基于单片机的无线数据传输模块

基于单片机的无线数据传输模块内容摘要：

,距离长为 “1”。 如图 14 所示 ,脉宽编码用在载波或脉冲调制方式中 .家用录像机 ,VCD,DVD的遥控器多采用脉宽编码方式。 图 14 传输 “二进制位 ”的脉冲调制方式 脉宽调制编码方式的一个优点是从处理器到被控系统信号都是数字形式的，无需进行数模转换。 让信号保持为数字形式可将噪声影响降到最小。 噪声只有在强到足以将逻辑 1改变为逻辑 0或将逻辑 0改变为逻辑 1时，也才能对数字信号产生影响。 对噪声抵抗能力的增强是脉宽 调制编码方式相对于模拟控制的另外一个优点，而且这也是在某些时候将脉宽调制编码方式用于通信的主要原因。 从模拟信号转向脉宽调制编码方式可以极大地延长通信距离。 在接收端，通过适当的 RC 或LC 网络可以滤除调制高频方波并将信号还原为模拟形式。 免责声明：文档在线网中所有的文档资料均由文档在线网会员提供 ,该文档资料的版权属于提供者所有。 文档在线网 会对会员提供的文档资料进行筛选和编辑，但是并不声明或保证其内容的合法性和正确性。 第 5页 共 48页 1个脉冲 1个脉冲 2个脉冲 (a)“1”的二进制编码表示 (b) “0”的二进制编码表示 图 15 二进制信号的编码 无线数据传输信号的解码 硬件解码可分为专用解码集成电路和自行设计的解码电路两种。 专用解码芯片一般与专用编码芯片配对设计制造。 按其编码与解码功能可分为以下三类 : (1) 控制数据的地址加密编码与解码器 : 这类电路的特点是在地址加密编码的同时还可以进行控制数据的编解码。 其编码容量大 ,保密性好。 适用于安防、工业控 制等对可靠性要求较高的场合。 (2) 地址加密编码与解码器 : 这一类电路无控制数据编码仅有加密地址编解码功能。 适用于可靠性要求较高 ,但只进行简单的开关或增减控制的场合。 (3) 控制数据编码与解码器 : 这类电路无加密地址编码仅有控制数据的编解码。 适用于群控或者应用环境本身就保证了其他信号发射源不会同时出现的场合 ,如在一个密闭的设备内部。 使用专用的硬件编码解码对芯片 ,简便可靠 ,使用广泛 ,不再多述。 一般来说硬件解码相对软件解码成本较高 ,并且当系统因更改或升级改变了编码方式时 , 接收的硬件就要做相应的更改 ,缺 乏一定的灵活性。 当 MCU 的任务不是很繁重时 ,可以考虑使用软件解码。 对于频率调制方式 , 只要测出每次脉冲的周期就可以解码出对应的二进制信息。 方法有很多种 ,中断、查询都可以实现 ,具体方法因实际情况而定。 对于脉宽调制 (PWM),只要识别出每个脉冲的高(或低 )电平宽度即可完成解码。 对于 2 脉位调制 (2PPM),需要判断出每个周期内高低电平出现的先后次序 ,从而实现解码。 单片机无线数据传输软件解码要保证正确无误地还原无线数据传输信息码 ,其主要功能包括以下几部分 : (1) 过滤附加信息 ,得到有效信息位。 (2)排除系统内 外各种干扰信号。 (3)丢弃接收到的不完整信息帧。 (4)检验接收信息的正确性。 免责声明：文档在线网中所有的文档资料均由文档在线网会员提供 ,该文档资料的版权属于提供者所有。 文档在线网 会对会员提供的文档资料进行筛选和编辑，但是并不声明或保证其内容的合法性和正确性。 第 6页 共 48页 为了能够达到上述要求，本系统使用的解码方式是无线数据传输信号的解码由接收单片机来完成 ,它把无线数据传输接收模块送来的无线数据传输编码波形通过解码 ,还原出发送端发送的数据。 当接收到起始帧后 ,进入解码部分 ,接收完一帧后 ,处理收到的数据并进入下一次接收。 解码采用软件解码 , 如果从一个脉冲的高电平和一个脉冲的低电平过后 , 若读到的电平为低 , 说明该位为 “0”, 反之即可判定为编码 “1”。 解码一位后 ,需等到下一位的高电平到来 ,再读到一个低电平后，判断读得的电平是高还是低 ,进行解码。 按照这种方法判断八次，从而还原出发送端发送的信号。 这样 ,根据事先约定代码所代表的功能，单片机就可以去执行各种控制动作 ,从而达到无线数据传输的目的。 无线数据传输协议 通讯中几个重要的方面包括传输速度、数据准确度、数据的完整性等 ,也就是要求解码能尽可能准确。 为了达到这些要求 ,需在一定脉冲频率下按照一定的时间约定进行数据传送 ,也就是一种简单的协议。 为了保证数据的正确性 ,尽量采 用大于的脉冲 ,并经过多次的反复测定 ,对脉冲进行多次采样 ,选用几种延时程序等。 无线数据传输协议除了规定无线数据传输信号的载波频率、编码方式、脉冲宽度等信息外，还对无线数据传输的格式进行了严格的规定，以确保发送端和接收端之间无线数据传输的准确无误。 无线数据传输协议是为了进行无线数据传输所制定的标准。 几 乎所有的无线数据传输系统都是按照特定的无线数据传输协议来进行信号传输的。 因此，要设计制作无线数据传输系统，首先要制定无线数据传输协议，以及了解与之相关的无线数据传输发射和接收模块。 基于字节传输的无线数据传输数据格式 本系统的传输数据格式是：在发送字节的开始先通过单片机发送 5个脉冲宽度的高电平和 5个脉冲宽度的低电平作为传输开始 ,接着发送 8 位数据 (字节高位在前 ,低位在后 ),如下图所示。 5个脉冲 高电平 5个脉冲低电平 高位在前，低位在后 免责声明：文档在线网中所有的文档资料均由文档在线网会员提供 ,该文档资料的版权属于提供者所有。 文档在线网 会对会员提供的文档资料进行筛选和编辑，但是并不声明或保证其内容的合法性和正确性。 第 7页 共 48页 图 16 基于字节传输的无线数据传输数据格式 无线数据传输系统的调制和解调 为了使数据传送的距离较长，在发射信号前要对信号进行调制，调制的方法是将原信号与一个载波相与。 QwikRadio 射频接收模块， DATA 是信号输出端。 QwikRadio射频接 收模块接收发射的已调制信号，并对信号进行解调恢复原来的调制信号。 解调过的信号经过放大后送入单片机中进行解码。 对移动通信的数字调制和解调器技术的要求如下： （ 1）在信道衰落条件下，误码率要尽可能低； （ 2）发射频谱窄，对相邻信道干扰小； （ 3）高效率的解调，以降低移动台功耗，进一步缩小体积和成本； （ 4）能提供较高的传输速率； （ 5）易于集成。 AT89S51单片机的原理 AT89S51单片机是美国 ATMEL公司生产的低功耗，高性能 CMOS 8位单片机，片内含 4K bytes 的可系统 编程的 Flash只读程序存储器，器件采用 ATMEL公司的高密度，非易失性存储技术生产，兼容标准 8051指令系统及引脚。 它集 Flash程序存储器，既可在线编程（ ISP）也可用传统方法进行编程及通用 8 位微处理器于单片芯片中， ATMEL 公司的功能强大，低价 at89s51 单片机可提供许多高性价比的应用场合，可灵活应用于各种控制领域。 AT89S51 提供以标准功能 :4K字节 Flash闪速存储器 ,128字节内部 RAM,32个 I/O口线 ,看门狗 (WDT),两个数据指针 ,两个 16 位定时 /计数器 ,一个 5 向量两级中断结构 ,一个全 双工串行通信口 ,片内振荡器及时钟电路。 同时， AT89S51 可降至 0HZ 的静态逻辑操作，并支持两种软件可选的节电工作模式。 空闲方式停止 CPU的工作，但允许 RAM，定时/计数器，串行通信口及中断系统继续工作。 掉电方式保存 RAM中的内容，但振荡器停止工作直到下一个硬件复位。 主要性能参数 与 MCS51产品指令系统完全兼容 4K字节在系统编程（ ISP） Flash闪速存储器 1000次擦写周期 全静态工作模式： 0HZ33MHZ 三级程序加密锁 128*8字节内部 RAM 32个可编程 I/O口线 2 个 16位定时 /计数器 免责声明：文档在线网中所有的文档资料均由文档在线网会员提供 ,该文档资料的版权属于提供者所有。 文档在线网 会对会员提供的文档资料进行筛选和编辑，但是并不声明或保证其内容的合法性和正确性。 第 8页 共 48页 6 个中断源 全双工串行 UART通道 低功耗空闲和掉电模式 中断可从空闲模式唤醒系统 看门狗（ WDT）及双数据指针 掉电标识和快速编程特性 灵活的在系统编程（ ISP字节或 页写模式） 图 17 单片机的引脚 引脚功能说明 VCC：电源电压 GND：地 P0口： P0口是一组 8位漏极开路型双向 I/O口，也即地址 /数据总线复用口。 作为输出口用时，每位能驱动 8个 TTL逻辑门电路，对端口写 “1”可作为高阻抗输入端使用。 在访问外部存储器或程序存储器时，这组 I/O口线分时转换地址（低8位）和数据总线复用，在访问期间激活内部。