基于51單片機(jī)串行通信的無(wú)線發(fā)射極和接收機(jī)設(shè)計(jì)(精華)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上1 概述1.1 課題的目的、背景和意義最近幾年來(lái)，由于無(wú)線接入技術(shù)需求日益增大，以及數(shù)據(jù)交換業(yè)務(wù)（如因特網(wǎng)、電子郵件、數(shù)據(jù)文件傳輸?shù)龋┎粩嘣黾?，無(wú)線通信和無(wú)線網(wǎng)絡(luò)均呈現(xiàn)出指數(shù)增加的趨勢(shì)。有力的推動(dòng)力無(wú)線通信向高速通信方向發(fā)展。然而，工業(yè)、農(nóng)業(yè)、車載電子系統(tǒng)、家用網(wǎng)絡(luò)、醫(yī)療傳感器和伺服執(zhí)行機(jī)構(gòu)等無(wú)線通信還未涉足或者剛剛涉足的領(lǐng)域，這些領(lǐng)域?qū)?shù)據(jù)吞吐量的要求很低，功率消耗也比現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)提供的功率消耗低。此外，為了促使簡(jiǎn)單方便的，可以隨意使用的無(wú)線裝置大量涌現(xiàn)，需要在未來(lái)個(gè)人活動(dòng)空間內(nèi)布置大量的無(wú)線接入點(diǎn)，因而低廉的價(jià)格將起到關(guān)鍵作用。為降低元件的價(jià)格，以便這些裝置批量生產(chǎn)，

2、所以發(fā)展了一個(gè)關(guān)于這種網(wǎng)絡(luò)的標(biāo)準(zhǔn)方案。Zigbee就是在這一標(biāo)準(zhǔn)下一種新興的短距離、低功耗、低數(shù)據(jù)傳輸?shù)臒o(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，它是一種介于無(wú)線標(biāo)記技術(shù)和藍(lán)牙之間的技術(shù)方案。 對(duì)于這種短距離、低功耗、低數(shù)據(jù)傳輸無(wú)線技術(shù)，它不僅在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、軍事、環(huán)境、醫(yī)療等傳統(tǒng)領(lǐng)域有著巨大的應(yīng)用價(jià)值，未來(lái)應(yīng)用中還可以涉及人類日常生活和社會(huì)生產(chǎn)活動(dòng)的所有領(lǐng)域。由于各方面的制約，這種技術(shù)的大規(guī)模商業(yè)應(yīng)用還有待時(shí)日，但已經(jīng)顯示出了非凡的應(yīng)用價(jià)值，相信隨著相關(guān)技術(shù)的發(fā)展和推進(jìn)，一定會(huì)得到更廣泛應(yīng)用。1.2國(guó)內(nèi)外無(wú)線技術(shù)相關(guān)現(xiàn)狀及Zigbee現(xiàn)狀無(wú)線通信從固定方式發(fā)展為移動(dòng)方式，移動(dòng)通信發(fā)展至今大約經(jīng)歷了五個(gè)階段：第一階段為20

3、年代初至50年代初，主要用于艦船及軍有，采用短波頻及電子管技術(shù)，至該階段末期出現(xiàn)才出現(xiàn)150MHVHF單工汽車公用移動(dòng)電話系統(tǒng)MTS。第二階段為50年代到60年代，此時(shí)頻段擴(kuò)展至UHF450MHZ器件技術(shù)已向半導(dǎo)體過(guò)渡，大多為移動(dòng)環(huán)境的專用系統(tǒng)，并解決了移動(dòng)電話與公用電話的接續(xù)問(wèn)題。第三階段為70年代初至80年代初頻段擴(kuò)展至800MHZ，美國(guó)Bell研究所提出蜂窩系統(tǒng)概念并于70年代末進(jìn)行了AMPS試驗(yàn)。第四階段為80年代初至90年代中，為第二代數(shù)字移動(dòng)通信興起與大發(fā)展階段，并逐步向個(gè)通信業(yè)務(wù)方向邁進(jìn)，此時(shí)出現(xiàn)D-AMPS、TACS、ETACS、GSMDCS、cdmaone、PDC、DECT、

4、PACS、PCS、等各類系統(tǒng)與業(yè)務(wù)運(yùn)行。第五階段為90年代中至今，隨著數(shù)據(jù)通信與多媒體業(yè)務(wù)需求的發(fā)展，適應(yīng)移動(dòng)數(shù)據(jù)、移動(dòng)計(jì)算及移動(dòng)多媒體運(yùn)作需要的第三代移動(dòng)通信興起，其全球標(biāo)準(zhǔn)化及相應(yīng)融合工作與樣機(jī)研制和現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)工作在快速推進(jìn)，包括從第二代至第三代移動(dòng)通信的平滑過(guò)渡問(wèn)題內(nèi)。近10年來(lái)，我國(guó)在移動(dòng)通信領(lǐng)域的科研、設(shè)備生產(chǎn)等方面也取得了可喜的進(jìn)步，國(guó)產(chǎn)移動(dòng)通信設(shè)備交換系統(tǒng)、基站和手機(jī)等都已經(jīng)投入生產(chǎn)，并陸續(xù)投方市場(chǎng)，第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)的開發(fā)和研究也正與世界同步。21世紀(jì)的電信技術(shù)正進(jìn)入一個(gè)關(guān)鍵的轉(zhuǎn)折期、未來(lái)十年將是技術(shù)發(fā)展最為活躍的時(shí)期。信息化社會(huì)到來(lái)以及IP技術(shù)興起，正深刻地改變著電信網(wǎng)絡(luò)的面貌

5、以及未來(lái)技術(shù)發(fā)展走向，未來(lái)無(wú)線通信技術(shù)發(fā)展主要趨勢(shì)是寬帶化、分組化、綜合化、個(gè)人化。無(wú)線技術(shù)也分不同種類，通常以產(chǎn)生無(wú)線信號(hào)的方式來(lái)區(qū)分，目前主要的方式有調(diào)頻無(wú)線技術(shù)、紅外無(wú)線技術(shù)和藍(lán)牙無(wú)線技術(shù)三種，其成本和特點(diǎn)也不盡相同。廣泛應(yīng)用于音響 鍵鼠等各項(xiàng)內(nèi)容，有很好的發(fā)展。而所謂無(wú)線技術(shù)，就是通過(guò)發(fā)射模塊，以波的形式由接收模塊接收，之后把發(fā)射的內(nèi)容解調(diào)出來(lái)。Zigbee無(wú)線技術(shù)是一種介于無(wú)線標(biāo)記技術(shù)和藍(lán)牙之間的技術(shù)方案，Zigbee是一種高可靠的無(wú)線數(shù)傳網(wǎng)絡(luò)，類似于GSM（全球移動(dòng)通信）和CDMA（數(shù)字通信中出現(xiàn)的一種先進(jìn)無(wú)線擴(kuò)頻通信技術(shù)），Zigbee模塊類似與移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)基點(diǎn)，Zigbee技術(shù)是建

6、立在IEEE802.15.4標(biāo)準(zhǔn)上，為了促進(jìn)Zigbee技術(shù)發(fā)展，2001年8月成立Zigbee聯(lián)盟，2002年下半年，英國(guó)invensys公司、日本三菱電子公司、摩托羅拉電子公司以及荷蘭飛利浦半導(dǎo)體公司四大巨頭共同宣布，它們將加入“Zigbee聯(lián)盟”，目前該聯(lián)盟已經(jīng)有150家成員，以研發(fā)名為Zigbee的下一代無(wú)線通信為標(biāo)準(zhǔn)。其功能超越藍(lán)牙簡(jiǎn)單而實(shí)用，大規(guī)模簡(jiǎn)化藍(lán)牙的復(fù)雜，專注于低傳輸應(yīng)用，但是Zigbee不支持語(yǔ)音，而其低功耗、低價(jià)格和可靠是它的亮點(diǎn)，讓它超越藍(lán)牙簡(jiǎn)單而實(shí)用。預(yù)計(jì)在未來(lái)Zigbee無(wú)線傳輸將大規(guī)模占領(lǐng)市場(chǎng)。1.3 課題任務(wù)要求（1）實(shí)現(xiàn)Zigbee無(wú)線模塊間的無(wú)線通信；（2

7、）發(fā)射模塊間傳輸距離大于100米；（3）發(fā)射模塊間可以實(shí)現(xiàn)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)和廣播傳輸數(shù)據(jù)，即有相同的通信協(xié)議；（4）傳輸數(shù)據(jù)在PC或1602液晶屏上顯示出來(lái)；（5）個(gè)人電腦內(nèi)對(duì)單片機(jī)的控制； （6）實(shí)現(xiàn)單片機(jī)對(duì)zigbee模塊的控制與設(shè)置；（7）與同一課題并采用zigbee方案的其他小組組成小型局域網(wǎng)絡(luò)，相互通信。2 技術(shù)方案如下圖所示，此次技術(shù)方案是：應(yīng)用Zigbee模塊的接收與發(fā)送數(shù)據(jù)功能，對(duì)數(shù)據(jù)的接收與發(fā)送，Zigbee模塊連接在單片機(jī)功能引腳TXD、RXD，這樣可以對(duì)傳送數(shù)據(jù)處理，用單片機(jī)的I/O口連接上液晶顯示屏可以對(duì)接收與發(fā)送的數(shù)據(jù)顯示，串口連接上單片機(jī)與PC機(jī)相連，可對(duì)單片機(jī)輸入程序控制和

8、輸入發(fā)送數(shù)據(jù)?；趕tc89C52單片機(jī)組成的系統(tǒng)，對(duì)zigbee和1602液晶屏進(jìn)行控制和通信。其他無(wú)線模塊圖2-1 技術(shù)方案框圖2.1 芯片選擇Zigbee模塊型號(hào)：DRF1605，主要功能：串口(UART)轉(zhuǎn)Zigbee無(wú)線數(shù)據(jù)透明傳輸。這次我們實(shí)習(xí)無(wú)線接受與發(fā)送運(yùn)用Zigbee模塊，Zigbee模塊接收與發(fā)送是這樣的：Zigbee模塊有兩種節(jié)點(diǎn)模式，一種是coordinator（主節(jié)點(diǎn)），另一種Router（從節(jié)點(diǎn)），這兩種節(jié)點(diǎn)可以有各自的PAN ID（地址），Zigbee模塊出廠默認(rèn)地址是Router一種，可以用軟件修改其PAN ID，當(dāng)有一個(gè)coordinator節(jié)點(diǎn)時(shí)，其他的Ro

9、uter可以與其連接，當(dāng)很多Router節(jié)點(diǎn)在這coordinator節(jié)點(diǎn)連接時(shí)，就可以形成一個(gè)網(wǎng)絡(luò)，在這網(wǎng)絡(luò)中任意節(jié)點(diǎn)可以相互傳輸數(shù)據(jù)。Zigbee模塊傳輸數(shù)據(jù)有兩種方式：一種數(shù)據(jù)透明傳輸，另一種是數(shù)據(jù)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)傳輸，所謂透明傳輸，就是coordinator主節(jié)點(diǎn)這網(wǎng)絡(luò)上發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，任意Router都能接收到發(fā)送的數(shù)據(jù)；而點(diǎn)對(duì)點(diǎn)傳輸，就是在coordinator網(wǎng)絡(luò)發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，任意兩個(gè)節(jié)點(diǎn)間發(fā)送數(shù)據(jù)，只能這兩節(jié)點(diǎn)收到數(shù)據(jù)。圖2.2 Zigbee結(jié)構(gòu)及引腳定義圖轉(zhuǎn)串口芯片選用MAX232。RS232C是一種電壓型總線標(biāo)準(zhǔn)，可用于設(shè)計(jì)計(jì)算機(jī)接口與終端或外設(shè)之間的連接，以不同的極性的電壓表示邏輯值。-

10、3至-25表示邏輯“1”，+3至+25表示邏輯“0”，其電平是TTL和CMOS電平是不同的，所以在通信時(shí)必須進(jìn)行轉(zhuǎn)換。MAXIM公司的MAX232接收/發(fā)送器是MAXIM公司特別為滿足EIA/TEA2232的標(biāo)準(zhǔn)而設(shè)計(jì)的，它們具有功耗低、工作電源為單電源、外接電容僅為0.1uF或1uF的電容，其價(jià)格低，可在一般需要串行通信的系統(tǒng)中使用。MAX232引腳C1+與C1-、C2+與C2-、V+與VCC、V-與GND之間的4個(gè)0.1uF的電容不可缺少，一般選用陶瓷介質(zhì)的電容。MAX232可以用作單片機(jī)和單片機(jī)之間、單片機(jī)和PC機(jī)串口之間的符合RS232串行接口電路。只要將待進(jìn)行串行傳輸?shù)脑O(shè)備的發(fā)送和接

11、收端相應(yīng)的接上，編程即可3。圖 2.4 Max232內(nèi)部結(jié)構(gòu)及一家定義STC89C52單片機(jī)控制核心單片機(jī)選用STC89C52，完全能滿足本系統(tǒng)要求。表 2.11 P3口功能引腳端口引腳第二功能P3.0RXD(串行輸入口)P3.1TXD（串行輸出口）P3.2(外部中斷0)P3.3（外部中斷1）P3.4T0（定時(shí)器0）P3.5T1（定時(shí)器1）P3.6（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫選通）P3.7（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器都選通）3. 硬件設(shè)計(jì)3.1 Zigbee模塊引腳連接設(shè)計(jì)圖 3.1 Zigbee模塊電路圖3.2Zigbee模塊電源設(shè)計(jì)Zigbee模塊電源采用的是3.3v直流電，電路中直接采用四個(gè)電容濾波，用芯片L

12、M1117-3.3穩(wěn)壓得到。單片機(jī)系統(tǒng)采用的是5V直流電，用7805穩(wěn)壓芯片可得。圖3.2 電源電路3.3V圖3.3 電源電路 5V3.3 單片機(jī)設(shè)計(jì)電路圖 3.4 單片機(jī)連接圖3.4 串口電路設(shè)計(jì)圖 3.5 串口電路4.軟件設(shè)計(jì)4.1軟件功能說(shuō)明按本課題設(shè)計(jì)要求，程序所要實(shí)現(xiàn)的功能如下：1）、實(shí)現(xiàn)1602液晶屏實(shí)時(shí)顯示系統(tǒng)狀態(tài)，提供較好的人機(jī)界面；2）、實(shí)現(xiàn)通過(guò)按鍵設(shè)置Zigbee模塊的工作模式，即給zigbee發(fā)送命令，zigbee工作狀態(tài)及命令見附錄；3）、用預(yù)先定好的通信協(xié)議進(jìn)行數(shù)據(jù)的收發(fā)控制，實(shí)現(xiàn)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信和廣播數(shù)據(jù)，并在1602顯示系統(tǒng)的工作狀態(tài)。4.2軟件總流程圖個(gè)人電腦無(wú)線通信

13、系統(tǒng)功能鍵單片機(jī)LED1602顯示Zigbee無(wú)線收發(fā)模塊其他無(wú)線收發(fā)模塊圖4-1整體思路按上圖設(shè)計(jì)思路編寫程序，程序流程圖如下：開始初始化功能鍵掃描程序設(shè)置Zigbee程序1602液晶顯示程序與無(wú)線模塊的數(shù)據(jù)傳輸控制程序圖4-2 程序流程圖4.3各功能軟件4.4軟件測(cè)試4.5 軟件設(shè)計(jì)總結(jié)5.通信協(xié)議5.1模塊說(shuō)明這次實(shí)習(xí)，我們用的是ZigBee模塊，DRF系列ZigBee模塊目前包括DRF1601、DRF1602、DRF1605、DRF1605H、DRF2617-ZR232、DRF2618-ZUSB、DRF2619-ZR485及相關(guān)配套底板，它是基于TI 公司CC2530F256芯片，運(yùn)行

14、ZigBee2007/PRO協(xié)議的ZigBee模塊，它具有ZigBee協(xié)議的全部特點(diǎn)，這有區(qū)別于其它種類的ZigBee模塊。 其主要特點(diǎn)包括： （一）自動(dòng)組網(wǎng)：所有的模塊上電即自動(dòng)組網(wǎng)，Coordinator 自動(dòng)給所有的節(jié)點(diǎn)分配地址，不需要用戶手動(dòng)分配地址，網(wǎng)絡(luò)加入、應(yīng)答等專業(yè) ZigBee組網(wǎng)流程； （二）簡(jiǎn)單數(shù)據(jù)傳輸： l 串口數(shù)據(jù)透?jìng)鳎篊oordinator 從串口接收到的數(shù)據(jù)會(huì)自動(dòng)發(fā)送給所有的節(jié)點(diǎn)，某個(gè)節(jié)點(diǎn)從串口接收到的數(shù)據(jù)，會(huì)自動(dòng)發(fā)送給Coordinator。 l 通過(guò)串口即可在任意節(jié)點(diǎn)間進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，數(shù)據(jù)傳輸?shù)母袷綖椋?xFD（數(shù)據(jù)傳輸命令）+ 0x0A（數(shù)據(jù)長(zhǎng)度） + 0x73

15、 0x79（目標(biāo)地址） + 0x01 0x02 0x03 0x04 0x05 0x06 0x07 0x08 0x09 0x10（數(shù)據(jù)，共0x0A Bytes）； （三）唯一IEEE地址：DRF 系列模塊采用的TI CC2530F256 芯片，出廠時(shí)已經(jīng)自帶IEEE地址，用戶無(wú)需另行購(gòu)買IEEE地址，IEEE 地址（MAC地址）可作為ZigBee模塊的標(biāo)識(shí)； （四）用戶可更改節(jié)點(diǎn)類型：用戶可通過(guò)串口指令更改模塊的節(jié)點(diǎn)類； （五）用戶可更改無(wú)線電頻道：用戶可通過(guò)串口指令更改模塊使用的無(wú)線電頻道。（六）簡(jiǎn)單易用：用戶不用考慮ZigBee協(xié)議，像使用串口線一樣使用無(wú)線模塊 5.2 ZigBee模塊參數(shù)

16、 （1）電氣參數(shù)：輸入電壓：DC 3.3V溫度范圍：-40C -85C串口速率：38400bps（默認(rèn)），可設(shè)置9600bps，19200bps， 38400bps，bps無(wú)線頻率：2.4GHz無(wú)線協(xié)議：ZigBee2007 /PRO傳輸距離：可視距離400米發(fā)射電流：34mA（ 最大）接收電流：25mA（最大）低功耗模式：該款模塊沒(méi)有低功耗模式，客戶可定制低功耗應(yīng)用接收靈敏度：-96DBm主芯片：CC2530F256，256K Flash，TI公司最新一代ZigBee SOC芯片（2）機(jī)械參數(shù)：圖5.2.1 機(jī)械參數(shù) 圖5.2.2 機(jī)械參數(shù)5.3 Zigbee模塊的組網(wǎng) Zigbee網(wǎng)絡(luò)通常

17、由三種節(jié)點(diǎn)構(gòu)成：Coordinator：用來(lái)創(chuàng)建一個(gè)Zigbee網(wǎng)絡(luò)，并為最初加入網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)分配地址，每個(gè)Zigbee網(wǎng)絡(luò)需要且只需要一個(gè)Coordinator；Router：也稱為Zigbee全功能節(jié)點(diǎn)，可以轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)，起到路由的作用，也可以收發(fā)數(shù)據(jù)，當(dāng)成一個(gè)數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)，還能保持網(wǎng)絡(luò)，為后加入的節(jié)點(diǎn)分配地址；End Device：終端節(jié)點(diǎn)，通常定義為電池供電的低功耗設(shè)備，通常只周期性發(fā)送數(shù)據(jù)，不接收數(shù)據(jù)。Zigbee模塊的主要功能是無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸，即，每個(gè)節(jié)點(diǎn)隨時(shí)能夠收發(fā)數(shù)據(jù)，所以節(jié)點(diǎn)的配置只有Coordinator，Router，連接的網(wǎng)絡(luò)如下圖所示，這樣的網(wǎng)絡(luò)通常也稱為MESH網(wǎng)（即：網(wǎng)狀網(wǎng)）

18、，每個(gè)節(jié)點(diǎn)可以收發(fā)數(shù)據(jù)，同時(shí)也能擔(dān)任其它節(jié)點(diǎn)的路由器，而且，所有的數(shù)據(jù)傳輸路由都是自動(dòng)計(jì)算的，無(wú)需用戶干預(yù)。第一次使用Zigbee模塊時(shí)，請(qǐng)先給Coordinator上電，然后給Router上電，Router上電后，會(huì)自動(dòng)尋找Zigbee網(wǎng)絡(luò)并加入，可以使用TI的Sensor Monitor軟件來(lái)觀察Zigbee網(wǎng)絡(luò)的形態(tài)。 圖5.3.1 Zigbee mesh 網(wǎng)絡(luò) 圖5.3.2 Zigbee網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù)5.4 Zigbee模塊的數(shù)據(jù)傳輸DRF1600 系列Zigbee 模塊數(shù)據(jù)傳輸功能非常簡(jiǎn)單易用，有二種數(shù)據(jù)傳送方式：（1）數(shù)據(jù)透明傳輸方式： 只要傳送的第一個(gè)字節(jié)不是0xFE，0xFD 或

19、 0xFC，則自動(dòng)進(jìn)入數(shù)據(jù)透明傳輸方式；Coordinator從串口接收到的數(shù)據(jù)，會(huì)自動(dòng)發(fā)送給所有的節(jié)點(diǎn)；某個(gè)節(jié)點(diǎn)從串口接收到的數(shù)據(jù)，會(huì)自動(dòng)發(fā)送到Coordinator；（2）點(diǎn)對(duì)點(diǎn)數(shù)據(jù)傳輸方式： Zigbee網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的任意節(jié)點(diǎn)之間，可通過(guò)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)傳輸指令，傳送數(shù)據(jù)；指令格式：0xFD + 數(shù)據(jù)長(zhǎng)度 + 目標(biāo)地址 + 數(shù)據(jù)1、 數(shù)據(jù)透明傳輸：（數(shù)據(jù)透明傳輸是DRF1600系列模塊的最重要功能）（1）只要傳送的第一個(gè)字節(jié)不是0xFE，0xFD 或 0xFC，則自動(dòng)進(jìn)入數(shù)據(jù)透明傳輸方式；（擴(kuò)展：只要數(shù)據(jù)包的頭與設(shè)置指令不一樣，也會(huì)當(dāng)成數(shù)據(jù)透明傳輸）（2）Coordinator從串口接收到的數(shù)據(jù)，會(huì)自動(dòng)

20、發(fā)送給所有的節(jié)點(diǎn)；某個(gè)節(jié)點(diǎn)從串口接收到的數(shù)據(jù)，會(huì)自動(dòng)發(fā)送到Coordinator；（3）任意一個(gè)節(jié)點(diǎn)與Coordinator之間，類似于電纜直接連接；（4）支持?jǐn)?shù)據(jù)包變長(zhǎng)（無(wú)需設(shè)置），最大不超過(guò)256字節(jié)/數(shù)據(jù)包，一般每個(gè)數(shù)據(jù)包32字節(jié)之內(nèi)。 圖5.4.1 數(shù)據(jù)透明傳輸：Coordinator發(fā)送至所有節(jié)點(diǎn) 圖5.4.2 數(shù)據(jù)透明傳輸：某個(gè)節(jié)點(diǎn)發(fā)送至Coordinator 表5.4.1 數(shù)據(jù)透明傳輸?shù)男阅?數(shù)據(jù)傳送方向數(shù)據(jù)包長(zhǎng)度最快間隔RouteràCoordinator16字節(jié)20 ms32字節(jié)20 ms64字節(jié)20 ms128字節(jié)50 ms256字節(jié)200 ms> 256字

21、節(jié)不能傳輸CoordinatoràRouter16字節(jié)100 ms32字節(jié)100 ms64字節(jié)100 ms128字節(jié)200 ms256字節(jié)500 ms> 256字節(jié)不能傳輸測(cè)試條件：1， 室溫，實(shí)驗(yàn)室條件2， 模塊間距離2米，信號(hào)良好3， 串口波特率38400（最優(yōu)選波特率）4， 連續(xù)發(fā)送，接收100K字節(jié)，無(wú)誤碼，連續(xù)測(cè)試10次5， 測(cè)試軟件：串口調(diào)試助手SSCOM3.2隨著模塊之間的傳輸距離增加，傳輸速率會(huì)降低Coordinator發(fā)送到Router是廣播方式發(fā)送，傳輸速率會(huì)比較慢一般應(yīng)用，建議每個(gè)數(shù)據(jù)包32字節(jié)，間隔200-300ms傳輸2 、點(diǎn)對(duì)點(diǎn)數(shù)據(jù)傳輸方式：以下圖為

22、例，簡(jiǎn)述點(diǎn)對(duì)點(diǎn)數(shù)據(jù)傳輸方式：（數(shù)據(jù)從0x50F5傳送至0x143E） 圖5.4.3 點(diǎn)對(duì)點(diǎn)傳輸發(fā)送指令格式：數(shù)據(jù)傳送指令（0xFD）+ 數(shù)據(jù)長(zhǎng)度+ 目標(biāo)地址+ 數(shù)據(jù)（最多32 Bytes）數(shù)據(jù)長(zhǎng)度在32 字節(jié)內(nèi)支持變長(zhǎng)。如發(fā)送：FD0A14 3E01 02 03 04 05 06 07 08 09 10FD：數(shù)據(jù)傳輸指令0A：數(shù)據(jù)區(qū)數(shù)據(jù)長(zhǎng)度，共10 個(gè)字節(jié)14 3E：目標(biāo)地址01 02 03 04 05 06 07 08 09 10：數(shù)據(jù)接收數(shù)據(jù)格式：接收到發(fā)送方的全部數(shù)據(jù)，并在最后增加來(lái)源地址（二個(gè)字節(jié)）如接收到的數(shù)據(jù)為：FD0A14 3E01 02 03 04 05 06 07 08 09

23、 1050 F5FD：數(shù)據(jù)傳輸指令0A：數(shù)據(jù)區(qū)數(shù)據(jù)長(zhǎng)度，共10 個(gè)字節(jié)14 3E：發(fā)送方的目標(biāo)地址，接收方本身地址01 02 03 04 05 06 07 08 09 10：數(shù)據(jù)50 F5：發(fā)送方的地址，即數(shù)據(jù)來(lái)源地址點(diǎn)對(duì)點(diǎn)數(shù)據(jù)傳輸可在網(wǎng)絡(luò)內(nèi)任意節(jié)點(diǎn)之間進(jìn)行：1， 即使Coordinator 斷電，也可在Router 之間通過(guò)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)指令傳輸；2， Router 加入網(wǎng)絡(luò)后，地址（Short Address）不會(huì)發(fā)生改變；3， 長(zhǎng)度字節(jié)一定要等于數(shù)據(jù)區(qū)數(shù)據(jù)長(zhǎng)度，否則數(shù)據(jù)傳輸出錯(cuò)（當(dāng)成透明傳輸，發(fā)送給了Coordinator）；4， 數(shù)據(jù)區(qū)數(shù)據(jù)最多32 字節(jié)，否則數(shù)據(jù)傳輸出錯(cuò)（當(dāng)成透明傳輸，發(fā)送給

24、了Coordinator）；5， 目標(biāo)地址 = FF FF，則為廣播發(fā)送，會(huì)發(fā)送至網(wǎng)絡(luò)內(nèi)所有節(jié)點(diǎn)；目標(biāo)地址 = 00 00，則發(fā)送給Coordinator表5.4.2點(diǎn)對(duì)點(diǎn)數(shù)據(jù)傳輸性能 數(shù)據(jù)傳送方向數(shù)據(jù)包長(zhǎng)度最快間隔RouteràRouter32字節(jié)40 msCoordinatoràRouter32字節(jié)40 msRouteràCoordinator32字節(jié)40 ms測(cè)試條件：1,室溫，實(shí)驗(yàn)室條件2,模塊間距離2米，信號(hào)良好3,串口波特率38400（最優(yōu)選波特率）4,連續(xù)發(fā)送，接收100K字節(jié)，無(wú)誤碼，連續(xù)測(cè)試10次5,測(cè)試軟件：串口調(diào)試助手SSCOM3.25.5

25、怎樣使用配置軟件 配置軟件是用來(lái)設(shè)定及讀取模塊的基本參數(shù)；模塊可設(shè)置4個(gè)參數(shù)：PAN ID、波特率、節(jié)點(diǎn)類型、無(wú)線頻道；PAN ID： 同一個(gè)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的每個(gè)節(jié)點(diǎn)具有相同的PAN ID，不同的網(wǎng)絡(luò)之間PAN ID是不同的，在同一空間，二個(gè)不同PAN ID 的網(wǎng)絡(luò)是不會(huì)相互影響的； 圖 5.5.1 同一網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的節(jié)點(diǎn)具有相同的PAN ID對(duì)于Coordinator： （1）設(shè)定新的PAN ID，重啟，則馬上讀取為新的PAN ID； （2） 設(shè)定新的PAN ID后，則以前儲(chǔ)存在Coordinator內(nèi)的網(wǎng)絡(luò)信息會(huì)全部清空，重啟后，Coordinator會(huì)重新創(chuàng)建一個(gè)網(wǎng)絡(luò)； （3）對(duì)于一個(gè)已經(jīng)存在的網(wǎng)絡(luò)，

26、重新設(shè)定Coordinator的PAN ID為同樣的值，重啟，此時(shí)，Coordinator里的網(wǎng)絡(luò)值會(huì)被全部清空，由于以前的網(wǎng)絡(luò)仍然存在，此時(shí)的Coordinator的PAN ID會(huì)自動(dòng)加1，避免PAN ID沖突； 對(duì)于Router： （1）設(shè)定新的PAN ID，重啟，如果讀取為FF FE，表示Router還沒(méi)有加入網(wǎng)絡(luò)； （2）設(shè)定新的PAN ID，重啟，如果讀取為新的PAN ID，表示Router已經(jīng)加入網(wǎng)絡(luò)； （3）設(shè)定新的PAN ID為FF FF，重啟，Router會(huì)自動(dòng)尋找網(wǎng)絡(luò)并加入； （4）設(shè)定新的PAN ID為FF FF，重啟，Router會(huì)自動(dòng)尋找網(wǎng)絡(luò)并加入，在沒(méi)有加入網(wǎng)絡(luò)之前

27、，讀取的值為FF FE；波特率： 與模塊直接連接的設(shè)備的硬件波特率，同一個(gè)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)，多個(gè)Zigbee模塊與多個(gè)設(shè)備連接，并不需要全網(wǎng)具有同樣的波特率，只要模塊與設(shè)備之間具有相同的波特率即可 圖5.5.2 具有相同的波特率模塊的波特率重新設(shè)定后，需重啟生效。5.6 Zigbee模塊網(wǎng)絡(luò)特性1，每個(gè)Coordinator允許6個(gè)Router加入網(wǎng)絡(luò)，并為其分配地址，每個(gè)Router又能允許6個(gè)Router加入網(wǎng)絡(luò)并為其分配地址，總共6層深度，最多支持9330個(gè)節(jié)點(diǎn)2，Coordinator是用來(lái)創(chuàng)建網(wǎng)絡(luò)的，第一次使用時(shí)，Coordinator需要先上電；3，一個(gè)Zigbee網(wǎng)絡(luò)形成后，即使Coord

28、inator斷電，Router之間也能通訊；4，一個(gè)Zigbee網(wǎng)絡(luò)形成后，即使Coordinator斷電，新的節(jié)點(diǎn)也能通過(guò)已入網(wǎng)的Router加入，由這個(gè)Router為其分配地址；5，Zigbee網(wǎng)絡(luò)創(chuàng)建完成后，這個(gè)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)Router的地址（Short Address）是不變的，但是，這個(gè)節(jié)點(diǎn)加入到了其它的網(wǎng)路，則有新的網(wǎng)絡(luò)為其分配地址，地址會(huì)變的，不建議將Short Address作為模塊的標(biāo)識(shí)；6，Zigbee模塊的MAC地址（IEEE地址）是全球唯一的，可以作為模塊的標(biāo)識(shí)；5.7 Zigbee模塊的設(shè)置表5.7.1設(shè)置指令 序號(hào)指令功能返回是否重啟1FC 02 91 01 XX XX

29、XY（XY =前6個(gè)字節(jié)的和，保留低8位，下同）設(shè)定模塊的PAN ID為特定值XX XX1， 如果將模塊的PAN ID設(shè)定為FF FF：如果是Coordinator，重啟后自動(dòng)產(chǎn)生一個(gè)新的PAN ID如果是Router，重啟后自動(dòng)尋找新的網(wǎng)路加入不可以設(shè)定為FF FE2， 重設(shè)PAN ID后（或同樣的值重設(shè)后）如果是Coordinator，會(huì)清除已加入網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)，如果是Router，清除已加入的網(wǎng)絡(luò)，重新尋找并加入網(wǎng)絡(luò)XX XX如：輸入：FC 02 91 01 12 34 D6返回：12 34是2FC 00 91 03 A3 B3 XY讀取模塊的PAN ID值模塊的PAN ID值1， 如果Ro

30、uter還沒(méi)加入網(wǎng)絡(luò)，讀取的值FF FE 2Coordinator讀取為設(shè)定值否3FC 00 91 04 C4 D4 XY讀取模塊的Short Address（模塊在網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的地址）Short Address1， 如果模塊還沒(méi)有加入網(wǎng)絡(luò)，讀取的值為FFFE2， 2， Coordinator的地址永遠(yuǎn)是00 00否4FC 01 91 06 XX F6 XY設(shè)置模塊的串口波特率XX = 01：設(shè)定為9600XX = 02：設(shè)定為19200XX = 03：設(shè)定為38400XX = 04：設(shè)定為57600XX = 05：設(shè)定為XX=其它00 00 09 06 00 0000 01 09 02 00 00

31、00 03 08 04 00 0000 05 07 06 00 0001 01 05 02 00 00否5FC 00 91 07 97 A7 XY測(cè)試串口波特率如果串口波特率正確，返回：, 01 02 03 04 05如果串口波特率錯(cuò)誤，無(wú)返回是6FC 00 91 08 A8 B8 XY讀取模塊的MAC地址8個(gè)字節(jié)的MAC地址 如：00 12 4B FF 56 78 FE FF否7FC 01 91 0C XX 1A XY設(shè)置模塊的無(wú)線頻道： XX = 0B：設(shè)定為Channel 11，頻率：2405MHz XX = 0C：設(shè)定為Channel 12，頻率：2410MHz XX = 0D：設(shè)定為

32、Channel 13，頻率：2415MHz XX = 0E：設(shè)定為Channel 14，頻率：2420MHz XX = 0F：設(shè)定為Channel 15，頻率：2425MHz XX = 10：設(shè)定為Channel 16，頻率：2430MHz XX = 11：設(shè)定為Channel 17頻率：2435MHz XX = 12：設(shè)定為Channel 18頻率：2440MHz XX = 13：設(shè)定為Channel 19頻率：2445MHz XX = 14：設(shè)定為Channel 20頻率：2450MHz XX = 15：設(shè)定為Channel 21頻率：2455MHz XX = 16：設(shè)定為Channel

33、22，頻率：2460MHz XX = 17：設(shè)定為Channel 23，頻率：2465MHz XX = 18：設(shè)定為Channel 24，頻率：2470MHz XX = 19：設(shè)定為Channel 25，頻率：2475MHz XX = 1A：設(shè)定為Channel 26，頻率：2480MH返回： 00 08 00 00 0B 00 10 00 00 0C 00 20 00 00 0D 00 40 00 00 0E 00 80 00 00 0F 00 00 01 00 10 00 00 02 00 11 00 00 04 00 12 00 00 08 00 13 00 00 10 00 14 00

34、 00 20 00 15 00 00 40 00 16 00 00 80 00 17 00 00 00 01 18 00 00 00 02 19 00 00 00 04 1A8FC 00 91 0D 34 2B XY讀取模塊的無(wú)線頻道返回： 00 00 08 00 52 0B 00 00 10 00 52 0C 00 00 20 00 52 0D 00 00 40 00 52 0E 00 00 80 00 52 0F 00 01 00 00 52 10 00 02 00 00 52 11 00 04 00 00 52 12 00 08 00 00 52 13 00 10 00 00 52 14

35、 00 20 00 00 52 15 00 40 00 00 52 16 00 80 00 00 52 17 01 00 00 00 52 18 02 00 00 00 52 19 04 00 00 00 52 1A否9FC 00 91 0B CB EB XY讀取模塊的節(jié)點(diǎn)類型如果是Coordinator，返回： 43 6F 6F 72 64 69 如果是Router，返回： 52 6F 75 74 65 72否10FC 01 91 64 58 XX XY設(shè)定模塊的數(shù)據(jù)傳輸方式： XX = 00：保留（目前為透明傳輸） XX = 01：透明傳輸 XX = 02：在數(shù)據(jù)包最后增加模塊的短地址（S

36、hort Address，2個(gè)字節(jié)） XX = 03：在數(shù)據(jù)包最后增加模塊的MAC地址（8個(gè)字節(jié)） XX = 04：保留（目前為透明傳輸）XX： 00 04 共5個(gè)值，超出范圍當(dāng)成透明傳輸數(shù)據(jù) 指令正確返回： 06 07 08 09 0A XX 如果寫入不成功： 16 17 18 19 1A FF否11FC 00 91 87 6A 35 XY模塊軟件重啟1秒后系統(tǒng)重啟成功6.性能測(cè)試6.1 測(cè)試方法本次測(cè)試是直接通過(guò)已經(jīng)調(diào)試好的Zigbee模塊兩臺(tái)機(jī)子來(lái)測(cè)試，測(cè)試模式為點(diǎn)對(duì)點(diǎn)數(shù)據(jù)傳輸，測(cè)試主要是通過(guò)主機(jī)向從機(jī)發(fā)送信息，從機(jī)收到信息并向主機(jī)發(fā)送短信已經(jīng)接受到，這樣測(cè)試成功，這樣進(jìn)行多次測(cè)試，測(cè)試

37、如下表；主機(jī)與從機(jī)反過(guò)來(lái)再測(cè)試一次得到一個(gè)表格。表6.1 測(cè)量結(jié)果序號(hào)|測(cè)量范圍（m）0.51257101成功成功成功成功成功成功2成功成功成功成功成功成功3成功成功成功成功成功成功4成功成功成功成功成功成功5成功成功成功成功成功成功表6.2 主機(jī)與從機(jī)反過(guò)來(lái)測(cè)試序號(hào)|測(cè)量范圍（m）0.51257101成功成功成功成功成功成功2成功成功成功成功成功成功3成功成功成功成功成功成功4成功成功成功成功成功成功5成功成功成功成功成功成功表6.3 主從機(jī)子間隔著一堵墻測(cè)試序號(hào)|測(cè)量范圍（m）0.51257101成功成功成功成功成功成功2成功成功成功成功成功成功3成功成功成功成功成功成功4成功成功成功成功

38、成功成功5成功成功成功成功成功成功參考文獻(xiàn)1 王賢勇單片機(jī)原理及接口技術(shù)應(yīng)用教程，-5版.-北京：清華大學(xué)出版社，2007.2 譚浩強(qiáng)c語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)，-3版.-北京：清華大學(xué)出版社，2007.3 汪德彪MCS-51單片機(jī)原理及接口技術(shù)，-5版.-北京：電子工業(yè)出版社，2007.4 吳黎明單片機(jī)原理及應(yīng)用技術(shù)，-1版.-北京：科學(xué)出版社，2005.5 李光才 樓然笛單片機(jī)課程設(shè)計(jì)實(shí)例指導(dǎo)，北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2004.6 石宗義電路原理圖與電路板設(shè)計(jì)教程Protel 99SE，北京希望電子出版社，7 梅麗鳳王艷秋，任國(guó)臣，汪毓鐸單片機(jī)原理及接口技術(shù)清華大學(xué)出版社8郭天祥 51單片機(jī)c語(yǔ)

39、言教程電子工業(yè)出版處9李文仲,段朝玉，PIC單片機(jī)與Zigbee無(wú)線網(wǎng)絡(luò)實(shí)戰(zhàn)，北京：北京航空航天大學(xué)出版社10 楊欣，萊·諾克斯，王玉鳳，劉湘黔 電子設(shè)計(jì)從零開始，-第二版，-北京：清華大學(xué)出版社，2010.10附錄1.總原理圖附錄2.PCB布線圖附錄3.我們的作品附錄4.與其他小組調(diào)試照片附錄5.源代碼#include<reg52.h>/#include<stdlib.h>/用隨機(jī)函數(shù)，發(fā)送隨機(jī)數(shù)據(jù)#define uint unsigned int#define uchar unsigned charuintLED_Buffer16, com_dat, *q

40、;uchar FF;void wdata(ucharsj); /輸入數(shù)據(jù)void wcom(uchar or);/輸入命令voidnint();voidkeyscan();void keyscan1();void L1602_char(ucharhang,ucharlie,char sign);void L1602_string(ucharhang,ucharlie,uchar *p);voidprint_data(uint *num,uchari);voidyanshi(uinti);void sent(uintss,ucharnum);sbitrs=P37;sbitlede=P36;sbi

41、t set=P35;sbit key1=P34;sbit key2=P33;sbit key3=P32;uintflat,n,num,KKK,jj,sb;/ucharm,shi,fen,miao,ge,si,qq,dd;uint code cz1=0xbd,0x68,0x7d,0xbf,0xfe,0x52,0x6c,0x19,0x10,0xea, 0xFF,0x2b,0x90,0xa4,0xd8,0xaa,0x30,0x20,0xb0,0x8d,0xa9;uint code pp=0XFD,0X04,0X00,0X00,0xcc,0xb5,0x89,0x64;uint code pp1=0XF

42、D,0X02,0X00,0X00,0x00,0x00;uint code pp2=0XFD,0X04,0X00,0X00,0xcc,0xb5,0x89,0x64;uint code pp3=0XFD,0X04,0X00,0X00,0xcc,0xb5,0x89,0x64;int number2; uchar code s1=" Auto Search net"uchar code s2=" Set PAN ID "uchar code s3=" Set node type "uchar code s3a="Set Coordi

43、nator"uchar code s3b=" Set as Router "uchar code s4=" Read short add "uchar code s=" ok! "uchar code s5=" Set send type "uchar code s6=" Restart! "uchar code s33=" Read PAN ID "uchar code r="Received data: "uchar code rss=&qu

44、ot;Received succeed "uchar code tt=" Broadcast "uchar code ts=" Sent succeed "uchar code ret=" "uint code com1=0xFC,0x02,0x91,0x01,0xFF,0xFF,0x8E;/自動(dòng)搜索網(wǎng)絡(luò)uint code com2=0xFC,0x02,0x91,0x01,0x56,0x34,0x1A; /ID56 34uint code com3a=0xFC,0x00,0x91,0x09,0xA9,0xC9,0x08;/設(shè)

45、為 Coordinatoruint code com3b=0xFC,0x00,0x91,0x0A,0xBA,0xDA,0x2B;/設(shè)定為Routeruint code com3=0xFC,0x00,0x91,0x03,0xA3,0xB3,0xE6;/ 讀模塊PAN IDuint code com4=0xFC,0x00,0x91,0x04,0xC4,0xD4,0x29;/讀取模塊的 Short Address（模塊在網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的地網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的地址）/uint code com5=0xFC,0x00,0x91,0x08,0xA8,0xB8,0xF5; /讀MAC地址uint code com5=0xFC,

46、0x01,0x91,0x64,0x58,0x01,0x4B;/設(shè)定為透明傳輸方式uint code com6=0xFC,0x00,0x91,0x87,0x6A,0x35,0xB3;/模塊軟件重啟 /void main() nint();/*/ P1=0x00;wcom(0x01);com_dat = 0; FF=0;flat=0;while(1)if(FF=1)FF=0;yanshi(200);q = LED_Buffer;/L1602_string(2,1,q);L1602_string(1,1,r);print_data(q,com_dat);if(KKK=1&&jj!=1

47、) KKK=0; sent(LED_Buffer+8,2); /if(jjj=1) / L1602_string(1,1,rss);yanshi(200);yanshi(200);/ jjj=0;/ / if(sb=1) sent(pp1,6);/if(jj=1)jj=0;com_dat=0;if(set=0)yanshi(10);if(set=0) while(!set);flat+;if(flat=10) /功能選擇標(biāo)識(shí)flatflat=0; keyscan();if(key3=0)yanshi(10);if(key3=0)sent(cz1+num,4);num=num+4;if(num=

48、16)num=0;while(!key3); L1602_string(1,1,tt);yanshi(200); yanshi(210);/if(key2=0)yanshi(10);if(key2=0) sent(pp,8);yanshi(200); if(jj=1)jj=0;L1602_string(1,1,ts);yanshi(250);elsesent(pp,8); / yanshi()void wcom(uchar or)/輸入命令rs=0;P1=or;yanshi(4);lede=1;yanshi(4);lede=0;void wdata(ucharsj)/輸入數(shù)據(jù) rs=1;P1=sj;yanshi(5);lede=1;yanshi(5);lede=0;/初始化voidnint()/1602wcom(0x38);wcom(0x0c);wcom(0x06);wcom(0x01);/串口TMOD=0x20; /設(shè)置定時(shí)器1為工作方式2PCON=0x00;TH1=0Xfd; /波特率9600 晶振11.0592MHzTL1=0XFD;REN=1; /串口允許接收SM0=0; /設(shè)置串口工作方式SM1=1;EA=1;/ 開中斷ES=1;TR1=1;void L1602_string(ucharhang,uch