無線單片機Flash燒錄器的設(shè)計

1、湖南科技學(xué)院大學(xué)生研究性學(xué)習(xí)和創(chuàng)新性實驗計劃項 目 申 報 表項目名稱: 單片機Flash無線燒錄器的設(shè)計系部名稱電子工程系學(xué)生姓名專 業(yè)性 別入 學(xué) 年 份徐國兵電子信息工程男2009王成武電子信息工程男2011袁啟明電子信息工程男2009高玉臨電子信息工程男2010指導(dǎo)教師徐曉職稱副教授學(xué)科專業(yè)自動控制學(xué)生曾經(jīng)參與科研的情況 2012年省電子設(shè)計大賽參賽成員， 2013年全國電子設(shè)計大賽參賽成員，獲得優(yōu)勝獎指導(dǎo)教師承擔(dān)科研課題情況2000年以來主持、參與科研課題情況1）2008-2010年主持藍牙技術(shù)在無線局域網(wǎng)中的應(yīng)用研究(湖南科技學(xué)院校級重點項目)2）2009年-2011年主持電力自動

2、抄表采集器的設(shè)計(湖南省永州市科技局一般項目)3）2000年-2002年主持X射線實時成像系統(tǒng)（ 湖南建華精密儀器有限責(zé)任公司大型設(shè)備改造項目）4）、2009-2011參與新型差壓式微流量傳感器的設(shè)計與特性研究，湖南省教育廳優(yōu)秀青年項目. 湘財教2009；排名第三5）、2009-2011年參與輸液監(jiān)控智能化研究，湖南省科技廳課題. 湘教通2009； 排名第三6）、2009-2011年參與基于CAN總線和GPRS的路燈職群節(jié)能調(diào)控系統(tǒng)，湖南教育廳一般項目。排名第三 7）、2009-2011年參與變量噴霧的藥液流量檢測方法與技術(shù)，南方農(nóng)業(yè)機械與裝備關(guān)鍵技術(shù)省部共建教育部重點實驗室開放基金。排名第五

3、項目研究和實驗的目的、內(nèi)容和要解決的主要問題項目研究和實驗的目的：單片機學(xué)習(xí)入門首要任務(wù)是學(xué)習(xí)怎么使用編譯好的程序下載單片機中，現(xiàn)在市場的產(chǎn)品無論是最常用的串口下載，還是SPI下載、JTAG下載等，都需要把單片機開發(fā)板用數(shù)據(jù)線與PC機相接，導(dǎo)致開發(fā)板被限定狹小的移動范圍內(nèi)，不方便移動和使用。另外，有線下載不利于學(xué)習(xí)者觀察效果，而且頻繁的拔插數(shù)據(jù)線是一件麻煩的事情，還會損害PC機的接口有效性，尤其對于PC機接口影響更甚。本項目將很好的解決以上問題，本設(shè)計是制作一個單片機Flash無線燒錄器。實現(xiàn)單片機的無線燒錄，而解決受空間位置限制、頻繁拔插數(shù)據(jù)線的煩惱。無線單片機Flash燒錄器器能夠編程現(xiàn)在

4、最常用的51類閃存型單片機，完全能滿足單片機學(xué)習(xí)者和開發(fā)人員的使用需要，方便快捷的燒錄單片機，體驗學(xué)習(xí)單片機的樂趣。讓單片機學(xué)習(xí)者和編程員更方便的使用單片機學(xué)習(xí)，體驗學(xué)習(xí)單片機的樂趣。研究內(nèi)容： 圖1：無線AT系列單片機Flash編程器總體設(shè)計圖 首先用在PC機使用VC+設(shè)計一個可以用于串口通訊的可視化窗口（即串口調(diào)試助手），負責(zé)把編輯器編譯的數(shù)據(jù)（即PC編寫程序后生產(chǎn)的HEX文件）通過串口發(fā)送給無線數(shù)據(jù)發(fā)送模塊。無線發(fā)射模塊由一塊單片機和NRF905發(fā)射模塊結(jié)合在一起構(gòu)成，負責(zé)接收PC機串口發(fā)來的數(shù)據(jù)（即PC編寫程序后生產(chǎn)的HEX文件），并且通過無線發(fā)射將數(shù)據(jù)發(fā)送給下一級（無線數(shù)據(jù)接收模塊）

5、。無線數(shù)據(jù)接收模塊由一塊監(jiān)控單片機與NRF905接收模塊結(jié)合，負責(zé)接收HEX數(shù)據(jù)將其保存，然后，監(jiān)控單片機將保存的數(shù)據(jù)其區(qū)分為數(shù)據(jù)段和地址段，通過ISP編程的方式（少數(shù)不支持ISP技術(shù)的單片機將采用并口編程方式）對目標單片機進行燒錄，同時對目標單片機燒錄時進行監(jiān)控。如此實現(xiàn)了開發(fā)板在系統(tǒng)編程過程中實現(xiàn)不受空間位置的限制，特別在某些狹隘空間工作的成品再次開發(fā)或升級過程中，由于 PC機體積大而受到限制時，本設(shè)計將發(fā)揮它特有的功能。待解決的問題及擬定解決方案： 1：編程器需要電源的小型耐用的實現(xiàn)。 擬定解決方案：監(jiān)控單片機在不工作時可進入睡眠模式，得以減少功耗，延長使用壽命 2：不同型號的單片機的識

6、別，便于決定編程模式的使用。 擬定解決方案：在串口調(diào)試助手窗口中列出各個型號的編程模式，有使用者手動設(shè)置。3：對于不同目標單片機芯片所需要的ISP編程與并口編程的自動切換。 擬定解決方案：可有監(jiān)控單片機控制硬件實現(xiàn)，將線路自動切換。4：編寫配套的上位機HEX文件處理程序，用以實現(xiàn)完全自主設(shè)計的燒錄器 擬定解決方案：使用VC+編寫一簡單實用的串口調(diào)試助手。5：無線傳輸過程中干擾（如傳輸損耗、路徑損耗、多徑損耗、周圍環(huán)境的吸收）對傳輸數(shù)據(jù)的影響 擬定解決方案：使用模塊為NRF905，其擁有很好的數(shù)據(jù)傳輸保證。 此項目在設(shè)計過程中分階段的進行研究性學(xué)習(xí)和實驗，將學(xué)到的知識運用到實際的電子設(shè)計中，同時

7、在設(shè)計中主動學(xué)習(xí)新知識，提高我們的學(xué)習(xí)積極性，通過不斷的學(xué)習(xí)、實踐提升我們解決實際問題的能力、培養(yǎng)我們的創(chuàng)新意識。（寫一些廢話）國內(nèi)外研究現(xiàn)狀和發(fā)展動態(tài) 單片機燒錄器旨在用于單片機程序下載,而各個單片機生產(chǎn)廠商并沒有固定的硬件燒錄器，如AT89C51/C52都只能用專用硬件燒錄器。 如今國內(nèi)外的單片機燒錄器大多數(shù)向著ISP編程技術(shù)前進，可以實現(xiàn)在線升級，使用方便，然而現(xiàn)今的燒錄器都有一個致命的缺點，即必須使用數(shù)據(jù)線與PC機連接，受到空間限制，而且ISP下載軟件沒有開源（即必須使用官方下載軟件）。然而，國內(nèi)外在單片機燒錄時脫離數(shù)據(jù)線的束縛，擺脫空間的限制，實現(xiàn)單片機之間的無線燒錄，這方面的研究還

8、很少。本項目學(xué)生有關(guān)的研究積累和已取得的成績項目負責(zé)人徐國兵，男，22歲，湖南科技學(xué)院電子工程系電子信息工程專業(yè)0902班在校學(xué)生曾參加全國大學(xué)生電子設(shè)計大賽，精通開關(guān)電源制作、無線模塊和單片機等的使用，2011年主持高靈敏度防盜報警器作品獲得院級科技創(chuàng)新節(jié)三等獎。項目組成員王成武，男，21歲，湖南科技學(xué)院電子工程系電子信息工程專業(yè)1103班在校學(xué)生，無線電協(xié)會維修部副部長，具有很強的動手能力。項目組成員高玉臨，男，21歲，湖南科技學(xué)院電子工程系電子信息工程專業(yè)1003班在校學(xué)生，對軟件有較強的興趣。項目組成員袁啟明，男，21歲，湖南科技學(xué)院電子工程系電子信息工程專業(yè)0902班在校學(xué)生，綜合能

9、力，組織能力等發(fā)展交全面。項目的創(chuàng)新點和特色1. 無線燒錄器可以實現(xiàn)單片機無線燒錄，不受數(shù)據(jù)線的限制，解決空間位置的束縛，擁有創(chuàng)新性。2. 具有體積小、抗干擾能力強、數(shù)據(jù)安全可靠、維護方便等優(yōu)點，將會在燒錄程序領(lǐng)域中帶來廣泛的市場。3. 傳統(tǒng)的并行燒錄技術(shù)與主流的ISP燒錄技術(shù)結(jié)合。4. 可以實現(xiàn)脫離系統(tǒng)燒錄，代替PC機對使用固定程序的單片機進行燒錄。項目的技術(shù)路線、進度安排 2012年4月2012年7月：收集無線傳輸模塊及flash燒錄器相關(guān)資料并確定研究方案； 2012年8月2012年11月：在對資料充分研究的基礎(chǔ)上，提出可行的解決以及創(chuàng)新的設(shè)計方案；完成硬件電路部分的設(shè)計。包括1、 Flash燒錄器的設(shè)計 2、無線傳輸模塊電路的設(shè)計 3、單片機外圍電路與無線傳輸模塊的連接設(shè)計 4、有效距離測試 5、減少外界干擾電路設(shè)計 2012年12月2013年1月：通過對實用系統(tǒng)的測試，仿真技術(shù)完成軟件部分的設(shè)計。包括：1.干擾測試 2、無線發(fā)射和接收模塊有效性