前言
无线方案适用于布线繁杂或者不允许布线的场合，目前在遥控遥测、门禁系统、无线抄表、小区传呼、工业数据采集、无线遥控系统、无线鼠标键盘等应用领域，都采用了无线方式进行远距离数据传输。目前，蓝牙技术和Zigbee技术已经较为成熟的应用在无线数据传输领域，形成了相应的标准。然而，这些芯片相对昂贵，同时在应用中，需要做很多设计和测试工作来确保与标准的兼容性，如果目标应用是点到点的专用链路，如无线鼠标到键盘，这个代价就显得毫无必要。
本无线数据传输系统采用挪威Nordic公司推出的工作于 2.4GHzISM频段的nRF24L01射频芯片。与蓝牙和Zigbee相比，nRF24L01射频芯片没有复杂的通信协议，它完全对用户透明，同种产品之间可以自由通信。更重要的是，nRF24L01射频芯片比蓝牙和Zigbee所用芯片更便宜。系统由单片机STM32F103控制无线数字传输芯片nRF24L01,通过无线方式进行数据双向远程传输,两端采用全双工方式通信，该系统具有成本低，功耗低，软件设计简单以及通信可靠等优点。
1. 总体设计方案
无线通信技术迅速发展，有多种通讯方案可供选择，这里从实用，经济和实现等方面进行综合的考虑分析，选出合适的设计方案。
1.1 无线通信方式的比较和选择
方案一：采用GSM模块进行通信，GSM模块需要借助移动卫星或者手机卡，虽说能够远距离传输，但是其成本较大、且需要内置SIM卡，通信过程中需要收费，后期成本较高。
方案二：采用TI公司CC2430无线通信模块，此模块采用Zigbee总线模式，传输速率可达250kbps，且内部集成高性能8051内核。但是此模块价格较贵，且Zigbee协议相对较为复杂。
方案三：采用nRF24L01无线射频模块进行通信，nRF24L01是一款高速低功耗的无线通信模块。他能传输上千米的距离（加PA），而且价格较便宜，采用SPI总线通信模式电路简单，操作方便。
考虑到系统的复杂性和程序的复杂度，我们采用方案三作为本系统的通信模块。
1.2 微控制器的比较和选择
方案一：采用传统的AT89S52单片机作为主控芯片。此芯片价格便宜、操作简便，低功耗，比较经济实惠,但是应用很局限，且要求较高时传统的AT89S52单片机达不到要求。
方案二：采用TI公司生产的MSP430F149系列单片机作为主控芯片。此单片机是一款高性能的低功耗的16位单片机，具有非常强大的功能，且内置高速12位ADC。但其价格比较昂贵，而且是TPFQ贴片封装，不利于焊接，需要PCB制板，大大增加了成本和开发周期。
方案三：基于ARM公司Cortex-M3内核的STM32F103系列处理器，采用串行单线调试和JTAG，通过JTAG调试器你可以直接从CPU获取调试信息，从而使产品设计大大简化，主要应用于要求高性能、低成本、低功耗的产品。
根据系统需要，从性能和价格上综合考虑我们选择方案三，即用STM32F103作为本系统的主控芯片。
1.3 串行通信方式比较和选择
RS-485串行通信：该接口是采用平衡驱动器和差分接收器的组合，抗噪声干扰性好。具有多机通信能力，这样用户可以利用单一的RS-485接口方便地建立起设备网络。接口组成的半双工网络，一般只需二根信号线，所以它的接口均采用屏蔽双绞线传输，数据信号采用差分传输方式。但是由于电脑上没有485接口，所以设计的时候还需要一个485转232转换器，较为麻烦。
RS-232串行通信：它是无处不在的，每一台PC机都有一个或者更多的接口。在微控制器中，接口芯片使得将一个5V串口转换成RS-232变的更容易。连接距离可以达到50到100ft，大多数的外设接口都不会用于太长的距离。对于一个双向选择，只需要3条导线。一个并行连接器一般需要8条数据线，两条或者更多的控制信号线和几根接地线。它作为一种标准，与很多设备兼容，目前已经在很多的微机通信接口中广泛的被采用。所以这里采用该通信方式。
1.4 显示模块方案
方案一：选择主控为ST7920的带字库的LCD12864来显示信息。12864是一款通用的液晶显示屏，能够显示多数常用的汉字及ASCII码，而且能够绘制图片，描点画线，设计成比较理想的结果。
方案二：采用2.8寸TFT-LCD显示信息，这款LCD比较通用的字符液晶模块，能显示字符和数字等信息，且价格便宜，容易控制。
方案三：采用LCD7段数码显示管显示，其成本低，容易显示控制，但不能显示字符。
综合以上方案，方便我们对信息的观看和理解，我们选择了经济实惠的 2.8寸TFT-LCD显示，可以直接显示数据、字符等。
2. 单元模块设计
2.1 nRF24L01射频模块电路设计
2.1.1 nRF24L01芯片概述
nRF24L01是一款新型单片射频收发器件,工作于2.4 GHz～2.5 GHz ISM频段。内置频率合成器、功率放大器、晶体振荡器、调制器等功能模块,并融合了增强型ShockBurst 技术，其中输出功率和通信频道可通过程序进行配置。nRF24L01功耗低,在以-6 dBm的功率发射时，工作电流也只有9 mA；接收时，工作电流只有12.3 mA，多种低功率工作模式(掉电模式和空闲模式)使节能设计更方便。
nRF24L01主要特性如下：
1）2.4GHz全球开放的ISM频段，免许可证使用。
2）最高工作速率2Mbps，高校的GFSK调制，抗干扰能力强。
3）125个可选的频道，满足多点通信和调频通信的需要。
4）内置CRC检错和点对多点的通信地址控制。
5）低工作电压（1.9~3.6V）。
6）可设置自动应答，确保数据可靠传输。
2.1.2 引脚功能及描述
nRF24L01的封装及引脚排列如图所示。各引脚功能如下：
图 1 nRF24L01引脚示意图
CE：使能发射或接收；
CSN，SCK，MOSI，MISO：SPI引脚端，微处理器可通过此引脚配置nRF24L01；
IRQ：中断标志位；
VDD：电源输入端；
VSS：电源地；
XC2，XC1：晶体振荡器引脚；
VDD_PA：为功率放大器供电，输出为1.8V；
ANT1,ANT2：天线接口；
IREF：参考电流输入。
2.1.3 工作模式
nRF24L01有工作模式有四种：收发模式、配置模式、空闲模式和关机模式。nRF24L01的工作模式由PWR_UP、CE、TX_EN和CS三个引脚决定，如表。
表格 1 nRF24L01工作模式
收发模式：nRF24L01的收发模式有ShockBurstTM收发模式和直接收发模式两种，收发模式由器件配置字决定。这里只介绍ShockBurstTM收发模式。
ShockBurstTM收发模式下，使用片内的先入先出堆栈区，数据低速从微控制器送入，但高速(1Mbps)发射，这样可以尽量节能，因此，使用低速的微控制器也能得到很高的射频数据发射速率。与射频协议相关的所有高速信号处理都在片内进行，这种做法有三大好处：
1）尽量节能；
2）低的系统费用(低速微处理器也能进行高速射频发射)；
3）数据在空中停留时间短，抗干扰性高。nRF24L01的ShockBurstTM技术同时也减小了整个系统的平均工作电流。
在ShockBurstTM收发模式下，nRF24L01自动处理字头和CRC校验码。在接收数据时，自动把字头和CRC校验码移去。在发送数据时，自动加上字头和CRC校验码，当发送过程完成后，数据准备好引脚通知微处理器数据发射完毕。
配置模式：在配置模式，15字节的配置字被送到nRF24L01，这通过CS、CLK1和
DATA三个引脚完成。
空闲模式：nRF24L01的空闲模式是为了减小平均工作电流而设计，其最大的优点是，实现节能的同时，缩短芯片的起动时间。在空闲模式下，部分片内晶振仍在工作，此时的工作电流跟外部晶振的频率有关，如外部晶振为4MHz时工作电流为12uA，外部晶振为16MHz时工作电流为32uA。在空闲模式下，配置字的内容保持在nRF24L01片内。
关机模式：在关机模式下，为了得到最小的工作电流，一般此时的工作电流小于1uA。关机模式下，配置字的内容也会被保持在nRF24L01片内，这是该模式与断电状态最大的区别。
2.2 STM32F103模块电路
2.2.1 电源电路
由于STM32直接由PC的USB供电，提供5V电源，所以不需要总电源，但nRF24L01模块需要低于3.5V电压，所以需要3.3V稳压电路，如下：
图 2 3.3V稳压电路
2.2.2 显示模块
2.8寸TFT-LCD与STM32连接原理图，如下：
图3LCD原理图
2.2.3按键模块
在课程设计中用到了按键控制发送数据，按键原理图，如下：
图 4 按键连接原理图
2.2.4nRF24L01模块
nRF24L01模块有八个引脚需要连接到STM32，在这里由于用到了SPI1的四个引脚，直接与PA(4-6)引脚相连，设置GPIO复用功能就直接可用SPI1，无线模块的其他引脚分别与PA1和PA7相连，这样可以简化电路，如下：
图 5 nRF24L01原理图
3. 系统功能与软件设计
3.1 系统总结构与流程
系统主要包括两个分别具有收发功能的无线通信模块，每个模块均由STM32F103和无线收发芯片nRF24L01组成。系统的原理框图如图所示，发送时，单片机通过IO 总线向nRF24L01写人控制命令及所需发送的数据，nRF24L01通过天线发送出去；接收时，单片机通过IO总线读取nRF24L01的工作状态，获取芯片相关信息及接收到的数据。两个收发模块之间相互通信，从而实现数据的无线传输。同时接收端将接收到的数据存储到扩展的片外数据存储器中。
系统结构框图：
图6整体结构框图
根据功能不同，可以把整个系统分为STM32、nRF24L01无线通信模块、LCD显示模
块、按键发送模块。
STM32主要功能是控制nRF24L01无线通信和LCD显示，按键中断控制nRF24L01无线模块发送数据，LCD显示模块显示数据。
当按下按键时，STM32控制LCD显示相应的数字，同时通过nRF24L01将该数字发送出去，另一个nRF24L01接收到该数字，经由STM32F103显示于LCD上。
系统的工作流程图如下：
图7系统流程图
3.2 初始化程序的设计
系统在正式工作前，都要进行一些初始化工作。因此在系统启动之初，为了能够让STM32F103单片机各项功能合理有序的工作，需要进行一系列的初始化配置。本文系统设计中初始化程序主要包括微处理器STM32F103开发板的初始化程序、串行外设接口（SPI）的初始化程序、nRF24L01芯片的初始化程序、按键的初始化程序、LCD显示模块的初始化程序等。其中STM32F103单片机的初始化又包括GPIO口初始化配置、中断初始化配置等。
3.2.1 SPI的初始化配置
STM32F103的串行SPI接口置配置时，设SPI为主，串行时钟在SCK脚产生。配置程序软件及步骤如下：
1.配置nRF24L01的MOSI、MISO输入输出线和SCLK时钟线分别同CPU的SPI对应的外设线相连接，即SPI1与SCK（PA5/SPI1_SCK）、MISO（PA6/SPI1_MISO）、MOSI （PA7/SPI1_MOSI）、NSS（PA4/SPI1_NSS）相连接。
2.通过SPI_CR1寄存器的BR位定义串行时钟波特率分频值为16。
3.选择CPOL和CPHA位，定义数据传输和串行时钟的相位关系，选择了串行时钟的稳态，时钟悬空低电平，数据捕获于第一个时钟沿。
4.设置DRR位来定义为8位。
5.配置SPI_CR1寄存器的LSBFIRST位定义帧格式。
6.如果NSS引脚需要工作在输入模式，硬件模式中在整个数据帧传输器件应把NSS 脚连接到高电平；在软件模式中，需设置SPI_CR1寄存器的SSM和SSI位，如果NSS引脚工作在输出模式，则只需设置SSOE位。
7.设置MSTR和SPE位在这个配置中，MOSI脚是数据输出，而MISO脚是数据输入。SPI串行口初始化流程图如3-5所示：
图8 SPI初始化
3.2.2NVIC中断向量及EXTI外部中断配置
为了能让系统程序的执行效率更高，所以必须尽量使用STM32F103的中断响应函数来取代传统的循环判断方式。STM32F103中断配置以抢占优先级与响应优先级这两项为主要参数，抢占优先级代表了中断的嵌套关系，抢占优先级较高（数值较小）的中断能够在优先级较低的中断里面嵌套执行。响应优先级表示了当中断同时发生的时候STM32F103响应的顺序，数值较小的中断优先响应。
配置EXTI外部中断，EXTI_line0对应按键PA0，当按键按下触发中断，进入中断服务函数，延时消抖后清除中断标志位，开启片选后在服务函数中调用nRF24L01发送程序关闭片选。
图9 按键及中断配置
3.2.3 nRF24L01工作模式配置及接收函数
当使用nRF24L01时需要对其接收或者发送模式进行配置，首先调用初始化SPI函数，然后配置寄存器使芯片工作于发送模式后拉高CE端至少10us，读状态寄存器STATUS，判断是否是发送完成标志位置位，清标志，清数据缓冲。工作模式配置可以参考数据手册在表1可以得到。配置过程如图：
图10 工作模式配置及接收函数
3.2.4 LCD初始化配置
LCD初始化直接调用库函数，经过初始化LCD，设置背景颜色和设置字体颜色，过程非常简单，这里不做过多说明。
4. 设计总结
在本次无线通信应用系统设计中我收获了不少。在之前我都是学习了书本上
的东西，而很少将其应用到实际中去，虽然之前我也做过一些课程设计，但这次的课程设计更加从实。我从选取题目，画原理图到购买元器件再到焊接电路还有后面的调试测试工作我都一一的亲身经历并学到了不少课本上学不到的东西。以前我学习课本上的知识，觉得要将其应用到实际中会是一件较为轻松的事，也看其他人做的东西很有意义，
但我自己实际去设计制作时，才发现了要做好一个作品是那么的不容易，自己去做时，才发现自己的种种不足，动起手来是那么的笨拙。老师常常给我们讲动手能力对我们学习电子的同学有多么重要，因此我也都一直想着要提高自己的动手能力，这次课程设计对我来说是一次难的机会，对于我提高自己的动手能力有很大的帮助。我不仅学到了怎样去改进、优化、美化电路布局，也掌握更多调试、测试电路的方法，也学到了不少怎样去选取合适的元器件的方法。在以后的学习工作做，我要不断的提高自己的动手能力，就要不断亲身去设计、自作实际的东西，这样才不会被时代所淘汰成为对社会有用的人。
5. 参考文献
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[4] 康华光.电子技术基础模拟部分（第五版）[M].北京：高等教育出版社,2010年.
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年.P178—P187.
附录
程序附录1按键配置
void key_int(void)
{
/*******************gpio*******************/
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
EXTI_InitTypeDef EXTI_InitStructure;
NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0 | GPIO_Pin_8; GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz; GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU;
GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
/*******************NVIC*******************/
NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_0);
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = EXTI0_IRQn; NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0; NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0;
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE; NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = EXTI9_5_IRQn; NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0; NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 1;
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE; NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);
/*******************EXTI*******************/
EXTI_InitStructure.EXTI_Line = EXTI_Line0;
EXTI_InitStructure.EXTI_Mode = EXTI_Mode_Interrupt;
EXTI_InitStructure.EXTI_Trigger = EXTI_Trigger_Falling;
EXTI_InitStructure.EXTI_LineCmd = ENABLE;
EXTI_Init(&EXTI_InitStructure);
EXTI_InitStructure.EXTI_Line = EXTI_Line8;
EXTI_InitStructure.EXTI_Mode = EXTI_Mode_Interrupt;
EXTI_InitStructure.EXTI_Trigger = EXTI_Trigger_Falling;
EXTI_InitStructure.EXTI_LineCmd = ENABLE;
EXTI_Init(&EXTI_InitStructure);
}
程序附录2spi初始化
void GPIO_SEG(void)
{
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
SPI_InitTypeDef SPI_InitStructure;
RCC_PCLK2Config(RCC_HCLK_Div2);
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA|RCC_APB2Periph_SPI1|RCC_APB2Perip h_AFIO,ENABLE);//?a???′ó?1|?ü
SPI_Cmd(SPI1, DISABLE); //±?D??è???ü,2??ü??±?MODE
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_5 | GPIO_Pin_7;//5clk,7mosi
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;
GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_6;//miso
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING;
GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_4; //NSS
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_10MHz;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;
GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_2 | GPIO_Pin_3;//2CE,3CS
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;
GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_1;// IRQ
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPD;
GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
SPI_InitStructure.SPI_Direction = SPI_Direction_2Lines_FullDuplex;//????è???1¤SPI_InitStructure.SPI_Mode = SPI_Mode_Master;
SPI_InitStructure.SPI_DataSize = SPI_DataSize_8b;
SPI_InitStructure.SPI_CPOL = SPI_CPOL_Low;
SPI_InitStructure.SPI_CPHA = SPI_CPHA_1Edge;
SPI_InitStructure.SPI_NSS = SPI_NSS_Soft;
SPI_InitStructure.SPI_BaudRatePrescaler = SPI_BaudRatePrescaler_16;
SPI_InitStructure.SPI_FirstBit = SPI_FirstBit_MSB;
SPI_InitStructure.SPI_CRCPolynomial = 7;
SPI_Init(SPI1, &SPI_InitStructure);
SPI_Cmd(SPI1, ENABLE);
GPIO_ResetBits(GPIOA,GPIO_Pin_2);//ê1?ü 24L01
GPIO_SetBits(GPIOA,GPIO_Pin_3);//SPI????è???
}
附录3 lcd显示
void lcd_int(void)
{
STM3210B_LCD_Init();
LCD_SetTextColor(Black);
LCD_SetBackColor(Cyan);
LCD_Clear(Cyan);
LCD_DisplayStringLine(Line0,"2.4Ghz test");
}
图11 lcd显示图
专业方向课程设计报告 题目：单片机双机之间的串行通信设计
单片机双机之间的串行通信设计 一．设计要求： 两片单片机利用串行口进行串行通信：串行通信的波特率可从键盘进行设定，可选的波特率为1200、2400、4800和9600bit/s。 二、方案论证： 方案一：以两片51单片机作为通信部件，以4*4矩阵键盘作为数据输入接口，通过16个不同键值输入不同的信息，按照51单片机的方式3进行串口通信，从机采用中断
方式接收信息并按照通信协议改变波特率或者用I/O口输出、CD4511译码、数码管显示相关数据，整个系统的软件部分采用C语言编写。 方案二：整个系统的硬件设计与方案一样，但是通信方式采用方式一进行通信，主从机之间的访问采用查询方式，数据输出直接由单片机的译码程序输出译码数据，同时软件编写采用汇编语言。 两种方式从设计上来说各有特色，而且两种方式都应该是可行的。方案一中按照方式三通信可以输出九位数据而方式一只能输出八位数据，但就本题的要求来说方式一就可以了。主从机之间的交流采用中断方式是一种高效且保护单片机的选择，但是相比之下本人对查询方式的理解更好一些。数码管的显示若采用CD4511译码则直接输出数据就可以了，但是这样会增加硬件陈本，而且单片机的资源大部分都还闲置着，所以直接编写一段译码程序是比较好的做法。另外在软件编写上,采用C语言在后续设计中对硬件的考虑稍少一些，换言之采用汇编可以使自己对整个通信过程及单片机的部分结构有更清晰地认识所以综合考虑采用方案二。 三、理论设计： 采用AltiumDesigner绘制的原理图（整图）
本系统主要包括五个基本模块：单片机最小系统（包括晶振电路、电源、复位电路及相关设置电路）、4*4矩阵键盘、功能控制电路、数据显示电路、波特率更改指示电路。 本设计的基本思路是通过控制口选择将要实现的功能，然后矩阵键盘输入数据，单片机对数据进行处理（加校验码、设置功能标志位），然后与从机握手，一切就绪之后后就开始发送数据，然后从机对接收数据校验，回发校验结果，主机根据校验结果进行下一步动作，或者重发，或者进入下一 数据的发送过程，然后按照此过程不段循环，直到结束。 晶振电路提供脉冲，加上复位电路，将 EA接入高电电平选择片内程序存储器。 这是一个单片机能够工作的最低设置。
前言 随着Internet的普及和以太网的迅速发展, 基于以太网的设备控制越来越多。加之电子技术的飞快发展,各种工业过程数字仪表应运而生。以太网是目前应用非常广泛的网络通信技术，它具有丰富而完善的通讯协议,支持现场设备的热拔插, 提高系统运行的稳定性和抗干扰性, 安装、维护成本低。 用以太网实现嵌入式系统的网络连接有多种方案,传统的多器件以太网连接解决方案，是通过MCU扩展以太网控制器来实现的,必要时还需要扩展外部RAM和ROM,虽然这个计划中的应用还不是很困难,但有大量的外部元件,系统开销较大, 它以ATmega16单片机和带芯片ENC28J60和集成网络变压器的接口模块HR91105为核心。分析了ATmega16的功能和特点，介绍ENC28J60芯片的结构特性和主要性能，并给出了接口的硬件设计和软件设计方案。在此基础上。这个方案不仅成本低，而且能实现500Kbps以上的传输速率，满足了嵌入式系统的Internet 控制要求。但设计师在为远程控制或监控系统提供以太网接入时,可选的以太网控制器均是专为个人计算系统设计的,那些超过80引脚封装的以太网控制器大量运用于上述情况,这些器件不仅结构复杂, 面积庞大, 且系统开销较大。无法很好地满足嵌入式网络应用系统。在测控领域，以单片机为核心 符合IEEE802.3协议的ENC28J60只有28引脚,却具有早期器件相应的功能,满足系统设计的要求，ENC28J60以太网控制器采用业界标准的RJ45串行接口,只需4条连线即可与主控单片机连接,使得嵌入式应用系统的以太网接口变得极其简便。不过到目前为止,基ENC28J60以太网应用却不是很多。在测控领域，以单片机为核心的各种智能监控、测试系统因其高性价比等原因正得到越来越广泛的应用。本项研究的目的是要利用ENC28J60在ATmega16+ENC28J60平台上实现以太网通信。对于没有开放总线的单片机,虽然有可能是其他以太网控制器连接模拟并行总线,但不管从效率还是性能上来看,都不如用RJ45接口或采用一个通用I/O口模拟RJ45接口连接ENC28J60的方案。随着国民经济的快速发展，互联网络硬件、软件也迅猛发展，网络用户的发展已成倍增长。利用廉价的AVR单片机来控制ENC28J60实现以太网通讯这一做法，在使用计算机网络进行互联的各种家用电器及设备，仪器仪表，工业生产数据采集与控制设备逐步地走向网络化，以共享网络中巨大的信息资源的大背景下，仍然具有十分重要的意义。它适用于现有的网络传输系统，有着广泛的应用前景，特别是数据采集、数据传输领域。
XFP模块电路设计 一、应用要求 1、多速率应用：TELECOM（SONET OC-192 and G.709 “OTU-2”） DATACOM（10 Gb/s Ethernet and 10 Gb/s Fibre Channel） 2、XFI（9.95Gb/s~11.7Gb/s）高速信号可以在改良的FR4电路板上传输 300mm或普通的FR4电路板上传输200mm。 3、热插拔智能化，能够提供模块的实时工作状态的监视值 二、指标要求 3、封装结构：按照XFP-MSA的要求 三、方案选择 1、发射器件的选择：采用公司成熟的TO封装工艺开发的发射器件。 2、接收组件的选择：采用公司成熟的TO封装工艺开发的接收组件。
四、电路设计 1、原理框图 LOS Data In TxDis SCL SDA TxFault
2、原理图设计 3、PCB设计 （1）传输线设计： 在PCB设计中采用微带线来进行信号传输，保证高深信号在PCB上传输不发生波形畸变，我们通过AppCAD模拟可得到微带线的宽度和各微带线之间的间距。在10Gb/s的工作速率下，信号波长已经可以与器件尺寸相比拟，基于电路性能、器件选择和电磁兼容等因素的考虑，必须以网络散射分析（S参数）、信号完整性分析、电磁仿真分析、电路仿真分析等手段，来综合考量实际电路系统的工作性能。对电路板、元器件进行结构性电磁仿真并精确提取相应的SPICE电路模型参数，作为电路设计的依据，以此有效减小电感器件在高频设计应用中的误差影响。而且现在国外的产品技术参数大多包含有S参数，通常可用于精确的高频应用分析。信号传输微带线的等效分析见下图。
1 绪论 1.1 研究背景 通信是指不同的独立系统利用线路互相交换数据，它的主要目的是将数据从一端传送到另一端，实现数据的交换。在现代工业控制中，通常采用计算机作为上位机与下层的实时控制与监测设备进行通讯。现场数据必须通过一个数据收集器传给上位机，同样上位机向现场设备发命令也必须通过数据收集器。串行通信因其结构简单、执行速度快、抗干扰能力强等优点，已被广泛应用于数据采集和过程控制等领域。 计算机与外界的信息交换称为通信。基本的通信方式有并行通信和串行通信两种。串行通信是指一条信息额各位数据被逐位按顺序传送的通信方式。串行通信的特点是：数据位传送，按位顺序进行，最少只需要一根传输线即可完成，成本低但传送速度快，串行通信的距离可以从几米到几千米。 随着计算机技术尤其是单片微型机技术的发展，人们已越来越多地采用单片机来对一些工业控制系统中如温度、流量和压力等参数进行监测和控制。PC机具有强大的监控和管理能力，而单片机则具有快速及灵和的控制特点，通过PC 机的RS-232串行接口与外部设备进行通信，是许多测控系统中常用的一种通信解决方案。而随着USB接口技术的成熟和使用的普及，由于USB 接口有着 RS-232(DB-9)串口无法比拟的优点，RS-232(DB-9)串口正在逐步地为USB 接口所替代。而在现在的大多数笔记本电脑中，出于节省物理空间和用处不大等原因，RS-232(DB-9)串口已不再设置，这就约束了基于RS-232(DB-9)串口与PC 机联络的单片机设备的使用围。当前USB接口逐步取代RS-232(DB-9)串口已是大势所趋，单片机同计算机的USB通信在实际工作中的应用围也将越来越广。本文所介
浅析通信射频模块控制电路设计引言 通信系统的快速发展使射频模块和基带之间的数据速度得到了极大的提高。通信射频模块中的基带信号包含了自动增益、自动功率和自动频率等调节信息，这些调节信息都是通信系统的基础。对误码率进行解决的话，传统方法有FEC(前向纠错码)或者AＲQ(自动重传请求算法)，FEC算法带宽较大，AＲQ算法带宽较小。但是两种算法在实际的计算中会因为数据重传请求以及相应过程为其带来较大的延迟，除了这两种算法，还有CＲC校验算法也在通信射频模块控制电路中有较为广泛的应用。 1无线终端系统设计 无线终端系统示意图如图1所示。CBM:通信基带模块;CＲMCC:射频模块控制电路;CＲM:通信射频模块。通信基带模块主要负责信源编码和解码;射频模块控制电路主要接收来自通信射频模块的基带控制信号，并将其生成射频模块控制信号(ＲFCS)，通过射频模块控制信号对通信射频模块进行控制，并向通信射频模块返回信号接收回馈信息(SＲCFM)。射频模块会在射频模块信号控制下，接收来自基带传输的通信数据。 2常见的纠错算法 一个标准的时序信号会显示正常的信号示意，DATA信号是最高有效位，可以对信号进行优先传输，原始的DATA信号所传输的信号是二进制，相对于其他质量的DATA信号，CLK信号的最高位并没有
被采样，DATA信号可以在其他的时间保持高电平，并将最后的采样结果表示为8位的二进制。如果该数据用于控制信号功率，对于功率信号而言，增加的倍数较多，对通信系统将会造成十分严重的影响。移动通信会随着终端和基站之间的距离而随时发生变换，AGC和AFC 参数需要进行修正设置，对于出现的传输错误以及数据跳变等操作，通信射频模块控制电路需要对其作出正确的反应。同时为了更好地解决基带和射频模块之间存在的误码问题，可以采用FEC(前向纠错码)或者AＲQ(自动重传请求算法)。AＲQ(自动重传请求算法)有几种典型的技术方式，比如停止等待、回退N步以及选择重传等方式，其中回退N步方式与选择重选方式在正常的工作环境下具有较好的性能，但是应用到射频控制模块中，存在无法实现等待回传数据的问题，限制了自动重传请求算法的实际应用。FEC(前向纠错码)算法在实际的使用中，误码率为1/2或3/4，原始码率能够达到200%，但是占用的额外带宽较大，对于信道有限的通信射频控制模块而言无法得到更好的实现效果。 3自适应滤波器 自适应滤波器与普通的滤波器不同，自适应滤波器会根据外部的环境变化而发生变化，通过改变自身的冲激响应来获取最佳的滤波效果;同时，自适应滤波器还包含了普通滤波器的硬件电路。滤波器的自适应算法可以根据上一个阶段的滤波参数适应来自外界的信号变化，从而达到最佳的性能要求，自适应滤波器是线性变化的过程。自适应滤波器包含了数字滤波器和自适应滤波算法两部分，数字滤波器
基于MRF24J40的IEEE802.15.4无线收发电 路设计 时间：2010-11-30 19:05:33 来源：作者：黄智伟何娜 IEEE802.15.4无线收发器MRF24J40芯片内部包含有SPI接口、控制寄存器、MAC 模块、PHY驱动器四个主要的功能模块，支持IEEE802.15.4，MiWiTM，ZigBee等协议，工作在2.405～2.48 GHz ISM频段，接收灵敏度为-91 dBm，最大输入电平为+5 dBm，输出功率为+0 dBm，功率控制范围为38.75 dB，集成有20 MHz和32.768 kHz主控振荡器，MAC／基带部分采用硬件CSMA-CA结构，自动ACK6和FCS检测，CTR、CCM和CBC-MAC 模式采用硬件加密(AES-128)，电源电压范围为2.4～3.6 V，接收模式电流消耗为18 mA，发射模式电流消耗为22 mA，睡眠模式电流消耗为2μA。 MRF24J40采用6 mm×6 mm QFN-40封装，引脚端封装形式如图1所示。图中：引脚端RFP和RFN分别为芯片的RF差分输入／输出正端和负端，两者都是模拟输入／输出端口，与系统天线相连接；VDD为电源电压输入引脚端，每个电源电压输入引脚端都必须连接一个电源去耦电容；GND为接地引脚端，必须低阻抗的连接到电路的接地板；GPIOO～GPIO5是通用数字I／O口，其中GPIO0也被用来作为外部功率放大器使能控制，GPIO1和GPIO2也被用来作为外部TX／RX开关控制；RESET为复位引脚端，低电平有效；WAKE为外部唤醒触发输入端；INT为到微控制器的中断引脚端；SDO，SDI，SCK和CS是MRF24J40的SPI接口输入输出引脚端，其中SDO是MRF24J40的串行数据输出，SDI是MRF24J40的串行接口数据输入，SCK是串行接口的时钟，CS是串行接口使能控制引脚端；LPOSC1和LPOSC2为32 kHz晶振输入正端和负端；OSC1和OSC2为20 MHz晶振输入正端和负端；CLKOUT为20／10／5／2.5 MHz时钟输出端；LCAP引脚端用来连接一个180 pF的PLL环路滤波器电容；XIP和RXQP为接收I通道和Q通道输出正端。 2 MRF24J40构成的IEEE802.15.4无线收发电路 MRF24J40构成的IEEE802.15.4无线收发电路如图2所示，各电源电压引脚端根据需要分
第一章串口通讯的系统组成与原理 1.1 系统组成及通讯原理 1.1.1 系统构成 一、MSP430F149功能简介： 本设计选用的主要芯片为MSP430F149，该单片机属于德州仪器公司MSP430F14X/16X FLASH 系列。该系列是一组工业级超低功耗的微控制器，运行环境温度为-40～+85 摄氏度工作电压范围 1.8～3.6V，MSP430 单片机之所以有超低的功耗，是因为其在降低芯片的电源电压及灵活而可控的运行时钟方面都有其独到之处。由于具有16位RISC（精简指令集）结构，16位寄存器和常数寄存器，MSP430 达到了最大的代码效率。数字控制的振荡器提供快速从所有低功耗模式苏醒到活动模式的能力时间少于6ms。MSP430F149有较高的处理速度，在8MHz 晶体驱动下指令周期为125 ns。另外它带有两个16 位定时器（带看门狗功能）、速度极快的8 通道12 位A/D 转换器(ADC)(带内部参考电压、采样保持和自动扫描功能）、一个内部比较器和两个通用同步/异步发射接收器、48个I/O口(均可独立控制)的微处理器结构。硬件乘法器提高了单片机的性能并使单片机在编码和硬件上可兼容[3]。这些特点保证了可编制出高效率的源程序。 二、系统构成 1、系统框图 系统构成如图1-1所示，由上位机(即工业控制计算机)、通讯接口和下位机3部分组成。上位机选用的是工控机，智能终端由单片机MSP430F149和外围传感器放大电路等构成（本设计部涉及该部分的设计）。单片机与PC 机之间通信方式为串行异步方式（UART），下位机采用中断方式进行与上位机的数据交换，上位机采用按时查询方式对各串口进行读写操作。单片机MSP430要想与PC 串口连接或者其它带有串口的终端设备连接，接口电路部分必须要进行EIA-RS-232-C 与MSP430 电平和逻辑关系的转换[4]。本设计将采用MAX3221芯片，完成3V～5V 电平与串口电平的双向转换。
机电高等专科学校2015-2016学年第1学期通信实训报告 系别：电子通信工程系 班级： xxxxxx 学号： 13xxxxxxxxx ： xxxxxxx 2015年12月
基于51单片机的双机串行通信 摘要：串行通信是单片机的一个重要应用，本次课程设计就是要利用单片机来完成一个系统，实现爽片单片机床航通信，通信的结果使用数码管进行显示，数码管采用查表方式显示，两个单片机之间采用RS-232进行双击通信。在通信过程中，使用通信协议进行通信。 关键字：通信双机 一、总体设计 1设计目的 1.通过设计相关模块充分熟悉51单片机的最小系统的组成和原理； 2.通过软件仿真熟悉keil和proteus的配合使用； 3.通过软件编程熟悉51的C51编程规； 4.通过实际的硬件电路搭设提高实际动手能力。 2.设计要求： 两片单片机之间进行串行通信，A机将0x06发送给B机，在B机的数码管上静态显示1，B机将0~f动态循环发送到A机，并在其数码管上显示。 3.设计方案： 软件部分，通过通信协议进行发送接收，A机先送0x06(B机数码管显示1)给B机（B机静态显示），当从机接收到后，向B机发送代表0-f的数码管编码数组。B收到0x06后就把数码表TAB[16]中的数据送给从机。 二、硬件设计 1.51单片机串行通信功能 计算机与外界的信息交换称为通信，常用的通信方式有两种：并行通信和串行通信。51单片机用4个接口与外界进行数据输入与数据输出就是并行通信，并行通信的特点是传输信号的速度快，但所用的信号线较多，成本高，传输的距离较近。串行通信的特点是只用两条信号线（一条信号线，再加一条地线作为信号回路）即可完成通信，成本低，传输的距离较远。 51单片机的串行接口是一个全双工的接口，它可以作为UART（通用异步接受和发送器）用，也可以作为同步移位寄存器用。51单片机串行接口的结构如下：
基于单片机控制的蓝牙数据传输系统的设计 1 引言 蓝牙作为一种支持设备短距离通信的无线电技术，可以在众多设备之间进行无线信息交换。蓝牙技术设计一系列软硬件技术、方法和理论，包括：无线通信与网络技术，软件工程及软件可靠性理论，协议测试技术，规范描述语言，嵌入式实时操作系统，跨平台开发和用户界面图形化技术，软硬件接口技术，高集成芯片技术等[1]。由于蓝牙体积小，功耗低，其应用已经不再局限于计算机外设，几乎可以被集成在任何型号的数字设备中，特别是在那些对传输速率要求不高的小型移动设备和便携设备中应用广泛。随着现代化数字技术的发展，我们的生活中，各种设备与计算机之间的无线数据交换已经非常频繁，特别在工业现场控制和数据采集场合中，单片机与计算机的无线通信尤为突出。本文基于这一问题，提出了一种由单片机控制的蓝牙无线通信系统方案，主要是实现了由单片机控制蓝牙系统，与接入蓝牙网络的其他设备，如：移动电话、PDA、以及其他具有蓝牙功能的无线通信设备进行通信。 2 蓝牙协议栈概述 2.1 蓝牙技术的协议标准和协议规范 蓝牙无线通信的协议标准是由SIG制定的，它规定了蓝牙应用产品应遵循的标准和需要达到的要求。目前颁布的蓝牙规范有1.0、1.1、2.0、2.1等几个版本[2]。 蓝牙技术规范抱愧和信息一和应用框架两个部分。协议规范部分定义了蓝牙的各层同学那些以，应用框架指出了如何采用这些协议实现具体的应用产品。 协议栈由上至下可分为3个部分：传输协议、中介协议和应用协议。传输协议负责蓝牙设备间的相互位置确认，以及建立和管理蓝牙设备间的物理和逻辑链路，包括LMP、L2CAP、HCI；中介协议为高层应用协议或程序在蓝牙逻辑链路上工作提供了支持，为应用层提供了各种标准接口，包括：RFCOMM、SDP、IrDA、PPP、TCP/IP、UDP、TSC和AT指令集等；应用协议是指那些位于蓝牙协议栈之上的应用软甲和其中涉及的协议，包括开发驱动和其他蓝牙应用程序等。 2.2 蓝牙技术的核心协议 蓝牙技术的核心协议分为四个部分，如下： （1）基带协议（Baseband） 基带和链路控制层确保网络内部蓝牙设备单元之间由射频构成的物理连接。 （2）连接管理协议（LMP） 负责蓝牙网络内各设备之间连接的建立。 （3）逻辑链路控制和适配协议（L2CAP） 是一个为高层传输层和应用层协议屏蔽基带协议的适配协议，为高层应用传输提供了更加有效和更有利于实现的数据分组格式。 （4）服务发现协议（SDP） 发现服务在蓝牙技术框架中起到了至关重要的作用，它是所有用户模式的基础，是为实现网络中蓝牙设备之间相互查询及访问提供的服务。在蓝牙系统中，客户只有通过服务发现协议，才能获得设备信息、服务信息以及服务特征，从而在设备单元之间建立不同的SDP 层连接[3]。 2.3 HCI协议 HCI（Host Controller Interface）协议，即主机控制接口协议，属于蓝牙协议栈的
单片机和蓝牙模块无线传输的数据采集系统
1．引言 蓝牙技术是近年来发展迅速的短距离无线通信技术，可以用来替代数字设备间短距离的有线电缆连接。利用蓝牙技术构建数据采集无线传输模块，与传统的电线或红外方式传输测控数据相比，在测控领域应用篮牙技术的优点主要有[1][2][3]： 1.采集测控现场数据遇到大量的电磁干扰，而蓝牙系统因采用了跳频扩频技术，故可以有效地提高数据传输的安全性和抗干扰能力。 2.无须铺设线缆，降低了环境改造成本，方便了数据采集人员的工作。 3.可以从各个角度进行测控数据的传输，可以实现多个测控仪器设备间的连网，便于进行集中监测与控制。 2．系统结构原理 本课题以单片机和蓝牙模块ROK 101 008为主，设计了基于蓝牙无线传输的数据采集系统，整个装置由前端数据采集、传送部分以及末端的数据接受部分组成（如PC机）。前端数据采集部分由位于现场的传感器、信号放 大电路、A/D转换器、单片机、存储器、串口通信等构成,传送部分主要利用自带微带天线的蓝牙模块进行数据的无线传输；末端通过蓝牙模块、串口通信传输将数据送到上位PC机进一步处理。整个系统结构框架图如图1所示。 AT89C51单片机作为下位机主机，传感器获得的信号经过放大后送入12位A/D转换器AD574A进行A/D 转换，然后将转换后的数据存储到RAM芯片6264中。下位机可以主动地或者在接收上位机通过蓝牙模块发送的传送数据指令后，将6264中存储的数据按照HCI-RS232传输协议进行数据定义， 通过MAX3232进行电平转换后送至蓝牙模块，由篮牙模块将数据传送到空间，同时上位机的蓝牙模块对此数据进行接收,再通过MAX3232电平转换后传送至PC 机，从而完成蓝牙无线数据的交换。
RS-232通信模块 4.1 5.1设计目的及任务 设计目的：理解 MCS-51 串口的工作原理；理解 RS－232 总线的逻辑电平与 TTL 电平相互转换的方式；理解 PC 机与单片机串行通信的方式；熟悉RS－232 串口的特点和数据传输方式；熟悉 KEIL uv2、uv3 环境下的程序调试。 设计任务：设计一个单片机与PC 机通过 RS-232 通信的接口电路。功能指标： 1. 能完成单片机逻辑电平与 RS-232 逻辑电平的转换； 2. 通信速率：2400Bit/s，N.8.1 方式； 3. 具备双工通信功能。 设计要求：所设计的接口电路应满足E DP 实 验仪系统设计要求，并能与整个系统有效结合。以下是一个设计范例及其相应电路的讲解，仅供 参考。 4.1 5.2 RS-232串行总线通信的基本原理 单片机和PC 机的串行通信一般采用RS-232、RS-422 或RS-485 总线标准接口，也有采用非标准的20mA 电流环的。为保证通信的可靠，在选择接口时必须注意以下几点： ●通信的最高速率； ●下位机和上位机之间的通信距离； ●因线路干扰带来的影响，因此单片机系统 的抗干扰能力也是一个重要的因素；●组网方式，即可以保证正常通信下的最大通信端口数量；
●通信协议，包括数据格式（如常用的 N 8 1）、校验格式（累加和校验、奇偶校验、CRC 冗余码校验等）、通信方式的等等。 1 . RS-232串行总线接口 RS-232 是EIA（美国电子工业协会）四十年前为公用电话网络数据通信而制定的标准，由于 RS232 的发送和接收是“对地”而言的，采用非平衡模式传输，存在共地 1
单片机双机之间的串行通 信设计 Prepared on 24 November 2020
专业方向课程设计报告题目：单片机双机之间的串行通信设计单片机双机之间的串行通信设计 一．设计要求： 两片单片机利用串行口进行串行通信：串行通信的波特率可从键盘进行设定，可选的波特率为1200、2400、4800和9600bit/s。 二、方案论证： 方案一：以两片51单片机作为通信部件，以4*4矩阵键盘作为数据输入接口，通过16个不同键值输入不同的信息，按照51单片机的方式3进行串口通信，从机采用中断方式接收信息并按照通信协议改变波特率或者用I/O口输出、CD4511译码、数码管显示相关数据，整个系统的软件部分采用C语言编写。 方案二：整个系统的硬件设计与方案一样，但是通信方式采用方式一进行通信，主从机之间的访问采用查询方式，数据输出直接由单片机的译码程序输出译码数据，同时软件编写采用汇编语言。 两种方式从设计上来说各有特色，而且两种方式都应该是可行的。方案一中按照方式三通信可以输出九位数据而方式一只能输出八位数据，但就本题的要求来说方式一就可以了。主从机之间的交流采用中断方式是一种高效且保护
单片机的选择，但是相比之下本人对查询方式的理解更好一些。数码管的显示若采用CD4511译码则直接输出数据就可以了，但是这样会增加硬件陈本，而且单片机的资源大部分都还闲置着，所以直接编写一段译码程序是比较好的做法。另外在软件编写上,采用C语言在后续设计中对硬件的考虑稍少一些，换言之采用汇编可以使自己对整个通信过程及单片机的部分结构有更清晰地认识所以综合考虑采用方案二。 三、理论设计： 采用AltiumDesigner绘制的原理图（整图） 本系统主要包括五个基本模块：单片机最小系统（包括晶振电路、电源、复位电路及相关设置电路）、4*4矩阵键盘、功能控制电路、数据显示电路、波特率更改指示电路。 本设计的基本思路是通过控制口选择将要实现的功能，然后矩阵键盘输入数据，单片机对数据进行处理（加校验码、设置功能标志位），然后与从机握手，一切就绪之后后就开始发送数据，然后从机对接收数据校验，回发校验结果，主机根据校验结果进行下一步动作，或者重发，或者进入下一数据的发送过程，然后按照此过程不段循环，直到结束。 单片机最小系统：接上电源和地，
中国矿业大学徐海学院 技能考核培训 姓名：陈思彤学号： 22110838 专业：信息11-2班 题目：基于单片机的红外无线控制 专题：音乐播放器 指导教师：有鹏老师翟晓东老师 设计地点：电工电子实验室 时间： 2014 年 4 月
通信系统综合设计训练任务书 学生姓名陈思彤专业年级信息11-2班学号22110838 设计日期：2014年4 月5日至2014 年4 月10 日 设计题目： 基于单片机的红外无线控制 设计专题题目： 音乐播放器 设计主要内容和要求： 1. 主要内容： 单片机内部结构 红外遥控解码 C语言程序设 2. 功能扩展要求 实现音乐播放器的功能 指导教师签字：
摘要：近年来随着计算机在社会领域的渗透, 单片机的应用正在不断地走向深入。红外线技术也被广泛应用于各个电子领域，先设计一种基于单片机的红外遥控的简易音乐播放器。通信蜂鸣器来发声，来完成音乐播放器的功能。该系统可实现对音乐播放的远距离遥控，且结构简单，速度快，抗干扰能力强。通过本次课程设计，我对单片机中断系统等知识有了进一步的了解，对单片机的相关知识做到理论联系实际。 关键词：单片机,中断系统,红外遥控,音乐播放
目录 1 绪论 (4) 1.1概述 (4) 1.2功能 (4) 2 硬件电路 (5) 2.1总体设计方 (5) 2.2单片机最小系统 (5) 2.3红外遥控收发电路 (5) 2.3.1 红外遥控发射电路 (6) 2.3.2 红外遥控接收电路 (7) 2.4蜂鸣器电路 (7) 2.5 LED指示灯电路 (8) 3软件编程 (9) 3.1 C语言实现系统设计 (9) 3.2乐谱的改编 (10) 参考文献 (11) 附录 (12)
基于单片机Wifi无线通信方案第一部分：功能介绍 通过手机发送指令控制LED亮与灭 单片机原理图 第二部分：硬件接法 1.连接实验相关模块连线 如图：
JP10(P0)接J12 J21跳线帽接左边 A→ P22 B→P23 C→P24 J10与J12相连接（即是P0口控制LED） 单片机与ESP8266连接：由于单片机的串口通常配置成9600，而ESP8266初始的波特率为115200，所以先用PC通过PL2303去配置ESP8266模块的波特率为9600
ESP8266图示PL2303图示 PC与ESP8266通过PL2303连接 PL2303绿线-----------ESP8266的URXD脚 PL2303白线-----------ESP8266的UTXD 脚 注意：用PC机上的串口助手测试时，由于ESP8266的电源是3.3V,所以先要把开发板的电源配置成3.3V ,如下图J-PWR,跳线冒连接3.3V。PL2303 的电源（红线）不接！ESP8266引脚的VCC和CH_PD连接开发板JPWR的vcc两个脚，ESP8266的地与PL2306的地连接开发板JPWR的GND两个脚（共地）！！！！！！
在PC上打开软件sscom42.exe，界面如下： 注意：发送新行选择上，波特率默认为115200,8,1,None 串口号选择PL2303的COM口(查看设备管理器) 打开串口即可测试（软件的发送新行要打勾） 第一步：配置波特率 然后在字符串输入框中输入：AT+UART=9600,8,1,0,0 发送给ESP8266 ,若返回OK，表示成功（注意最后一位不要选择流控） 第二步：ESP8266配置AP的SSID和密码 然后在字符串输入框中输入：AT+CWSAP="ESP8266-gigi","1234567890",5,3 注意：操作第二步时，要把串口软件的波特率设置成9600。
开题报告 电气工程及其自动化 基于以太网的智能家居通信模块设计 一、选题的背景与意义： 智能家电远程控制系统是一种利用网络通讯技术、智能控制技术、电子技术等多种技术为一体的现代家电控制系统。智能家电远程控制系统的出现可以减少人们对保姆的依赖，提高家用电器的使用灵活性，大大减少家用电器的使用对人们在时间上、空间上造成的束缚，从而提高人们的整体生活水平。总而言之，智能家电远程控制是未来家电发展的必然趋势。 实际智能家电如：家庭局域网、电话小交换、电视分配、灯光控制系统、家电远程控制系统、电动窗帘等。 现代家庭有多种家用电器，分布于一套房子的各个角落。要实现家电的远程控制，必须建立一个小型的控制网络来集中进行控制。 以太网技术已经愈来愈广泛地运用于智能家居系统。本设计目标通过以太网接口，实现上位机与通信模块的数据传输。 二、研究的基本内容与拟解决的主要问题 本课题主要内容是完成通过上位机与通信模块的数据传输。该课题涉及C语言、数字电路、模拟电路、单片机、嵌入式系统、PCB综合布线等方面知识。 基本内容： 1、掌握TCP/IP协议相关技术。 2、选用合适的芯片，能有效地实现以太网数据的收发。 3、编写WEB程序，通过WEB服务访问接口。通过浏览器键入IP地址，网页直观显示部分功能。 三、设计的总体方框图 总体方案如图1所示:
图1 总体方案 3.1器件选择： 3.1.1太网控制器的选择和分析 目前市场上大部分以太网控制器都是专为个人计算系统设计的，既复杂、又占空间，封装均超过80 引脚，本方案以太网控制器采用Microchip 的ENC28J60 芯片，其为嵌入式应用提供一种低引脚数、低成本且高效易用的远程通讯解决方案。ENC28J6符合IEEE802.3 协议，且只有28 引脚，这样可以大大简化相关设计，并可以减小板空间。此外，ENC28J60 以太网控制器采用业界标准的SPI 串行接口，只需4 线便可与主控单片机进行通讯，ENC28J60 以太网控制器的主要功能包括： ①符合IEEE 802.3 协议，集成10 Mb/s 以太网物理层器件（PHY）及媒介接入控制器（MAC可按业界标准的以太网协议可靠地收发信息包数据； ②支持单播、组播和广播数据包，可编程数据包过滤，并在以下事件的逻辑“与”和“或”结果为真时唤醒主机，减轻主控单片机的处理负荷； ③10 Mb/s SPI 接口：业界标准的串行通讯端口，低至18 引脚的8 位单片机也具有网络连接功能； ④可编程8 KB 双端口SRAM 缓冲器：以高效的方式进行信息包的存储、检索和修改，以减轻主控单片机的内存负荷。该缓冲存储器提供了灵活可靠的数据管理机制。 封装类型：
基于AT89C51单片机的双机串行通信设计 姓名：杨应伟 学号：100110061 专业：机械设计制造及其制动化 班级：机电二班
前言 单片机广泛应用于仪器仪表、家用电器、医用设备、航空航天、专用设备的智能化管理及过程控制等领域随着计算机技术的发展及工业自动化水平的提高, 在许多场合采用单机控制已不能满足现场要求,因而必须采用多机控制的形式,而多机控制主要通过多个单片机之间的串行通信实现。串行通信作为单片机之间常用的通信方法之一, 由于其通信编程灵活、硬件简洁并遵循统一的标准, 因此其在工业控制领域得到了广泛的应用。 在测控系统和工程应用中，常遇到多项任务需同时执行的情况，因而主从式多机分布式系统成为现代工业广泛应用的模式。单片机功能强、体积小、价格低廉、开发应用方便，尤其具有全双工串行通讯的特点，在工业控制、数据采集、智能仪器仪表、家用电器方面都有广泛的应用。同时，IBM－PC机正好补充单片机人机对话和外围设备薄弱的缺陷。各单片机独立完成数据采集处理和控制任务，同时通过通信接口将数据传给PC机，PC机将这些数据进行处理、显示或打印，把各种控制命令传给单片机，以实现集中管理和最优控制。串行通信是单片机的一个重要应用，本次课程设计就是要利用单片机来完成一个系统，实现爽片单片机床航通信，通信的结果使用数码管进行显示，数码管采用查表方式显示，两个单片机之间采用RS-232进行双击通信。 在通信过程中，使用通信协议进行通信。在测控系统和工程应用中，常遇到多项任务需同时执行的情况，因而主从式多机分布式系统成为现代工业广泛应用的模式。单片机功能强、体积小、价格低廉、开发应用方便，尤其具有全双工串行通讯的特点，在工业控制、数据采集、智能仪器仪表、家用电器方面都有广泛的应用。同时，IBM－PC机正好补充单片机人机对话和外围设备薄弱的缺陷。各单片机独立完成数据采集处理和控制任务，同时通过通信接口将数据传给PC机，PC机将这些数据进行处理、显示或打印，把各种控制命令传给单片机，以实现集中管理和最优控制。 串行通信是单片机的一个重要应用，本次课程设计就是要利用单片机来完成一个系统，实现爽片单片机床航通信，通信的结果使用数码管进行显示，数码管采用查表方式显示，两个单片机之间采用RS-232进行双击通信。在通信过程中，使用通信协议进行通信。
51单片机与上位机串口通信程序设计 1. 发送：向总线上发命令 2. 接收：从总线接收命令，并分析是地址还是数据。 3. 定时发送：从内存中取数并向主机发送. 经过调试，以上功能基本实现，目前可以通过上位机对单片机进行实时控制。程序如下： //这是一个单片机C51串口接收（中断）和发送例程，可以用来测试51单片机的中断接收 //和查询发送，另外我觉得发送没有必要用中断，因为程序的开销是一样的 #include< reg51.h> #include< stdio.h> #include< string.h> #define INBUF_LEN 4 //数据长度 unsigned char inbuf1[INBUF_LEN]; unsigned char checksum,count3 , flag,temp,ch; bit read_flag=0; sbit cp=P1^1; sbit DIR=P1^2; int i; unsigned int xdata *RAMDATA; /*定义RAM地址指针*/ unsigned char a[6] ={0x11,0x22,0x33,0x44,0x55,0x66} ; void init_serialcomm(void) { SCON=0x50; //在11.0592MHz下，设置串行口波特率为9600，方式1,并允许接收 PCON=0x00; ES=1;
TMOD=0x21; //定时器工作于方式2，自动装载方式TH0=(65536-1000)%256; TL0=(65536-1000)/256; TL1=0xfd; TH1=0xfd; ET0=1; TR0=1; TR1=1; // TI=0; EA=1; // TI=1; RAMDATA=0x1F45; } void serial () interrupt 4 using 3 { if(RI) { RI=0; ch=SBUF; TI=1; //置SBUF空 switch(ch) { case 0x01 :printf("A"); TI=0;break; case 0x02 :printf("B"); TI=0;break; case 0x03 :printf("C"); TI=0;break; case 0x04 :printf("D"); TI=0;break; default :printf("fg"); TI=0;break; } }
基于单片机W i f i无线通信方案第一部分：功能介绍 通过手机发送指令控制LED亮与灭 单片机原理图 第二部分：硬件接法 1.连接实验相关模块连线 如图： JP10(P0)接J12 J21跳线帽接左边 A? P22 B?P23 C?P24 J10与J12相连接（即是P0口控制LED） 单片机与ESP8266连接：由于单片机的串口通常配置成9600，而ESP8266初始的波特率为115200，所以先用PC通过PL2303去配置ESP8266
模块的波特率为9600 ESP8266图示 PL2303图示PC与ESP8266通过PL2303连接 PL2303绿线-----------ESP8266的URXD脚
PL2303白线-----------ESP8266的UTXD 脚 注意：用PC机上的串口助手测试时，由于ESP8266的电源是,所以先要把开发板的电源配置成 ,如下图J-PWR,跳线冒连接。PL2303 的电源（红线）不接！ESP8266引脚的VCC和CH_PD连接开发板JPWR的vcc两个脚，ESP8266的地与PL2306的地连接开发板JPWR的GND两个脚（共地）！！！！！！ 在PC上打开软件，界面如下： 注意：发送新行选择上，波特率默认为115200,8,1,None 串口号选择PL2303的COM口(查看设备管理器) 打开串口即可测试（软件的发送新行要打勾） 第一步：配置波特率 然后在字符串输入框中输入：AT+UART=9600,8,1,0,0 发送给ESP8266 ,若返回OK，表示成功（注意最后一位不要选择流控） 第二步：ESP8266配置AP的SSID和密码 然后在字符串输入框中输入：AT+CWSAP="ESP8266-gigi 注意：操作第二步时，要把串口软件的波特率设置成9600。
前言 无线方案适用于布线繁杂或者不允许布线的场合，目前在遥控遥测、门禁系统、无线抄表、小区传呼、工业数据采集、无线遥控系统、无线鼠标键盘等应用领域，都采用了无线方式进行远距离数据传输。目前，蓝牙技术和技术已经较为成熟的应用在无线数据传输领域，形成了相应的标准。然而，这些芯片相对昂贵，同时在应用中，需要做很多设计和测试工作来确保与标准的兼容性，如果目标应用是点到点的专用链路，如无线鼠标到键盘，这个代价就显得毫无必要。 本无线数据传输系统采用挪威公司推出的工作于2.4频段的24L01射频芯片。与蓝牙和相比，24L01射频芯片没有复杂的通信协议，它完全对用户透明，同种产品之间可以自由通信。更重要的是，24L01射频芯片比蓝牙和所用芯片更便宜。系统由单片机32F103控制无线数字传输芯片24L01,通过无线方式进行数据双向远程传输,两端采用全双工方式通信，该系统具有成本低，功耗低，软件设计简单以及通信可靠等优点。
1. 总体设计方案 无线通信技术迅速发展，有多种通讯方案可供选择，这里从实用，经济和实现等方面进行综合的考虑分析，选出合适的设计方案。 1.1 无线通信方式的比较和选择 方案一：采用模块进行通信，模块需要借助移动卫星或者手机卡，虽说能够远距离传输，但是其成本较大、且需要内置卡，通信过程中需要收费，后期成本较高。 方案二：采用公司2430无线通信模块，此模块采用总线模式，传输速率可达250，且内部集成高性能8051内核。但是此模块价格较贵，且协议相对较为复杂。 方案三：采用24L01无线射频模块进行通信，24L01是一款高速低功耗的无线通信模块。他能传输上千米的距离（加），而且价格较便宜，采用总线通信模式电路简单，操作方便。 考虑到系统的复杂性和程序的复杂度，我们采用方案三作为本系统的通信模块。 1.2 微控制器的比较和选择 方案一：采用传统的89S52单片机作为主控芯片。此芯片价格便宜、操作简便，低功耗，比较经济实惠,但是应用很局限，且要求较高时传统的89S52单片机达不到要求。 方案二：采用公司生产的430F149系列单片机作为主控芯片。此单片机是一款高性能的低功耗的16位单片机，具有非常强大的功能，且内置高速12位。但其价格比较昂贵，而且是贴片封装，不利于焊接，需要制板，大大增加了成本和开发周期。 方案三：基于公司3内核的32F103系列处理器，采用串行单线调试和，通过调试器你可以直接从获取调试信息，从而使产品设计大大简化，主要应用于要求高性能、低成本、低功耗的产品。 根据系统需要，从性能和价格上综合考虑我们选择方案三，即用32F103作为本系统的主控芯片。 1.3 串行通信方式比较和选择 485串行通信：该接口是采用平衡驱动器和差分接收器的组合，抗噪声干扰性好。具有多机通信能力，这样用户可以利用单一的485接口方便地建立起设备网络。接口组成的半双工网络，一般只需二根信号线，所以它的接口均采用屏蔽双绞线传输，数据信
基于51单片机的双机串行通信课程设计
基于A789C51单片机的双机串行通信课程设计 一、总体设计 1设计目的 1.通过设计相关模块充分熟悉A789C51单片机的最小系统的组成和原理； 2.通过软件仿真熟悉keil和proteus的配合使用； 3.通过软件编程熟悉A789C51的CA789C51编程规范； 4.通过实际的硬件电路搭设提高实际动手能力。 2.设计要求： 两片单片机之间进行串行通信，A机将0x06发送给B机，在B机的数码管上静态显示1，B 机将0~f动态循环发送到A机，并在其数码管上显示。 3.设计方案： 软件部分，通过通信协议进行发送接收，A机先送0x06(B机数码管显示1)给B机（B机静态显示），当从机接收到后，向B机发送代表0-f 的数码管编码数组。B收到0x06后就把数码表TAB[16]中的数据送给从机。 二、硬件设计 1.A789C51单片机串行通信功能
图1.AT89CA789C51（52） 计算机与外界的信息交换称为通信，常用的通信方式有两种：并行通信和串行通信。A789C51单片机用4个接口与外界进行数据输入与数据输出就是并行通信，并行通信的特点是传输信号的速度快，但所用的信号线较多，成本高，传输的距离较近。串行通信的特点是只用两条信号线（一条信号线，再加一条地线作为信号回路）即可完成通信，成本低，传输的距离较远。 A789C51单片机的串行接口是一个全双工的接口，它可以作为UART（通用异步接受和发送器）用，也可以作为同步移位寄存器用。A789C51单片机串行接口的结构如下：
（1）数据缓冲器（SBUF） 接受或发送的数据都要先送到SBUF缓存。有两个，一个缓存，另一个接受，用同一直接地址99H,发送时用指令将数据送到SBUF即可启动发送；接收时用指令将SBUF中接收到的数据取出。 （2）串行控制寄存器（PCON） SCON用于串行通信方式的选择，收发控制及状态指示，各位含义如下： SM0,SM1:串行接口工作方式选择位，这两位组合成00，01，10，11对应于工作方式0、1、2、3。串行接口工作方式特点见下表