動(dòng)C+Builder5.0后,然后選擇C+ Builder主菜單中的Component菜單項(xiàng),單擊Import Active Control命令,彈出Import Active窗口,選擇Microsof

27、t Comm Control6.0,再選擇Install 按鈕執(zhí)行安裝命令,系統(tǒng)將自動(dòng)進(jìn)行編譯,編譯完成后即完成MSComm 控件在C+Builder 中的注冊(cè),系統(tǒng)默認(rèn)安裝在控件板的Active菜單, 接下來(lái)我們就可以像使用C+ Builder本身提供的控件那樣使用新注冊(cè)的MSComm控件了。(前提條件是你的計(jì)算機(jī)上安裝了Visual Basic(二界面設(shè)定新建一個(gè)工程Project1,把注冊(cè)好的MSComm 控件加入到窗體中,4個(gè)Button分別用來(lái)打開(kāi)串口 、關(guān)閉串口、發(fā)送就緒、接收就緒 ,2個(gè)Memo 控件分別用來(lái)顯示接收到的數(shù)據(jù)和發(fā)送的數(shù)據(jù)。Button1用來(lái)打開(kāi)串口,Button2

28、用來(lái)關(guān)閉串口,Button3用來(lái)發(fā)送數(shù)據(jù),Button4用來(lái)接收數(shù)據(jù)。Memo1用來(lái)顯示接收的數(shù)據(jù),Memo2顯示發(fā)送的數(shù)據(jù)。(三設(shè)計(jì)程序代碼:請(qǐng)見(jiàn)附錄四。實(shí)現(xiàn)后的窗口圖如下: (四 編譯后的串口通信界面編譯后的界面中控件消失,只有兩個(gè)按鈕和兩個(gè)Memo。 按下“打開(kāi)串口”,允許通信: 按順序按下“發(fā)送就緒”,“接收就緒”,通信成功: 二、串口通信實(shí)現(xiàn)的具體功能此界面在平臺(tái)工作中所承擔(dān)的任務(wù)是顯示單片機(jī)和計(jì)算機(jī)之間的通信。具體體現(xiàn)在接收單片機(jī)AT89C51發(fā)送的數(shù)據(jù),包括:模/數(shù)轉(zhuǎn)換結(jié)果,無(wú)線通信接收到的數(shù)據(jù)(來(lái)自其它的單片機(jī);將接收結(jié)果通過(guò)串口發(fā)給單片機(jī),以便在顯示屏上顯示。用C+語(yǔ)言編程的

29、優(yōu)點(diǎn)是:實(shí)用性強(qiáng),可讀性強(qiáng),可以組合成大型程序。在這次編程中,我們選取了典型的串口通信模式,用最簡(jiǎn)單的語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)平臺(tái)的要求。不過(guò),作為初學(xué)者,我們的設(shè)計(jì)也是存在缺點(diǎn)的:我們?cè)O(shè)想的通信比較簡(jiǎn)單,沒(méi)有考慮平臺(tái)上各個(gè)模塊的存儲(chǔ)能力,一旦進(jìn)行大量數(shù)據(jù)的通信,可能發(fā)生系統(tǒng)混亂,如數(shù)據(jù)丟失和亂碼。這種通信實(shí)現(xiàn)了功能性,但沒(méi)有市場(chǎng)推廣的可操作性,即不能承受和解決高速率和大數(shù)量的通信要求。結(jié)論本論文對(duì)無(wú)線通信測(cè)試平臺(tái)的開(kāi)發(fā)進(jìn)行了研究,并簡(jiǎn)單介紹了平臺(tái)的組成、功能和技術(shù)特點(diǎn),介紹了無(wú)線測(cè)試平臺(tái)的軟、硬件組成,詳細(xì)分析了其主要功能,并且在功能分析的基礎(chǔ)上,提出了一個(gè)設(shè)計(jì)方案。本課題共分硬件設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)兩大部分。本

30、文的特點(diǎn)是偏重硬件設(shè)計(jì)。其優(yōu)點(diǎn)在于對(duì)硬件組成、模塊化分、電路原理設(shè)計(jì)、電路板設(shè)計(jì)以及串口通信界面的設(shè)計(jì)部分介紹的非常詳細(xì)。論文重點(diǎn)說(shuō)明了設(shè)計(jì)的思路。同時(shí),本文也有一定的漏缺,全文對(duì)單片機(jī)軟件程序的設(shè)計(jì)說(shuō)明比較簡(jiǎn)單。并且,調(diào)試測(cè)試平臺(tái)方面分配的時(shí)間比較緊,分析故障的能力不足。不過(guò),通過(guò)本論文的學(xué)習(xí),本人在理論和實(shí)踐方面都有了明顯的進(jìn)步:1、論文期間,通過(guò)對(duì)電路設(shè)計(jì)理論的學(xué)習(xí),使得我對(duì)這一學(xué)科的認(rèn)識(shí)從知之甚少到有了較多的了解和認(rèn)識(shí),掌握了如何去學(xué)習(xí)新理論和新知識(shí)的方法,這為我日后的工作和學(xué)習(xí)打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。2、通過(guò)對(duì)串口通信界面的設(shè)計(jì),使得我對(duì)編程有了更加深刻的認(rèn)識(shí),掌握了軟件開(kāi)發(fā)的流程,具備了

31、初步編程的能力。3、同時(shí),我也將吸取這次研究經(jīng)歷的教訓(xùn),在測(cè)試實(shí)踐部分提高自己的能力,將努力設(shè)計(jì)出更具有應(yīng)用性質(zhì)的成果。致謝經(jīng)過(guò)了四個(gè)月的學(xué)習(xí),我的畢業(yè)論文終于完成了,其中除了我的個(gè)人努力之外,最主要還是感謝*老師和*老師給予我的巨大幫助,不但讓我按時(shí)且圓滿的完成了畢業(yè)課題的研究,而且還讓我學(xué)到了許多書(shū)本上難以學(xué)到的知識(shí)。在這段時(shí)間中,兩位老師嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度、深厚的理論基礎(chǔ)和扎實(shí)的實(shí)踐功底,深深地感染了我及實(shí)驗(yàn)室中的每一位同學(xué),使我們得到了寶貴的學(xué)習(xí)經(jīng)歷。感謝兩位老師無(wú)私的奉獻(xiàn),他們高尚的科研精神鼓舞了我,我將在科學(xué)之路上繼續(xù)努力,以回報(bào)每一位曾經(jīng)為我留下汗水的老師。參考文獻(xiàn)1 崔瑋Prote

32、l99SE電路原理圖與電路板設(shè)計(jì)教程海洋出版社 2005 第1版2 清源計(jì)算機(jī)工作室Protel 99原理圖與PCB設(shè)計(jì)機(jī)械工業(yè)出版社 2000 第1版.3 江太輝MCS-51系列單片機(jī)原理與應(yīng)用華南理工大學(xué)出版社 20024 馬忠梅、籍順心、張凱、馬巖單片機(jī)的C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)北京航空航天大學(xué)出版社1999 第1版5 張毅剛、彭喜源、譚曉昀、曲春波單片機(jī)應(yīng)用設(shè)計(jì)哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社1997 第2版6 胡波、張昆C+Builder6 編程實(shí)例教程北京希望電子出版社 2002 第1版7 任常銳C+ Builder高級(jí)編程機(jī)械工業(yè)出版社 20008 付家才單片機(jī)控制工程實(shí)踐技術(shù)化學(xué)工業(yè)出版社20049

33、 EBOOKSingle chip 433/868/915 MHz Transceiver Nrf905 200510 EBOOK中文字型點(diǎn)陣LCD控制驅(qū)動(dòng)器 200511 周偉高精度ADC芯片MAX1132原理與應(yīng)用同濟(jì)大學(xué)出版社 2004附錄一 (nRF905及外部電路附錄二ORG 0000HAJMP MAIN ;跳入主程序ORG 0013HAJMP PIT ;進(jìn)入AD中斷程序ORG 0050HMAIN:MOV P1, #0FFHMOV A, P1CPL AANL A, #0F0HJZ GORETLCALL DELAY1 ;延時(shí)JK: JB ACC.4, KEY0 ;判斷哪個(gè)按鍵被按下JB

34、 ACC.5, KEY1JB ACC.6, KEY2JB ACC.7, KEY3GORET: AJMP MAINDELAY1: MOV R7, #0AHDL1: MOV R6, #0FFHDL2: DJNZ R6, DL2DJNZ R7, DL1RETKEY0:LCALL INITIAL ;調(diào)用顯示初始化LCALL DISP0 ;調(diào)用顯示SETB P1.2 ;啟動(dòng)ADCLR P1.3LCALL AD ;調(diào)用AD子程序RETKEY1: LCALL INITIALLCALL DISP1SETB P1.2 ;啟動(dòng)DASETB P1.3LCALL DAC ;調(diào)用DA子程序RETKEY2: LCALL

35、INITIALLCALL DISP2LCALL NRF905TXRETKEY3: LCALL INITIALLCALL DISP3LCALL NRF905RXRETAD: SETB EX1SETB IT1SETB EAMOV DPTR,#00F8HMOV A, #00HMOVX DPTR, AN2: SJMP N2RETPIT: MOV DPTR, #00F8HMOVX A, DPTRMOV 50H,AMOV A, #00HMOVX DPTR, AMOV TMOD, #20HMOV TH1, #0FdHMOV TL1, #0FdHMOV SCON, #0d8HSETB TR1ACALL RS2

36、32RETRS232:PUSH DPHPUSH DPLPUSH ACCMOV SBUF,50HW AIT: JNB TI,WAITCLR TIPOP ACCPOP DPLPOP DPHSETB EARETDAC: MOV DPTR,#00FEHMOV A,#05FHMOVX DPTR ,ARETINITIAL:MOV IP, # 04HMOV IE, #084HMOV TCON, #00HMOV P2, #00HLCALL WRCOMMONDMOV P2, #030HCLR P0.3LCALL DELAY2LCALL WRCOMMONDCLR P0.3LCALL WRCOMMONDMOV P2

37、, #030HCLR P0.3LCALL WRCOMMONDMOV P2, #0EHCLR P0.3LCALL WRCOMMONDMOV P2, #01HCLR P0.3LCALL WRCOMMONDMOV P2,#06HCLR P0.3RET WRCOMMOND:ACALL BUSYCLR P0.1CLR P0.2SETB P0.3RETDELAY2: MOV R5,#0AHDL3: MOV R7,#0FFHDL4: DJNZ R6,DL4DJNZ R7,DL3RETBUSY: CLR P0.1SETB P0.2SETB P0.3MOV C,P2.7CLR P0.3B1: JC GOORET

38、ACALL DELAY1AJMP BUSY GOORET: RETDISP0: LCALL WRCOMMONDMOV P2, #081HCLR P0.3MOV P2, #00HMOV R7, #08HD0: MOV DPTR, #K0MOV A, #00HMOVC A, A+DPTRMOV P2, AINC DPTRDJNZ R7, D0ACALL DELAY2MOV P2, # 00HRETDISP1: ACALL WRCOMMONDMOV P2, #0081HCLR P0.3MOV P2, #00HMOV R7, #08HD1: MOV DPTR, #K1MOV A, #00HMOVC A

39、, A+DPTRMOV P2, AINC DPTRDJNZ R7, D1MOV P2,#00HRETDISP2: ACALL WRCOMMONDMOV P2,#0081HCLR P0.3MOV P2,#00HMOV R7,#08HD2: MOV DPTR,#K2MOV A,#00HMOVC A,A+DPTRMOV P2,AINC DPTRDJNZ R7,D2ACALL DELAY2MOV P2,#00HRETDISP3: ACALL WRCOMMONDMOV P2,#081HCLR P0.3MOV P2,#00HMOV R7, #0FHD3: MOV DPTR, #K3MOV A, #00HM

40、OVC A, A+DPTRMOV P2, AINC DPTRDJNZ R7, D3ACALL DELAY2MOV P2, #00HRETNRF905TX: ;905發(fā)送程序SETB P1.1 ;TXEN 置1 spi編程模式SETB P0.0 ;PWR 置1CLR p1.0 ;TRX 置0MOV A,#056H ; 傳輸?shù)臄?shù)據(jù)LCALL NRF905WRMOV A,#060HLCALL NRF905COMMANDMOV A,#020H ;發(fā)控制字LCALL NRF905COMMANDMOV A,#022H ;發(fā)控制字LCALL NRF905COMMANDRETNRF905RX: ;905接收程

41、序SETB P1.0 ;TRX置1 接收模式CLR P1.1 ;TXEN 置0NN1: JB P1.0,NN1 ;判TRX是否為1,判斷接收是否結(jié)束LCALL NRF905RD ;調(diào)用讀程序RETNRF905COMMAND:SETB P0.6 ;SCK 置1 時(shí)鐘置1MOV R7,#08HDONRFCO: ANL A,#08HJB ACC.1,SETSCK0SETSCK0 : CLR P0.5AJMP NRFDL0SETSCK1: SETB P0.5NRFDL0: MOV R7,#02HNFDL1: MOV R6,#0FFHNRDLL1: DJNZ R6,NRDLL1DJNZ R7,NFDL1

42、RETSETB P0.6 ;SCK 置1 時(shí)鐘置1LCALL NRFDL1RL ACLR P0.6 ;SCK 置0 時(shí)鐘置0DJNZ R7,DONRFCORETNRF905RD: MOV A,#00HMOV R7,#08H ;循環(huán)讀取DONRFR : RL A ;左移SETB P0.6 ;SCK 置1 時(shí)鐘置1JB P0.4,SET1 ;讀數(shù)據(jù)通過(guò)MISOSET0: ORL A,#00HAJMP SETSCK00SET1: ORL A,#01HSETSCK00: CLR P0.6 ;SCK 置0 時(shí)鐘置0LCALL NRFDL1DJNZ R7, DONRFRMOV 50H,ARETNRF905WR:SETB P0.6 ;SCK 置1 時(shí)鐘置1MOV R7,#08HDONRFW:ANL A,#08HJB ACC.1,SET111SET000: CLR P0.5 ;讀數(shù)據(jù)通過(guò)MOSIAJMP NRFDL00SET111: SETB P0.5 ;讀數(shù)據(jù)通過(guò)MOSINRFDL00:SETB P0.6 ;SCK 置1 時(shí)鐘置1LCALL NRFDL1RL ACLR P0.6 ;SCK