基于51单片机的近距离无线接收发模块设计(附系统总电路图,实物图)(任务书,开题报告,外文翻译,毕业论文15500字)
摘要：随着信息技术水平的不断发展，特别是计算机技术，无线通信技术，网络技术，控制技术，信息技术的迅猛发展，工业自动化控制朝着智能化，无线化发展。很多工业的控制终端是移动的，这需要智能化层度更高，更灵敏的无线数据传输来满足全面自动化控制的需求，因此无线通信模块具有广阔的应用前景。
本文介绍了一种基于IA4421无线收发芯片和STC12L2050AD低功耗微处理器的近距离数据传输模块。用户只需将要发送的数据传至单片机的串口即可，模块自动实现分包发送。最大通信距离可达200米，其接受灵敏度为109dbm，最大发射功率为8dbm。在系统设计过程中，采用模块化设计思想、使系统结构清晰、可靠性高、易于调试。
关键字：无线通信，IA4421， 近距离，微处理器
Based On The Close 51 Single-chip Microcomputer Wireless Receiving Hair Module
Abstract:With the rapid development of information technology especially the swift and violent development of technology of the computer,wireless communication technology, network technology,control Technology,information technology,the industrial automation is controlled and developed in the intelligent ,wireless direction,The terminal station of a lot of higher,more flexible and simple and convenient intelligent intelligent degree ti meet the need of overall automatic control,so the wireless communication module has wide application prospects.
A data transmission module based on wireless transceiver single-chip ofIA4421 and low-power microprocessor of STC12LE2050AD is introduced in this paper .It is used by sending data to the serial port of microprocessor. This module can send subcontractor automatically,The distance of communication is up to 200 meters,During the designing process, it adopted the modular design concept, so it make the design structure clarity, high dependability, easy debugging.
Keywords: Wireless communications, IA4421, close, microprocessors
无线射频收发系统的介绍
无线射频收发应用系统的关键就是射频收发电路，它可采用射频收发一体化芯片或单收单发芯片两种方案来实现。射频芯片一般工作在300M~1000MhHz ISM频段，发射功率10～20dB；调制方式常采用AM/FM/ASK/OOK/FSK中的一种或几种；可电池供电；可嵌入已有的,控制设备和便携式移动装置中；可直接与计算机、单片机等接口。设计包括硬件电路和软件设计[2]。硬件电路即无线射频收发电路，可分为三部分：模拟基带部分、数字基带部分和射频电路部分。软件编程主要是对基带部分和射频部分接口的通信方式的编程，还有对信号的编码解码（也可由硬件编解码器完成）。
无线射频收发系统包括模拟基带部分、数字基带部分和射频电路部分。模拟基带部分包括测控终端传感器、检测仪、及人机接口和电源装置等。数字基带部分主要是以单片机或者微处理器为核心，对要发射信号编码后送到射频电路发射和对接收信号解码进行处理并输出，负责控制整个系统的正常工作。射频电路部分以射频芯片为核心，通过外围电路及其参数的设计来实现无线数据的接收和发射。无线收发射频芯片内部一般集成了完整的接收和发射功能电路，芯片外部接少数几个到几十个分立无源元件即可实现无线数据的收发。射频芯片分单发芯片、单收芯片和收发一体芯片。设计时要充分考虑发射和接收芯片的匹配，各项指标要一致。本文采用STC12l2050AD单片机收发一体芯片IA4421来设计近距离的无线收发系统。
设计思想
本文主要研究的是近距离无线收发系统硬件电路部分和软件程序的设计。对硬件部分，研究的是无线射频发射和接收数据电路的设计、信号的处理与采集、硬件的电路设计、以及软件的程序设计。
无线通讯部分由无线通讯芯片IA4421与单片机构成。通过无线向远端系统发送控制指令时，计算机先通过串口将指令发送给单片机，然后单片机控制IA4421射频芯片的时钟、数据信号引脚，将指令发射出去。远端系统的无线通讯芯片接收到数据后，引起单片机中断，然后负责通讯的单片机从IA4421芯片中读出传来的数据，按照预先设定的协议转化成对应指令后，再传给核心控制STC12C5020AD单片机。在接收到回传数据指令时，远端系统上的核心控制单片机将数据先通过串口传送给负责无线通讯的单片机，负责无线通讯的单片机控制无线通讯芯片，将转数据回传给与计算机串口连接的负责无线通讯的单片机，再通过串口回传给计算机，这样就实现了无线数据的收发。
系统工作原理
系统由2个相同的模块组成,模块1和模块2上电时单片机先进行自我初始化，设计串口波特率定时器，配置I/O口，接着判断模块地址是否有效，若有效则继续判断系统是否需要重新设置波特率，若不需要则以默认的设置的9.6Kbit/s与外界进行通信。接着初始化IA4421相关寄存器，包括设置IA4421的载波频率，基带宽度等，设置完IA4421后开启单片机的中断，启动计数器开始以20MS的时间片轮查询。此时两个模块在监听是否收到来自对方的数据，并且以20MS的间隔时间扫描自己的发送缓冲区是否有数据发送，此时假设模块1扫描到自己的发送缓冲有数据要发送，则转入发送数据发送状态，而模块2则处于接收发数据状态，如果模块1发送的数据帧的前号码与同步码正确，则模块2开始接收发数据并通过单片机的UART发送到外部，从而完成一次半双工通信。
在硬件接口方面主要考虑系统部件之间的兼容性和效果。SPI总线是一种同步串行接口技术，允许MCU之间及MCU与各种外围设备以串行方式进行通信与数据交换。在这个系统中MCU与射频芯片同时支持SPI接口，因此在设计时，SPI将被用于内部控制接口，SPI分为四线，串行时钟线(SCK).主机输入/从机输出数据线MISO.主机输出/从机输入数据线MOST和低电平有效的从机选择线SS。SPI传输数据时，在主机输出时钟SCK的控制下，主机与从机的两个双向移位器进行循环数据交换，实现全双工数据传输。
在整个传输数据的过程中通信模块对用户是透明的，用户只需要简单的设置好串口的波特率，开启模块的片选信号，将所发送的数据通过串口发送至模块即可完成近距离的无线数据传输。
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