基于-單片機(jī)無線電遙控系統(tǒng)結(jié)論

1、-. z 本文由囩惔風(fēng)輕奉獻(xiàn) doc文檔可能在WAP端瀏覽體驗(yàn)不佳。建議您優(yōu)先選擇T*T，或下載源文件到本機(jī)查看。 工程大學(xué)本科生畢業(yè)論文 第1章 1.1 本論文研究的背景及其意義 緒論 遙控是指對(duì)被控對(duì)象按照所預(yù)定的意圖對(duì)其部參數(shù)、工作狀態(tài)等進(jìn)展 遠(yuǎn)距離操縱。遙控技術(shù)在現(xiàn)代工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、科研、國防等領(lǐng)域有非常廣泛的 應(yīng)用。隨著現(xiàn)代科技的開展，它們的應(yīng)用也越來越普遍。 遙控技術(shù)一般應(yīng)用于操作者不能或難以到達(dá)受控對(duì)象的場(chǎng)合。而對(duì)于移 動(dòng)式的受控對(duì)象， 則更不得不使用遙控技術(shù)。 例如在惡劣環(huán)境下作業(yè)的機(jī)器， 人難以到現(xiàn)場(chǎng)操縱，就必須使用遙控技術(shù)進(jìn)展遠(yuǎn)距離操縱。又如工廠里的行 車、模型飛機(jī)、模型艦艇，

2、乃至當(dāng)代的無人駕駛飛機(jī)、宇宙飛船、無線電制 造導(dǎo)彈等，這些移動(dòng)式設(shè)施就更缺不了遙控技術(shù)了。 現(xiàn)代遙控技術(shù)也是十分普遍地應(yīng)用于各類家用電器中，如電視遙控、電 燈遙控、電風(fēng)扇遙控、空調(diào)器遙控等，這類應(yīng)用提高了家用電器的功能和檔 次，更重要的是給使用者帶來極大的方便。設(shè)有遙控功能的電視機(jī)，使用者 不用離開座位， 只需使用手持紅外遙控器舊可以進(jìn)展節(jié)目切換， 以及對(duì)音量、 比照度、亮度等的調(diào)節(jié)。在這些應(yīng)用中，操作者與受控者之間并非遙，也 非難以到達(dá)，僅為方便而已，因此對(duì)遙控的定義，應(yīng)該廣義的理解為操作 者沒有直接對(duì)遙控對(duì)象進(jìn)展操縱。 遙控的種類有很多。假設(shè)以遙控信息傳送方式區(qū)別，可以分為有線遙控和 無線

3、遙控兩大類，而無限遙控又包含了紅外線遙控、超聲波遙控和無線電遙 控之類，有線遙控和無線電遙控可以到達(dá)很遠(yuǎn)的距離，而紅外線和超聲波遙 控只能在十幾米之。 無線電遙控是使用無線電射頻為載體來栽送遙控信息。所謂射頻，就是 具有較強(qiáng)輻射能力的無線電頻率， 一般在幾百 kHz 以上， 通常也稱為高頻。 使用無線電射頻傳送遙控命令與紅外或超聲遙控有所不同，后二者遙控距離 較近，而且具有方向性，特別是紅外線的方向性強(qiáng)，不能跨越墻壁的阻擋， 因此只能在小圍， 同一個(gè)房間實(shí)現(xiàn)遙控操作， 多用于家用電器的遙控。 1 工程大學(xué)本科生畢業(yè)論文 本設(shè)計(jì)為基于 51 單片機(jī)的無線電遙控系統(tǒng)，使之能在多障礙物的條件 下進(jìn)展

4、有效通信，并且能夠控制兩個(gè)接收機(jī)14。 1.2 國外本課題的研究現(xiàn)狀 美國、日本、德國以及包括中國在的很多國家對(duì)遙控技術(shù)這一課題進(jìn) 行了大量的研究并取得了顯著的成果。從遙控視距的角度來看，遙控技術(shù)發(fā) 展經(jīng)歷了下面三個(gè)階段：視距遙控LOS 、超視距遙控ELOS和遠(yuǎn)程無 線遙控。對(duì)于視距遙控，操作員不與機(jī)器直接接觸，已位于作業(yè)區(qū)的危險(xiǎn) 圍外，通過直接觀察、發(fā)送指令來控制各種設(shè)備，一般來說，其可靠遙控作 業(yè)距離為幾十米。在視距遙控根底上開展起來的超視距遙控，雖然仍需要操 作員靠近工作區(qū)作業(yè)，但通過其先進(jìn)的數(shù)據(jù)傳輸手段和控制技術(shù)能夠?yàn)椴僮?員提供作業(yè)區(qū)的反響信息來克制視距遙控的*些局限性，增強(qiáng)了操作員

5、對(duì)設(shè) 備的遙控控制能力視距圍之外 。 1.3 對(duì)選題的研究設(shè)想和試驗(yàn)方法 無線電遙控電路是利用無線電信號(hào)作為遙控指令來完成各種指定動(dòng)作， 按規(guī)定.業(yè)余頻段有 28.029.7MHz、5054MHz、144148MHz 和 420 448MHz 等，頻率愈高對(duì)器件的要求也就愈高。隨著各種專用遙控集成電路 和無線電發(fā)射和接收專用集成電路的不斷涌現(xiàn)，使許多復(fù)雜的遙控、遙測(cè)系 統(tǒng)設(shè)計(jì)變得越來越多樣化而且工作穩(wěn)定性可靠。 無線電遙控系統(tǒng)包括兩個(gè)最根本的模塊： 無線發(fā)射模塊、 無線接收模塊。 無線發(fā)射模塊包括了控制電路及發(fā)射機(jī)?？刂普咄ㄟ^控制電路產(chǎn)生控制 信號(hào)，再通過編碼產(chǎn)生具有*些特征的、相互間易區(qū)分的

6、電信號(hào)。但是編碼 電路產(chǎn)生的指令信號(hào)都是頻率較低的電信號(hào)， 無法直接傳送的遙控目標(biāo)上去， 還要將指令信號(hào)送到發(fā)射電路，使它載在高頻信號(hào)上，即要經(jīng)過調(diào)制電路調(diào) 制以后才能由天線發(fā)射出去。 無線接收模塊由接收機(jī)及受控電路組成。接收機(jī)又包括高頻局部及解調(diào) 2 工程大學(xué)本科生畢業(yè)論文 局部及譯碼電路。由接收天線送來的微弱信號(hào)經(jīng)接收機(jī)高頻局部的選擇和放 大后，送到解調(diào)器。解調(diào)后的是混在一起的各種指令信號(hào)，將這些信號(hào)送到 譯碼電路，譯碼電路的工作就是對(duì)各種指令信號(hào)高進(jìn)展鑒別，然后送到受控 電路。 1.4 設(shè)計(jì)的預(yù)期結(jié)果及意義 相對(duì)于紅外遙控系統(tǒng)，無線電遙控系統(tǒng)能夠穿透一般障礙物進(jìn)展通信， 并且沒有方向的限

7、制，非常適合于布局復(fù)雜的建筑物的電器設(shè)備遙控。本 課題利用單片機(jī)設(shè)計(jì)一套無線電器控制系統(tǒng)，此系統(tǒng)由一個(gè)發(fā)射機(jī)和兩個(gè)接 收機(jī)構(gòu)成。課題預(yù)期目標(biāo)： 1、傳輸距離不小于 20m在傳輸方向有障礙物的情況 ； 2、接收機(jī)可以控制繼電器，到達(dá)控制強(qiáng)電的目的。 3 工程大學(xué)本科生畢業(yè)論文 第2章 2.1 收發(fā)模塊的選擇 方案總體設(shè)計(jì)與論證 根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求，該遙控系統(tǒng)傳輸距離不小于 20m在傳輸方向有障礙物 的情況 。因此載波頻率及發(fā)射功率必須到達(dá)一定要求。 本設(shè)計(jì)采用的收發(fā)芯片是 CC1100。CC1100 是一種低本錢真正單片的 UHF 收發(fā)器，為低功耗無線應(yīng)用而設(shè)計(jì)。電路主要設(shè)定為在 315、433、86

8、8 和 915MHz 的 ISM工業(yè)，科學(xué)和醫(yī)學(xué)和 SRD短距離設(shè)備頻率波段， 也可以容易地設(shè)置為 300-348 MHz、400-464 MHz 和 800-928 MHz 的其他頻 率。 RF 收發(fā)器集成了一個(gè)高度可配置的調(diào)制解調(diào)器。 這個(gè)調(diào)制解調(diào)器支持不 同的調(diào)制格式，其數(shù)據(jù)傳輸率可達(dá) 500kbps。通過開啟集成在調(diào)制解調(diào)器上 的前向誤差校正選項(xiàng)，能使性能得到提升。 CC1100 為數(shù)據(jù)包處理、數(shù)據(jù)緩沖、突發(fā)數(shù)據(jù)傳輸、清晰信道評(píng)估、連接 質(zhì)量指示和電磁波激發(fā)提供廣泛的硬件支持。 其主要操作參數(shù)和 64 位傳輸/ 接收 FIFO 先進(jìn)先出堆棧 可通過 SPI 接口控制。 在一個(gè)典型系統(tǒng)里

9、， CC1150 和一個(gè)微控制器及假設(shè)干被動(dòng)元件一起使用。 使用 STC12C5410AD20單片機(jī)實(shí)現(xiàn)對(duì) CC1100 的控制。該單片機(jī)是 1 個(gè)時(shí)鐘/機(jī)器周期 8051 單片機(jī)。具有無法解密 、低功耗、高速、高可靠性、 強(qiáng)抗靜電性、強(qiáng)抗干擾性等優(yōu)點(diǎn) 2.2 控制方式的選擇17 單片機(jī)控制系統(tǒng)以鍵盤輸入命令，使用 STC12C5AS62 單片機(jī)對(duì)控制對(duì) 象進(jìn)展控制，控制信號(hào)經(jīng)調(diào)制放大，通過天線發(fā)射和承受，解調(diào)后就可以對(duì) 目標(biāo)進(jìn)展全面而且細(xì)節(jié)的控制，如可以完成對(duì)繼電器的控制以到達(dá)控強(qiáng)電的 目的，也可以實(shí)現(xiàn)數(shù)碼管顯示數(shù)字功能。 STC12C5AS62 是一個(gè)低電壓， 高性能 CMOS 8 位單片

10、機(jī)， 片含 4k bytes 4 工程大學(xué)本科生畢業(yè)論文 的可反復(fù)擦寫的只讀程序存儲(chǔ)器PEROM和 128 bytes 的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存 儲(chǔ)器RAM，器件采用 ATMEL 公司的高密度、非易失性存儲(chǔ)技術(shù)生產(chǎn)， 兼容標(biāo)準(zhǔn) MCS-51 指令系統(tǒng)，片置通用 8 位中央處理器和 Flash 存儲(chǔ)單元， 置功能強(qiáng)大的微型計(jì)算機(jī)的 STC12C5AS62 提供了高性價(jià)比的解決方案。 STC12C5AS62CPU 使用 5V 供電，STC12C5410ADCPU 及 CC1100 使用 3.3V 供電，它們都是低功耗，因此可以使用在發(fā)射機(jī)和接收機(jī)上，適合干電 池供電，只需加一片 3.3V 的穩(wěn)壓片。 2.

11、3 調(diào)制解調(diào)方式的選擇 對(duì)數(shù)字信號(hào)的而言，F(xiàn)M 調(diào)制解調(diào)方式調(diào)制效果遠(yuǎn)好于其他調(diào)制方式。 而 CC1100 提供的 2-FSK 調(diào)制方式是比擬理想的選擇。 二進(jìn)制頻移鍵控(2FSK) 調(diào)制是指?jìng)魈?hào)指發(fā)送1時(shí)，發(fā)送一個(gè)頻率的正弦波；空號(hào)指發(fā)送0 時(shí)，發(fā)送另一頻率的正弦波。由于 2-FSK 傳號(hào)及空號(hào)時(shí)采用兩種不同頻率的 信號(hào)，因而不需要固定的比擬電壓。即使在空號(hào)時(shí)也有足夠的信號(hào)幅度，不 至于因噪聲產(chǎn)生誤碼，另外其自身就是一個(gè)調(diào)頻系統(tǒng)，因此有較好的抗干擾 能力，抗衰落性能好。 5 工程大學(xué)本科生畢業(yè)論文 第三章 51 單片機(jī)原理及應(yīng)用技術(shù) 3.1 單片機(jī)的概述及應(yīng)用領(lǐng)域 單片機(jī)是指一個(gè)集成在一塊芯

12、片上的完整計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。盡管他的大局部 功能集成在一塊小芯片上， 但是它具有一個(gè)完整計(jì)算機(jī)所需要的大局部部件： CPU、存、部和外部總線系統(tǒng)，目前大局部還會(huì)具有外存。目前單片機(jī) 滲透到我們生活的各個(gè)領(lǐng)域，幾乎很難找到哪個(gè)領(lǐng)域沒有單片機(jī)的蹤跡。導(dǎo) 彈的導(dǎo)航裝置，飛機(jī)上各種儀表的控制，計(jì)算機(jī)的網(wǎng)絡(luò)通訊與數(shù)據(jù)傳輸，工 業(yè)自動(dòng)化過程的實(shí)時(shí)控制和數(shù)據(jù)處理， 廣泛使用的各種智能 IC 卡， 民用豪華 轎車的平安保障系統(tǒng)，錄像機(jī)、攝像機(jī)、全自動(dòng)洗衣機(jī)的控制，以及程控玩 具、電子寵物等等，這些都離不開單片機(jī)。更不用說自動(dòng)控制領(lǐng)域的機(jī)器人、 智能儀表、醫(yī)療器械了。因此，單片機(jī)的學(xué)習(xí)、開發(fā)與應(yīng)用將造就一批計(jì)算 機(jī)應(yīng)

13、用與智能化控制的科學(xué)家、工程師。 3.2 STC12C5AS62 單片機(jī)主要性能特點(diǎn)15 1、 增強(qiáng)型 8051 CPU， 1T， 單時(shí)鐘/機(jī)器周期， 指令代碼完全兼容傳統(tǒng) 8051 單片機(jī)。 2、工作電壓：STC12C5A60S2 系列工作電壓：5.5V- 3.3V。 3、工作頻率圍：0 - 35MHz，相當(dāng)于普通 8051 的 0420MHz。 4、 用戶應(yīng)用程序空間 8K /16K / 20K / 32K / 40K / 48K / 52K / 60K / 62K 字 節(jié) 5、片上集成 1280 字節(jié) RAM。 6、通用 I/O 口36/40/44 個(gè) ，復(fù)位后為：準(zhǔn)雙向口/弱上拉普通

14、8051 傳統(tǒng) I/O 口 ；可設(shè)置成四種模式：準(zhǔn)雙向口/弱上拉，推挽/強(qiáng)上拉，僅為輸 入/高阻，開漏 ，每個(gè) I/O 口驅(qū)動(dòng)能力均可到達(dá) 20mA，但整個(gè)芯片最大不要 超過 55mA。 7、 ISP在系統(tǒng)可編程/IAP在應(yīng)用可編程 ，無需專用編程器，無 6 工程大學(xué)本科生畢業(yè)論文 需專用仿真器 。可通過串口P3.0/P3.1直接下載用戶程序，數(shù)秒即可完成 一片。 8、有 EEPROM 功能(STC12C5A62S2/AD/PWM 無部 EEPROM)。 9、看門狗。 10、部集成 MA*810 專用復(fù)位電路外部晶體 12M 以下時(shí)，復(fù)位腳 可直接 1K 電阻到地 。 11、外部掉電檢測(cè)電路:

15、在 P4.6 口有一個(gè)低壓門檻比擬器 ，5V 單片機(jī)為 1.32V，誤差為+/-5%；3.3V 單片機(jī)為 1.30V，誤差為+/-3%。 12、時(shí)鐘源：外部高精度晶體/時(shí)鐘，部 R/C 振蕩器(溫漂為+/-5%到 +/-10%以)。用戶在下載用戶程序時(shí)，可選擇是使用部 R/C 振蕩器還是外 部晶體/時(shí)鐘。常溫下部 R/C 振蕩器頻率。5.0V 單片機(jī)為：11MHz 15.5MHz ；3.3V 單片機(jī)為：8MHz12MHz。精度要求不高時(shí)，可選擇使用 部時(shí)鐘，但因?yàn)橛兄圃煺`差和溫漂，以實(shí)際測(cè)試為準(zhǔn)。 13、共 4 個(gè) 16 位定時(shí)器。兩個(gè)與傳統(tǒng) 8051 兼容的定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，16 位定時(shí)器 T

16、0 和 T1，沒有定時(shí)器 2，但有獨(dú)立波特率發(fā)生器。做串行通訊的 波特率發(fā)生器，再加上 2 路 PCA 模塊可再實(shí)現(xiàn) 2 個(gè) 16 位定時(shí)器。 14、2 個(gè)時(shí)鐘輸出口，可由 T0 的溢出在 P3.4/T0 輸出時(shí)鐘，可由 T1 的 溢出在 P3.5/T1 輸出時(shí)鐘。 15、外部中斷 I/O 口 7 路，傳統(tǒng)的下降沿中斷或低電平觸發(fā)中斷，并新 增支持上升沿中斷的 PCA 模塊，Power Down 模式可由外部中斷喚醒， INT0/P3.2，INT1/P3.3，T0/P3.4， T1/P3.5， R*D/P3.0，CCP0/P1.3(也可通 過存放器設(shè)置到 P4.2 )，CCP1/P1.4 (也

17、可通過存放器設(shè)置到 P4.3)。 16、 PWM(2 路/PCA可編程計(jì)數(shù)器陣列，2 路 也可用來當(dāng) 2 路 D/A 使用 也可用來再實(shí)現(xiàn) 2 個(gè)定時(shí)器 也可用來再實(shí)現(xiàn) 2 個(gè)外部中斷(上升沿中斷/下降沿中斷均可分別或同時(shí) 支持) 7 工程大學(xué)本科生畢業(yè)論文 17、A/D 轉(zhuǎn)換，10 位精度 ADC，共 8 路，轉(zhuǎn)換速度可達(dá) 250K/S(每秒鐘 25 萬次)。 18、通用全雙工異步串行口(UART)，由于 STC12 系列是高速的 8051， 可再用定時(shí)器或 PCA 軟件實(shí)現(xiàn)多串口。 19、STC12C5A60S2 系列有雙串口，后綴有 S2 標(biāo)志的才有雙串口， R*D2/P1.2(可通過存

18、放器設(shè)置到 P4.2)，T*D2/P1.3(可通過存放器設(shè)置到 P4.3)。 20、工作溫度圍：-40 - +85(工業(yè)級(jí)) / 0 - 75(商業(yè)級(jí))。 21、封裝：PDIP-40,LQFP-44,LQFP-48 I/O 口不夠時(shí)，可用 2 到 3 根普 通 I/O 口線外接 ，74HC164/165/595均可級(jí)聯(lián)來擴(kuò)展 I/O 口，還可用 A/D 做按鍵掃描來節(jié)省 I/O 口，或用雙 CPU,三線通信，還多了串口。 3.3 STC12C5AS62 端口 3.3.1 端口概述 如圖 3.1 所示： 1、VCC40 腳接電源+5V。 2、VSS20 腳接地也就是 GND。 3、*TAL119

19、 腳和 *ATL218 腳接振蕩電路。 4、PSEN29 腳片外 ROM 選通信號(hào)低電平有效。 5、ALE/PROG30 腳地址鎖存信號(hào)輸出端/EPROM 編程脈沖輸入端。 7、 EA/VPP31 /外部 ROM 選擇端。 6、RST/VPD9 腳復(fù)位信號(hào)輸入端/備用電源輸入端。 8、.P0 口 39-32 腳雙向 I/O 口。 9、P1 口 1-8 腳準(zhǔn)雙向通用 I/0 口。 10、P2 口 21-28 腳準(zhǔn)雙向 I/0 口。 11、P3 口 10-17 腳多用途口。 8 工程大學(xué)本科生畢業(yè)論文 圖 3.1 STC12C5AS62 單片機(jī)管腳圖 單片機(jī)并行口的構(gòu)造分析3 1、輸入構(gòu)造 I/O

20、 口作為輸入口時(shí)有兩種工作方式， 即所謂的讀端口與讀引腳。 讀端口 時(shí)實(shí)際上并不從外部讀入數(shù)據(jù)，而是把端口鎖存器的容讀入到部總線， 經(jīng)過*種運(yùn)算或變換后再寫回到端口鎖存器。只有讀端口時(shí)才真正地把外部 的數(shù)據(jù)讀入到部總線。CPU 將根據(jù)不同的指令分別發(fā)出讀端口或讀引腳信 號(hào)以完成不同的操作。 2、端口的工作原理 1P0 口 P0 口的部有一個(gè) 2 選 1 的選擇器， 它受部信號(hào)的控制， 如果處在 I/O 口工作方式，此時(shí)相當(dāng)于一個(gè)準(zhǔn)雙向口 輸入時(shí)須先將口置1，每根 口線可以獨(dú)立定義為輸入或輸出，但是須在口線上加上拉電阻。如果將開關(guān) 往另一個(gè)方向，則就是另一個(gè)功能作為地址/數(shù)據(jù)復(fù)用總線用，此時(shí)不能

21、 逐位定義為輸入/輸出，它有兩種用法：當(dāng)作數(shù)據(jù)總線用時(shí)，輸入 8 位數(shù)據(jù)； 9 工程大學(xué)本科生畢業(yè)論文 而當(dāng)作地址總線用時(shí)，則輸出低 8 位地址。 2P1 口 同 P0 不同 P1 口只能作為 I/O 口使用，但它的部有一個(gè)上拉電阻，所 以連接外圍負(fù)載時(shí)不需要外接上拉電阻。 3P2 口 P2 口作為 I/O 口線用時(shí)，與 P0 口一樣，當(dāng)部開關(guān)向另一個(gè)方向時(shí)， 即作地址輸出時(shí)，可以輸出程序存儲(chǔ)器或外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的高 8 位地址。并 與 P0 口輸出的低地址一起構(gòu)成 16 位的地址線。 4P3 口 P3 口作為 I/O 口線用時(shí)，同其他的端口一樣，也是準(zhǔn)雙向口；不同的是， P3 口的每一位都有另

22、一種功能，也叫第二功能，各位的功能如表 3.1： 表 3.1 端口位 P3.0 P3.1 P3.2 P3.3 P3.4 P3.5 P3.6 P3.7 P3 端口功能 注釋 串行口輸入 串行口輸出 外部中斷 0 外部中斷 1 計(jì)數(shù)器 0 計(jì)數(shù)輸入 計(jì)數(shù)器 1 計(jì)數(shù)輸入 外部 RAM 寫入選通信號(hào) 外部 RAM 讀出選通信號(hào) 第二功能 R*D T*D INT0 INT1 T0 T1 WR RD 單片機(jī)的特殊功能存放器4 1、累加器 ACC 通常用 A 表示，單片機(jī)在做運(yùn)算時(shí)它的中間結(jié)果需要放在*個(gè)地方，這 個(gè)地方就是累加器，它的名字很特殊，功能也很特殊，幾乎所有的運(yùn)算類指 令都離不開它。 10 工

23、程大學(xué)本科生畢業(yè)論文 2、存放器 B 在做除法時(shí)用來存放一個(gè)除數(shù)， B 存放器在做乘法時(shí)用來存放一個(gè)乘數(shù)， 不做乘除法時(shí)隨便怎么用。 3、程序狀態(tài)字 PSW 它是一個(gè)很重要的存放器，里面放了 CPU 工作時(shí)的很多狀態(tài)，知道它就 可以了解 CPU 當(dāng)前的工作狀態(tài)。其中的 7 位其格式如表 3.2： 表 3.2 D7 CY D6 AC D5 F0 D4 RS1 PSW 格 式D3 RS0 D2 OV D1 D0 P 下面介紹其功能： 1CY；進(jìn)位標(biāo)志 當(dāng)運(yùn)算超過八位是向 CY 進(jìn)位，CY 置1 。 2 AC；半進(jìn)位標(biāo)志位 當(dāng) D3 位向 D4 位進(jìn)位/借位時(shí)，AC=1，通常用于十進(jìn)制調(diào)整運(yùn)算中 3

24、 F0；用戶自定義標(biāo)志位 由編程人員自行決定什么時(shí)候用什么時(shí)候不用 4RS1、RS0；工作存放器組選擇位 其選擇格式如表 3.3： 表 3.3 RS1 0 0 1 1 工作存放器組選擇格式 RS2 0 1 0 1 工作存放器組 0 組00H-07H 1 組08H-0FH 2 組10H-17H 3 組18H-1FH 5OV；溢出標(biāo)志位 表示結(jié)果是否超出所表示數(shù)的圍，溢出時(shí) OV=1 11 工程大學(xué)本科生畢業(yè)論文 6 P； 奇偶檢驗(yàn)位 每次運(yùn)算完畢后假設(shè) A 中二進(jìn)制數(shù) 1的個(gè)數(shù)為奇數(shù)，則 P=1，否則 P=0 4、 DPTRDPHDPL 數(shù)據(jù)指針 數(shù)據(jù)指針是一個(gè) 16 位的存放器。我們可以用它來

25、外部 RAM，也可 以外部 ROM 中的表格。 5、堆棧指針 符合先進(jìn)后出，后進(jìn)先出存放規(guī)則的現(xiàn)象，我們就把它叫做堆棧。 指針開場(chǎng)所指的位置并非就是數(shù)據(jù)存放的實(shí)際位置，而是數(shù)據(jù)存放的前一個(gè) 位置。 6、電源控制存放器 PCON 單片機(jī)在以電池供電的系統(tǒng)中，有時(shí)為了節(jié)，電我們需要讓它盡量降低 電源的消耗。所以單片機(jī)就有多種的工作方式，其中一種就是低功耗方式。 PCON 存放器就是用來控制單片機(jī)進(jìn)入低功耗方式的。 3.4 單片機(jī)的定時(shí)/計(jì)數(shù)器 單片機(jī)中的計(jì)數(shù)器除了可以作為計(jì)數(shù)用還可以用作定時(shí)器。其實(shí)定時(shí)器 和計(jì)數(shù)器是一個(gè)東西。只不過計(jì)數(shù)器記錄的是外界發(fā)生的事情，而定時(shí)器則 是由單片機(jī)提供一個(gè)非常穩(wěn)

26、定的計(jì)數(shù)源，然后把計(jì)數(shù)源的計(jì)數(shù)次數(shù)轉(zhuǎn)化為定 時(shí)器的時(shí)間。 單片機(jī)的定時(shí)/計(jì)時(shí)器是由兩個(gè)特殊功能存放器設(shè)定的，它們分別是 TMOD 和 TCON。 3.4.1 特殊功能存放器 1、特殊功能存放器 TMOD89H 表 3.4 用于 T1 GATE C/T M1 M0 GATE C/T TMOD 格 式 用于 T0 M1 M0 12 工程大學(xué)本科生畢業(yè)論文 從表 3.4 中可以看出，TMOD 被分成兩部份每部份 4 位分別用于控制 T1 和 T0。 2、特殊功能存放器 TCON88H 表 3.5 用于定時(shí)/計(jì)數(shù) TF1 TR1 TF0 TR0 IE1 IT1 TCON 格 式 用于中斷 IE0 IT

27、0 從表 3.5 中可以看出， TCON 也被分成兩部份， 4 位用于定時(shí)/計(jì)數(shù)器， 高 低 4 位則用于中斷。 3.4.2 單片機(jī)定時(shí)/計(jì)數(shù)工作方式 1、工作方式 0 定時(shí)/計(jì)數(shù)器的工作方式 0 稱之為 13 位定時(shí)/計(jì)數(shù)器方式。它由 TL0/1 的低 5 位和 TH0/1 的 8 位構(gòu)成 13 位的計(jì)數(shù)器，此時(shí) TL0/1 的高 3 位未用。 2、工作方式 1 工作方式 1 是 16 位的定時(shí)/計(jì)數(shù)器方式， TMOD 的 M1、 設(shè)為 將 M0 01 即可，其它特性與工作方式 0 一樣。 3、工作方式 2 工作方式 2 把 TL0 配置成一個(gè)可以自動(dòng)恢復(fù)處置初值常數(shù)自動(dòng)重新裝 入的 8 位

28、計(jì)數(shù)器，TH0 作為常數(shù)緩沖器，TH0 由軟件預(yù)置初值。當(dāng) TL0 產(chǎn) 生溢出時(shí)，一方面溢出標(biāo)志 TF0 置1,又同時(shí)把 TH0 中的 8 位數(shù)據(jù)重新裝入 TL0 中。 4、工作方式 3 工作方式 3 對(duì)定時(shí)器 T0 和定時(shí)器 T1 是不一樣的。假設(shè) T1 設(shè)置為工作方 式 3，則停頓工作其效果與 TRI=0 一樣 ，所以工作方式 3 只適用于 T0。 3.4.3 定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的定時(shí)/計(jì)數(shù)圍 則單片機(jī)的這四種工作方式的計(jì)數(shù)圍確定方法如下： 13 工程大學(xué)本科生畢業(yè)論文 1、工作方式 0 13 位的定時(shí)/計(jì)數(shù)器工作方式因此最多可以計(jì)到 2 的 13 次方也就是 8192 次。 2、工作方式 1

29、 16 位的定時(shí)/計(jì)數(shù)器工作方式因此最多可以計(jì)到 2 的 16 次方也就是 65536 次。 3、工作方式 2 和 3 工作方式 2 和工作方式 3 都是 8 位的定時(shí)/計(jì)數(shù)器工作方式因此最多可以 計(jì)到 2 的 8 次方，也說是 256 次。 3.5 單片機(jī)的中斷功能 3.5.1 中斷的原理 中斷其實(shí)意思就是隨時(shí)都有可能發(fā)生的一些不確定量的變化，比方機(jī)器 在執(zhí)行其它指令時(shí)， 定時(shí)器突然溢出了就是一個(gè)中斷， 此時(shí)如果條件允許 開 了中斷并且中斷優(yōu)先級(jí)滿足執(zhí)行該中斷 ，CPU 就會(huì)先停下執(zhí)行別的程序先 去處理中斷程序，處理完了再回到剛剛斷開的地方稱為斷點(diǎn)繼續(xù)執(zhí)行之 前的程序。此過程既是中斷。 實(shí)現(xiàn)

30、中斷功能的硬件和軟件系統(tǒng)稱為中斷系統(tǒng)。 能向 CPU 發(fā)出請(qǐng)求的事 件稱為中斷源。89C51 單片機(jī)擁有 5 個(gè)中斷源。假設(shè)多個(gè)中斷源同時(shí)請(qǐng)求時(shí)， 或 CPU 正在處理*件外部事件時(shí)，又有另一外部事件申請(qǐng)中斷，CPU 通常 根據(jù)中斷源的緊急程度，將其進(jìn)展排列，規(guī)定每個(gè)中斷源都有一個(gè)中斷優(yōu)先 級(jí)，中斷優(yōu)先級(jí)可以由硬件排隊(duì)或軟件排隊(duì)來設(shè)定，CPU 根據(jù)其優(yōu)先順序處 理中斷請(qǐng)求。89C51 單片機(jī)擁有 4 個(gè)中斷優(yōu)先級(jí)。 3.5.2 中斷系統(tǒng)的構(gòu)造 1、中斷源 1外部中斷 14 工程大學(xué)本科生畢業(yè)論文 即外中斷 0 和外中斷 1，經(jīng)由外部引腳引入，在單片機(jī)的硬件上有兩個(gè) ，名稱為 INT0 和 IN

31、T1第二引腳功能 P3.2、P3.3 。 引腳12 腳和 13 腳 特殊存放器 TCON 中有四位與外中斷有關(guān)： A IT0；中斷 0INT0的觸發(fā)方式控制位 可由軟件進(jìn)展置位和復(fù)位，IT0=0，中斷 0 為低電平觸發(fā)方式；IT0=1， 中斷 0 為負(fù)跳變觸發(fā)方式。 B IE0；中斷 0 INT0的中斷請(qǐng)求標(biāo)志位 當(dāng)有外部的中斷請(qǐng)求時(shí)，該位就會(huì)置1 ；在 CPU 響應(yīng)中斷后，該位就 自動(dòng)清0 。這是由硬件自動(dòng)完成的。 IT1、IE1 的用途和 IT0、IE0 是類似的。 2部中斷 即定時(shí)器 0T0 和定時(shí)器 1T1 中斷，與外中斷一樣，它也是由 TCON 中的 四位控制的。 TF0；定時(shí)器 T

32、0 的溢出中斷標(biāo)記。當(dāng) T0 計(jì)數(shù)器產(chǎn)生溢出時(shí)，由硬件置 位 TF0；當(dāng) CPU 響應(yīng)中斷后，再由硬件將 TF0 自動(dòng)清0 。TF1 與 TF0 類似。 3串行口中斷 負(fù)責(zé)串行口的發(fā)送接收中斷。 2、中斷允許存放器 IEA8H 中斷的允許或制止是由片可進(jìn)展位。 尋址的 8 位中斷允許存放器 IE 來 控制的，允許中斷我們把它稱為中斷開放，不允許中斷我們把它稱為中斷屏 蔽。如表 3.6： 表 3.6 IE 格 式 中斷允許存放器 IE EA ES ET1 E*1 ET0 E*0 1EA：總中斷允許開關(guān)。它是個(gè)總開關(guān)，但凡要設(shè)置中斷都得先通 過它。EA=1，開放所有的中斷；EA=0，則所有中斷都被

33、制止。 15 工程大學(xué)本科生畢業(yè)論文 2ES：串行口中斷控制位。ES=1，允許中斷；ES=0，制止中斷。 3ET1：定時(shí)/計(jì)數(shù)器 1 中斷控制位。ET1=1，允許中斷；ET1=0，禁 止中斷。 4E*1：外中斷 1 中斷控制位。E*1=1，允許中斷；E*1=0，制止中 斷。 5ET0：定時(shí)器 0 中斷控制位。ET0=1，允許中斷；ET0=0，制止中 斷。 6E*0：外中斷 0 中斷控制位。E*0=1，允許中斷；E*0=0，制止中 斷。 3、中斷源優(yōu)先級(jí)存放器 IPD8H 單片機(jī)執(zhí)行中斷的過程和生活中的中斷有些類似，它也有一個(gè)自然優(yōu)先 級(jí)與人工優(yōu)先級(jí)的問題。則單片機(jī)是如何來設(shè)置它們的呢.這就要用

34、到中 斷優(yōu)先級(jí)存放器 IP，它也是一個(gè)可位尋址的 8 位存放器。 五個(gè)中斷源的自 然優(yōu)先級(jí)由高到低的排列順序?yàn)橥庵袛?0-定時(shí)器 0-外中斷 1-定時(shí)器 1-串 口。 中斷如果我們不對(duì)其進(jìn)展設(shè)置，單片機(jī)就按照此順序不斷的循環(huán)檢查各 個(gè)中斷標(biāo)志。但有時(shí)我們需要人工設(shè)置高、低優(yōu)先級(jí)，也就是說由編程者來 設(shè)定哪些中斷是高優(yōu)先級(jí)，哪些中斷是低優(yōu)先級(jí)。當(dāng)然，由于只有兩級(jí)，所 以必然只有一些中斷處于優(yōu)先級(jí)別，而其他的中斷則處于同一級(jí)別，處于同 一級(jí)別的中斷順序就由自然優(yōu)先級(jí)來確定。 既然可以設(shè)定人工優(yōu)先級(jí)，則它又是如何來設(shè)置的呢.其實(shí)很簡單， 我們只要把 IP 存放器的對(duì)應(yīng)位置1就可以了。如表 3.7：

35、表 3.7 PS 串口 IP 格 式 PT1 TI P*1 INT1 PT0 T0 P*0 INT0 4、串行口控制存放器 SCON(98H) 用于串行口中斷及控制。 16 工程大學(xué)本科生畢業(yè)論文 入口地址請(qǐng)看下面 ： 1外中斷：0INT，00003H 2定時(shí)器：0T0， 000BH 3外中斷：1INT1，0013H 4定時(shí)器：1T1 ，001BH 5串口中斷： 0023H 3.6 單片機(jī)串口通信 3.6.1 串口通信原理 串口通訊對(duì)單片機(jī)而言意義重大，不但可以實(shí)現(xiàn)將單片機(jī)的數(shù)據(jù)傳輸?shù)?計(jì)算機(jī)端，而且也能實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)對(duì)單片機(jī)的控制。由于其所需電纜線少，接 線簡單，所以在較遠(yuǎn)距離傳輸中，得到了廣泛

36、的運(yùn)用。 51 單片機(jī)通過引腳 R*DP3.0，串行數(shù)據(jù)承受端和引腳 T*D(P3.0， 串行數(shù)據(jù)接收端)與外界進(jìn)展通信。 串口主要由兩個(gè)物理上獨(dú)立的串行數(shù)據(jù)緩 沖存放器 SBUF、發(fā)送控制器、承受控制器、輸入移位存放器和輸出控制門 組成。 SBUF 為串行口收/發(fā)緩沖存放器，它是可尋址的專用存放器，其中包含 了發(fā)送存放器 SBUF 和承受存放器 SBUF，可以實(shí)現(xiàn)全雙工通信。 3.6.2 串行通信控制存放器 SCON98H 通常在芯片或設(shè)備中為了監(jiān)視或控制接口狀態(tài)，都會(huì)引用到接口控制寄 存器。SCON 就是 51 芯片的串行口控制存放器。它的尋址地址是 98H，是一 個(gè)可以位尋址的存放器，

37、作用就是監(jiān)視和控制 51 芯片串行口的工作狀態(tài)。 51 芯片的串口可以工作在幾個(gè)不同的工作模式下，其工作模式的設(shè)置就是使用 SCON 存放器。它的各個(gè)位的具體定義如表 3.8： 17 工程大學(xué)本科生畢業(yè)論文 表 3.8 SCON 格 式 串行通信控制存放器 SCON SM0 SM1 SM2 REN TB8 RB8 TI RI 1SM0、SM1；為串行口工作模式設(shè)置位，這樣兩位可以對(duì)應(yīng)進(jìn)展四 種模式的設(shè)置。如表 3.9： 表 3.9 SM0 0 0 1 1 SM1 0 1 0 1 模 0 1 2 3 式 串口工作方式 功 能 波特率 fosc/12 可變 fosc/32 或 fosc/64 可變

38、 同步移位存放器 8 位 UART 9 位 UART 9 位 UART 表中的 fosc 代表振蕩器的頻率，也就是晶振的頻率。UART 為(Universal Asynchronous Receiver的英文縮寫。 2SM2；在模式 2、模式 3 中為多處理機(jī)通信使能位。在模式 0 中要 求該位為 0。 3REM；為允許接收位，REM 置 1 時(shí)串口允許接收，置 0 時(shí)制止接 收。 4TB8；發(fā)送數(shù)據(jù)位 8，在模式 2 和 3 是要發(fā)送的第 9 位。 5RB8；接收數(shù)據(jù)位 8，在模式 2 和 3 是已接收數(shù)據(jù)的第 9 位。該 6TI；發(fā)送中斷標(biāo)識(shí)位。在模式 0，發(fā)送完第 8 位數(shù)據(jù)時(shí)，由硬件置

39、 位。其它模式中則是在發(fā)送停頓位之初，由硬件置位。 7RI；接收中斷標(biāo)識(shí)位。在模式 0，接收第 8 位完畢時(shí)，由硬件置位。 其它模式中則是在接收停頓位的半中間，由硬件置位。 3.6.3 電源管理存放器 PCON(87H) PCON 主要是為了在 CHMOS 型單片機(jī)上實(shí)現(xiàn)電源控制而設(shè)置的專用寄 存器，不可位尋址，其格式如表 3.10： 18 工程大學(xué)本科生畢業(yè)論文 表 3.10 PCON 格 式 串行通信控制存放器 SCON SMOD G F1 G F0 PD ID L SMOD 是串口波特率倍增位，當(dāng) SMOD=1 時(shí)，串口波特率加倍。系統(tǒng) 默認(rèn)為 SMOD=0。PCON 的其余各位用于 5

40、1 單片機(jī)的電源控制。 3.6.4 串口的工作方式 串行口分四種工作方式，由 SCON 中的 SMO、SM1 二位選擇決定。 1、串行口的工作方式 0SMO=0、SM1=0 為移位存放器輸入輸出方式，可外接移位存放器，以擴(kuò)展 I/O 口，也可 外接同步輸入輸出設(shè)備。 格式： 一次收發(fā)過程， 收發(fā) 8 位二進(jìn)制數(shù)， 低位在前， 逐位收發(fā)， T*D 在 引腳輸出移位時(shí)鐘。收發(fā)波特率固定為單片機(jī)振蕩頻率的 1/12。 2、串行口的工作方式 1SMO=0、SM1=1 串行口工作于方式 1 時(shí)，被控制為波特率可變的 8 位異步通信接口。 格式：傳送一幀信息為 10 位，即 1 位起始位0 位數(shù)據(jù)位低位在

41、 ，8 先和 1 位停頓位1 。數(shù)據(jù)位由 T*D 發(fā)送，由 R*D 接收。波特率是可變 的，取決于定時(shí)器 1 或 2 的溢出速率。 3、方式 2 和方式 3 串行口工作于方式 2 和方式 3 時(shí)，被定義為 9 位的異步通信接口。 格式：發(fā)送通過 T*D和接收通過 R*D一幀信息都是 11 位： 1 位起始位0 8 位數(shù)據(jù)位低位在先 位可編程位即第 9 位數(shù)據(jù)和 ， ，1 1 位停頓位1 。 方式 2 和方式 3 的工作原理相似，唯一的差異是方式 2 的波特率是固定 的。為 fosc/32 或 fosc/64；方式 3 的波特率是可變的，利用定時(shí)器 1 或定時(shí) 器 2 作波特率發(fā)生器。 19 工

42、程大學(xué)本科生畢業(yè)論文 3.7 本章小結(jié) 本章所介紹的容都是本次畢業(yè)設(shè)計(jì)用到的理論根底知識(shí)。分別介紹了 51 單片機(jī)的原理、 控制方法及應(yīng)用技術(shù)。 作為本系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)的理論根底， 這一章主要集中介紹在本課題中利用到的各個(gè)根本功能模塊的原理和控制方 法，通過學(xué)習(xí)，我們了解了 51 單片機(jī)的性能特點(diǎn)，如功耗超低、運(yùn)行速度快 和豐富的片外資源等特點(diǎn)， 以及 51 的具體操作方法， 為整個(gè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與 實(shí)現(xiàn)作了充分的理論準(zhǔn)備。STC12C5410AD20與 STC12C5A60S2 性能 相似，使用方式一樣，只是管教數(shù)目不同，因此不再贅述。 20 工程大學(xué)本科生畢業(yè)論文 第4章 無線收發(fā)芯片 CC11

43、00 CC1100 是一種低本錢真正單片的 UHF 收發(fā)器，為低功耗無線應(yīng)用而設(shè) 計(jì)。電路主要設(shè)定為在 315、433、868 和 915MHz 的 ISM工業(yè)，科學(xué)和醫(yī) 學(xué)和 SRD短距離設(shè)備頻率波段，也可以容易地設(shè)置為 300-348 MHz、 400-464 MHz 和 800-928 MHz 的其他頻率。 這個(gè)調(diào)制解調(diào)器支持不 RF 收發(fā)器集成了一個(gè)高度可配置的調(diào)制解調(diào)器。 同的調(diào)制格式，其數(shù)據(jù)傳輸率可達(dá) 500kbps。通過開啟集成在調(diào)制解調(diào)器上 的前向誤差校正選項(xiàng)，能使性能得到提升。 作為發(fā)送模塊時(shí)的外圍電路與作為承受模塊 CC1100 是半雙工收發(fā)芯片， 時(shí)的外圍電路是一樣的。

44、4.1 CC1100 主要特性 1、體積小QLP 44mm 封裝，20 腳 。 2、 真正的單片 UHF RF 收發(fā)器。 3、頻率波段：300-348 MHz、400-464 MHz 和 800-928 MHz。 4、高靈敏度1.2kbps 下-110dBm，1數(shù)據(jù)包誤差率 。 5、可編程控制的數(shù)據(jù)傳輸率，可達(dá) 500kbps。 6、較低的電流消耗R* 中 15.6mA，2.4kbps，433MHz 。 7、可編程控制的輸出功率，對(duì)所有的支持頻率可達(dá)+10dBm。 8、優(yōu)秀的接收器選擇性和模塊化性能。 9、 極少的外部元件： 芯片頻率合成器， 不需要外部濾波器或 RF 轉(zhuǎn)換。 10、可編程控制

45、的基帶調(diào)制解調(diào)器。 11、理想的多路操作特性。 12、可控的數(shù)據(jù)包處理硬件。 13、快速頻率變動(dòng)合成器帶來的適宜的頻率跳躍系統(tǒng)。 14、可選的帶交織的前向誤差校正。 15、單獨(dú)的 64 字節(jié) R* 和 T* 數(shù)據(jù) FIFO。 21 工程大學(xué)本科生畢業(yè)論文 16、高效的 SPI 接口：所有的存放器能用一個(gè)突發(fā)轉(zhuǎn)換器控制。 4.2 CC1100 端口概述 1、SCLK；數(shù)字輸入 ,連續(xù)配置接口，時(shí)鐘輸入。 2、SO(GD01)；數(shù)字輸出， 連續(xù)配置接口，數(shù)據(jù)輸出； 當(dāng) CSn 為高時(shí) 為可選的一般輸出腳。 3、GDO2； 數(shù)字輸出， 一般用途的數(shù)字輸出腳： (1) 測(cè)試信號(hào) (2) FIFO 狀態(tài)

46、信號(hào) (3).時(shí)鐘輸出，從 *OSC 向下分割 (4).連續(xù)輸入 T* 數(shù)據(jù) 4、DVDD；功率數(shù)字, 數(shù)字 I/O 和數(shù)字中心電壓調(diào)節(jié)器的 1.8V-3.6V 數(shù)字功率供應(yīng)輸出。 5、DCOUPL；功率數(shù)字, 對(duì)退耦的 1.6V-2.0V 數(shù)字功率供應(yīng)輸出。 6、GDO0 (ATEST)；數(shù)字 I/O ,一般用途的數(shù)字輸出腳： 1測(cè)試信號(hào) 2 FIFO 狀態(tài)信號(hào) 3時(shí)鐘輸出，從 *OSC 向下分割 4連續(xù)輸入 T* 數(shù)據(jù) ，也用作原型/產(chǎn)品測(cè)試的模擬測(cè)試 I/O 7、CSn；數(shù)字輸入 ，連續(xù)配置接口，芯片選擇。 8、*OSC_Q1；模擬 I/O，晶體振蕩器腳 1，或外部時(shí)鐘輸入。 9、AVD

47、D；功率模擬 ，1.8V-3.6V 模擬功率供應(yīng)連接。 10、*OSC_Q2；模擬 I/O ，晶體振蕩器腳。 11、AVDD；功率模擬 1.8V-3.6V 模擬功率供應(yīng)連接。 ， 12、RF_P ；RF I/O： 1接收模式下對(duì) LNA 的正 RF 輸入信號(hào) 2發(fā)送模式下對(duì) LNA 的正 RF 輸出信號(hào) 22 工程大學(xué)本科生畢業(yè)論文 13、AVDD；RF I/O： 1接收模式下對(duì) LNA 的負(fù) RF 輸入信號(hào) 2發(fā)送模式下對(duì) LNA 的負(fù) RF 輸入信號(hào) 14、AVDD；功率模擬 ，1.8V-3.6V 模擬功率供應(yīng)連接。 ，1.8V-3.6V 模擬功率供應(yīng)連接。 15、AVDD；功率模擬 16

48、、GND；地(模擬) ，模擬接地。 17、RBIAS；模擬 I/O ，參考電流的外部偏阻器。 ，對(duì)數(shù)字噪聲隔離的功率供應(yīng)連接。 18、DGUARD；功率數(shù)字 19、GND；地?cái)?shù)字 ，數(shù)字噪聲隔離的接地。 20、SI；數(shù)字輸入，連續(xù)配置接口，數(shù)據(jù)輸入。 如圖 4.1 所示 23 工程大學(xué)本科生畢業(yè)論文 圖 4.1 CC1100 管腳圖 4.3 工作方式 4.3.1 芯片狀態(tài)位 當(dāng)頭字節(jié)在 SPI 接口上被寫入時(shí)，芯片狀態(tài)字節(jié)在 SO 腳上被 CC1100 寫入。狀態(tài)字節(jié)包含關(guān)鍵狀態(tài)信號(hào)，對(duì) MCU 是有用的。第一位 s7，是 CHIP_RDYn 信號(hào)。在 SCLK 的在第一個(gè)正邊緣之前，這個(gè)信號(hào)

49、必須變低。 CHIP_RDYn 信號(hào)說明晶體正處于工作中，調(diào)節(jié)數(shù)字供應(yīng)電壓是穩(wěn)定的。 6、5 和 4 位由狀態(tài)值組成。這個(gè)值反映了芯片的狀態(tài)。當(dāng)使 *OSC 空閑 24 工程大學(xué)本科生畢業(yè)論文 并使數(shù)字中心的能量開啟，所有其他模塊處于功率降低狀態(tài)。只有芯片處于 此狀態(tài)時(shí)，頻率和信道配置才能被更新。當(dāng)芯片處于接收模式時(shí)，R* 狀態(tài) 是活動(dòng)的。同樣地，當(dāng)芯片處于傳輸模式時(shí)，T* 狀態(tài)是活動(dòng)的。 狀態(tài)字節(jié)中的后四位3：0包含 FIFO_BYTES_AVAILABLE。為了進(jìn) 行讀操作，這個(gè)區(qū)域包含可從 R* FIFO 讀取的字節(jié)數(shù)。為了進(jìn)展寫操作，這 個(gè)區(qū)域包含可寫入 T* FIFO 的字節(jié)數(shù)。當(dāng)

50、FIFO_BYTES_AVAILABLE=15， 15 或者更多的字節(jié)是可用/自由的。 4.3.2 存放器 所有的配置存放 CC1100 配置存放器位于 SPI 地址從 0*00 到 0*2F 之間。 器均能讀和寫。讀/寫位控制存放器是讀或者寫。當(dāng)對(duì)存放器寫時(shí)，每當(dāng)一個(gè) 待寫入的數(shù)據(jù)字節(jié)傳輸?shù)?SI 腳時(shí)，狀態(tài)字節(jié)將被送至 SO 腳。 通過在地址頭設(shè)置突發(fā)位，連續(xù)地址的存放器能高效地被。這個(gè)地 址在部計(jì)數(shù)器設(shè)置起始地址。每增加一個(gè)新的字節(jié)每 8 個(gè)時(shí)鐘脈沖 ， 計(jì)數(shù)器值增加 1。突發(fā)，不管是讀還是寫，必須通過設(shè)置 CSn 為高來終止。 對(duì) 0*30-0*3D 間的地址來說，突發(fā)位用以在狀態(tài)存放

51、器和命令濾波之間 選擇如下 。狀態(tài)存放器只讀。突發(fā)讀取對(duì)狀態(tài)存放器是不可取的，故它們 每次只能被讀一個(gè)。 4.3.3 命令濾波 命令濾波可被視為 CC1100 的單字節(jié)指令。 通過命令濾波存放器的選址， 部序列被啟動(dòng)。這些命令用來關(guān)閉晶體振蕩器，開啟傳輸模式和電磁波激 活等。 命令濾波存放器的和一個(gè)存放器的寫操作一樣， 但沒有數(shù)據(jù)被傳輸。 就是說，只有 R/W 位置為 0 ，突發(fā)置為 0和六個(gè)地址位0*30 和 0*3D 之間被寫。一個(gè)命令濾波可能在任何其他 SPI 之后，而不需 25 工程大學(xué)本科生畢業(yè)論文 要將 CSn 拉至高電平。命令濾波立即被執(zhí)行，當(dāng) CSn 高時(shí) SPWD 和 S*O

52、FF 濾波是例外。 4.3.4 FIFO 64 字節(jié) T* FIFO 和 64 字節(jié) R* FIFO 通過 0*3F 被。當(dāng)讀/寫位為 0 時(shí)，T* FIFO 被，當(dāng)讀/寫位為 1 時(shí)，R* FIFO 被。 T* FIFO 是只 寫的，而 R* FIFO 是只讀的。 突發(fā)位用來決定 FIFO 是單字節(jié)還是突發(fā)。單字節(jié)方式期 望地址的突發(fā)位為 0 及 1 數(shù)據(jù)字節(jié)。在數(shù)據(jù)字節(jié)之后等待一個(gè)新的地址，因 此，CSn 繼續(xù)保持低。突發(fā)方式允許一地址字節(jié)，然后是連續(xù)的數(shù)據(jù)字 節(jié)，直到通過設(shè)置 CSn 為高來關(guān)斷。 如下頭字節(jié) FIFO： 0*3F :單字節(jié) T* FIFO 0*7F :突發(fā) T* FIF

53、O 0*BF :單字節(jié) R* FIFO 0*FF :突發(fā) R* FIFO 當(dāng)對(duì) T* FIFO 寫時(shí)，狀態(tài)字節(jié)對(duì)每個(gè) SO 腳上的新數(shù)據(jù)字節(jié)是輸出量。 這個(gè)狀態(tài)位能用來偵測(cè)對(duì) T* FIFO 寫數(shù)據(jù)時(shí)的下溢。注意，狀態(tài)字節(jié)包含在 寫入字節(jié)到 T* FIFO 的過程前空閑的字節(jié)數(shù)。 當(dāng)最后一個(gè)適合 T* FIFO 的字 節(jié)被傳送至 SI 腳后， SO 腳接收的狀態(tài)位會(huì)說明在 T* FIFO 中只有一個(gè)字 被 節(jié)是空閑的。 傳輸 FIFO 可能會(huì)通過發(fā)布一個(gè) SFT* 命令濾波而被淹沒。相似地，一 個(gè) SFR* 命令濾波會(huì)淹沒接收 FIFO。當(dāng)進(jìn)入休眠狀態(tài)時(shí)，兩個(gè) FIFO 都被清 空。 4.3.

54、5 PATABLE 0*3E 地址用來 PATABLE。PATABLE 用來選擇 PA 能量控制設(shè)置。 在接收此地址之后，SPI 等待至少 8 個(gè)字節(jié)。通過控制 PATABLE，能實(shí)現(xiàn)可 26 工程大學(xué)本科生畢業(yè)論文 控的 PA 能量上升和下降，減少的帶寬的 ASK 調(diào)制整型也如此。 PATABLE 是 一 個(gè) 8 字 節(jié) 表 ， 定 義 了 PA 控 制 設(shè) 置 ， 為 8 個(gè) PA 功 率 值 由 FRENDO.PA_POWER 的 3 個(gè)位的值所選擇的每一個(gè)所使用。這個(gè)表從最 低位0到最高位7可讀和寫，一此一位。一個(gè)索引計(jì)數(shù)器用來控制對(duì) 這個(gè)表的。每讀出或?qū)懭氡碇械囊粋€(gè)字節(jié)，計(jì)數(shù)器就加

55、1。當(dāng) CSn 為高 時(shí)，計(jì)數(shù)值置為最小值。當(dāng)?shù)竭_(dá)最大值時(shí)，計(jì)數(shù)器由零重新開場(chǎng)計(jì)數(shù)。 對(duì) PATABLE 的是單字節(jié)或者突發(fā)，由突發(fā)位決定。當(dāng)使用突 發(fā)時(shí)，索引計(jì)數(shù)器的值增加；到達(dá) 7 時(shí)重新從 0 開場(chǎng)。讀/寫位控制 是寫R/W=0或者讀(R/W=1)。 如果一字節(jié)被寫入 PATABLE，且 這個(gè)值將要被讀出，則，為了設(shè)置索引計(jì)數(shù)器的值重為 0，CSn 必須在讀 之前置為高。 4.3.6 定時(shí) 通信控制器控制 CC1100 的大多數(shù)定時(shí)， 如合成器校準(zhǔn)和 PLL 鎖和 RT/T* 轉(zhuǎn)向時(shí)間。從空閑到 T* 的定時(shí)是恒定的，由自動(dòng)校準(zhǔn)設(shè)置決定。R*/T* 和 T*/R* 轉(zhuǎn)向時(shí)間是恒定的。校準(zhǔn)

56、時(shí)間恒定為 18739 時(shí)鐘周期。功率開啟時(shí)間 和 *OSC 開場(chǎng)時(shí)間是可變的，但在限定的值之。 CC1100 有一個(gè)可選的在一段可控時(shí)間之后自動(dòng)終止 R* 的功能。 這個(gè)功 能的主要作用為電磁波激活WOR ，但也可能對(duì)其他應(yīng)用有效。終止定時(shí) 器在開啟解調(diào)器之后起作用。工作暫停由 MCSM2.R*_TIME 設(shè)置。當(dāng)定時(shí) 器終止時(shí)，通信控制器會(huì)檢查保持 R* 的條件；假設(shè)條件不符合，R* 會(huì)終止。 在工作暫停之后，會(huì)持續(xù)地檢查條件。 可控條件為： 1、MCSM2.R*_TIME_QUAL=0：假設(shè)找到同步詞匯，則連續(xù)接收。 2、MCSM2.R*_TIME_QUAL=1：假設(shè)找到同步詞匯或前導(dǎo)質(zhì)

57、量在門限 PQT之上，則連續(xù)接收。 假設(shè)在開啟接收器之前傳輸已經(jīng)開場(chǎng)，則 MCSM2.R*_TIME_RSSI 功 27 工程大學(xué)本科生畢業(yè)論文 能可用。假設(shè)第一個(gè)有效的載波感應(yīng)采樣說明無載波RSSI 低于門限 ，則通 信控制器將終止 R*。 假設(shè)當(dāng) MCSM2.R*_TIME_RSSI 功能使用時(shí)，由于無載波感應(yīng)導(dǎo)致 R* 終 止，或者當(dāng)使用 MCSM2.R*_TIME 工作暫停功能時(shí)無同步詞匯，則芯片會(huì) 回到空閑狀態(tài)。然而，當(dāng) R* 完畢時(shí) MCS1.R*OFF_MODE 設(shè)定決定了之后 的狀態(tài)9。 4.4 微控制器接口和引腳構(gòu)造 在一個(gè)典型系統(tǒng)里， CC1100 的接口顯示為一個(gè)微控制器

58、。 這個(gè)微控制器 必須能：10 1、控制 CC1100 的不同模式 2、寫入緩沖數(shù)據(jù) 3、通過 4 線 SPI 總線配置接口 4、 SI,SO,SCLK 和 CSn讀回狀態(tài)信息。 通過重復(fù)使用 SPI 接口上的 SI,SCLK 和 CSn，CC1100 含有一個(gè)可選的 控制電磁波方式。 這個(gè)特性使通信的主要狀態(tài)有一個(gè)簡單的 3 腳控制： 休眠， 空閑，R* 和 T*。 控制 MCSM0.PIN_CTRL_EN 配置位，可開啟這一可選功 能。 當(dāng) CSn 為高，SI 和 SCLK 設(shè)置為理想狀態(tài)時(shí)，狀態(tài)變化的命令被發(fā)出， 如下所示。當(dāng) CSn 變低，SI 和 SCLK 的狀態(tài)被閉鎖，根據(jù)引腳配置

59、一個(gè)命令 濾波在部產(chǎn)生。只能用這種功能改變狀態(tài)。 4.5 本章小結(jié) 本章主要介紹了無線收發(fā)芯片 CC1100。 包括芯片的特性， 以及使用芯片 所必須了解的關(guān)鍵點(diǎn)，學(xué)習(xí)這些理論知識(shí)后，就可以初步的使用 CC1100。 28 工程大學(xué)本科生畢業(yè)論文 第5章 5.1 硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則 硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)及原則 硬件電路的總體設(shè)計(jì)，是指為實(shí)現(xiàn)該工程全部功能所需要的所有硬件的 電氣連接。為使硬件設(shè)計(jì)具有先進(jìn)性、合理性，應(yīng)該注意以下的一些原則： 1、盡可能選擇常用的、易于方便檢查和糾錯(cuò)的、比擬經(jīng)典的電路。尤其 要優(yōu)先選擇那些符合單片機(jī)常規(guī)用法的標(biāo)準(zhǔn)化、典型化的電路，這樣可以提 高設(shè)計(jì)的成功率和機(jī)構(gòu)的靈活性，方

60、便制作和檢查。 2、硬件的設(shè)計(jì)和選擇要綜合軟件應(yīng)用方案同時(shí)考慮。因?yàn)椋趯?shí)施硬件 電路構(gòu)造和軟件方案結(jié)合的過程中，硬件電路構(gòu)造與軟件方案會(huì)彼此影響， 相互制約，從而使得整機(jī)難以完成相應(yīng)的功能。所以，通過綜合的考慮，應(yīng) 該按照以下原則設(shè)計(jì)：能用軟件實(shí)現(xiàn)的功能盡量用軟件來發(fā)揮作用，不能用 軟件完成的，應(yīng)該用簡單的電路實(shí)現(xiàn)，以便簡化整體電路構(gòu)造。當(dāng)然，系統(tǒng) 的反響速度與實(shí)時(shí)性的要求，仍然需要對(duì)系統(tǒng)的綜合考慮后再定如何配合硬 件電路與軟件電路的關(guān)系。當(dāng)然有一點(diǎn)需要注意，就是由軟件實(shí)現(xiàn)的硬件功 能，一般響應(yīng)時(shí)間比硬件實(shí)現(xiàn)長，且占用 CPU 時(shí)間。 3、 一個(gè)單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的硬件電路設(shè)計(jì)包含兩局部容： 一