1引言伴隨著短距離、低功率無線數據傳輸技術的成熟，無線數據傳輸被越來越多地應用到新的領域。與有線通信方式相比，無線通信以其不需鋪設明線，使用便捷等一系列優點，在現代通信領域占重要地位。但以往的無線產品存在范圍和方向上的局限。例如，一些無線產品在使用時，無法將信息反饋給控制者；還有一些無線產品不能很好地顯示參數或狀態信息，如果能在系統中增加一塊小型液晶顯示電路，產品不僅能向用戶顯示其狀態或狀態的改變，而且可以大大降低成本。正如人們所發現的，只要建立雙向無線通信選擇成本低的收發芯片，就會出現許多新應用。-雙工通信并且本次設計主要是利用無線收發電路，加上單片機控制與液晶顯示制成一套完整的數據收發系統。考慮到目前市場上的一些需求，設計的主要要求是方案成本低，體積小，低功耗，集成度高，盡量無需調外部元件，傳輸時間短，接口簡單。nRF401是國外最新推出的單片無線收發一體芯片，它在一個20腳的芯片中包括了高頻發射、高頻接收、PLL合成、FSK調制、多頻道切換等功能，并且外圍元件少，便于設計生產，功耗極低，集成度高，是目前集成度較高的無線數傳產品，它為低速率低成本的無線技術提出了解決方案。2無線數據收發系統2.1系統組成無線數據傳輸系統有點對點，點對多點和多點對多點三種。本系統由于實際應用的需要，接收器和數據終端之間的數據傳輸通過nRF401進行，構成點對點無線數據433MHz的頻段作為載波頻傳輸系統。整個系統中，兩數據終端之間的無線通信采用率，收發通過串口通信。無線數據收發系統可以分為無線收發控制電路、單片機控制電路、顯示電路和按鍵電路四部分組成，系統原理如圖2-1所示：單片機系統無無單片機系統液晶顯示屏線線按鍵收發收發器器圖2-1無線數據收發系統原理圖學習文檔僅供參考2.2實現過程當我們需要發送數據時，使用按鍵來輸入所需發送的信息。按鍵與單片機AT89S52的P3.2-P3.5口相接，單片機的P1.0口控制信息的發送與接收，并且端與收發器輸入端相連，通過TXD將數據傳入收發器，收發器接收到數據后，通過TXDFSK調制，將信號發送出去；接收端的收發器通過解調，將載波信號轉換為數字信號，完成信息傳輸過程；收發器的輸出端通過RXD端將數字信號輸入到單片機；單片機將數據傳送到顯示器，這樣就完成了一次數據發送與接收并顯示的過程。本系統采用的是半雙工傳送方式。所謂半雙工就是通信的雙方均具有發送和接收信息的能力，信道也具有雙向傳輸性能，但是，通信的任何一方都不能同時既發送信息又接收信息，即在指定的時刻，只能沿某一個方向傳送信息。所以上述實現過程只介紹了由一方傳送到另一方的過程，而相反方向與其原理相同。無線數據收發系統的電路圖見附錄3。3收發部分原理與設計nRF401是一種基于短程無線通信技術的芯片。收發部分采用nRF401芯片，其引腳DIN與單片機的TXD相連，需要發射的數字信號通過DIN輸入；引腳DOUT與單片機的RXD相連，解調出來的信號經過DOUT輸出進入單片機。[1]3.1無線收發芯片nRF401介紹3.1.1主要引腳功能1220XC1XC2TXEN191817161514131211VDDVCCFILT1VCO1VCO2VSS3PWR_UPVSS45ANT16ANT27VSS8VDDDINVDD9FREQRF_PWR10DOUT圖3-1nRF401引腳圖(1)9腳及10腳分別是DIN輸入數字信號和DOUT輸出數字信號均為標準的邏輯電平信號，需要發射的數字信號通過DIN輸入，解調出來的信號經過DOUT輸出。(2)12腳為通道選擇，FREQ=“0”MHz〕，FREQ=“1”為通道#2〔434.33MHz〕。(3)18腳為電源開關，PWR_UP“=1”為工作模式，PWR_UP“=0”為待機模式。(4)19腳TXEN：高電平允許發送數據，低電平允許接收數據。(5)ANT1、ANT2：天線接入端。3.1.2內部結構與工作原理學習文檔僅供參考nRF401無線收發芯片的結構框圖如圖3-2所示：芯片內包含有發射功率放大器〔PA〕、低噪聲接收放大器〔LNA〕，晶體振蕩器〔OSC〕，鎖相環〔PLL〕，壓控振蕩器[2]〔VCO〕，混頻器〔MIXER〕等電路。圖3-2內部結構方框圖在接收模式中，RF輸入信號被低噪聲放大器〔LNA〕放大，經由混頻器〔MIXER〕變換，這個被變換的信號在送入解調器〔DEM〕之前被放大和濾波，經解調器解調，解調后的數字信號在DOUT端輸出。在發射模式中，壓控振蕩器〔VCO〕的輸出信號是直接送入到功率放大器〔PA〕，DIN端輸入的數字信號被頻移鍵控后饋送到功率放大器輸出。由于采用了晶體振蕩器和PLL合成技術，頻率穩定性極好。3.1.3特點nRF401是一個單片RF收發芯片，工作頻率為國際通用的數傳頻率FSK調制和解調能力，抗干擾能力強，特別適合工業控制應用；采用433MHz；具有PLL頻率合成技術，頻率穩定性好；最大發射功率達+10dBm，數據速率可達20kb/s；具有2個信號通道，適合需要多信道工作的特殊場合；工作電壓在進一步降低電流消耗的待機模式，接收待機狀態僅為個阻容、電感元件，即可構成一個完整的射頻收發器。+3～5V之間，最低；它還提供8μA；僅需外接一個晶體和幾nRF401接收機使用頻移鍵控(FSK)調制方式，改善了噪聲環境下的系統性能。與幅移鍵控(ASK)方式相比，這種方式的通信范圍更廣，特別是在附近有類似設備工作的場合。[3]3.2FSK調制本系統中的nRF401是具備FSK調制的無線收發芯片。所謂FSK調制，就是頻移鍵控，又稱數字頻率調制，是數字通信調制方式的一種，由于其方法簡單、易于實現、抗噪聲和抗衰落性能較強以及解調不須恢復本地載波等優點而在現代數字通信系統的低、中速數據傳輸中得到廣泛得應用。3.2.1產生原理頻率鍵控法就是利用矩形脈沖序列控制的開關電路，對于兩個不同的獨立頻率源進行選通。它有兩個獨立的振蕩器，數字基帶信號控制開關，選擇不同頻率的高頻振蕩信號實現FSK調制。圖3-3為頻率鍵控法原理框圖。學習文檔僅供參考s(t)e2FSK(t)模擬調頻器(a)f1振蕩器門門二進信息e2FSK(t)倒相相加（NRZ）f2振蕩器(b)圖3－3頻率鍵控法原理框圖以二進制數字頻率調制為例，當數字信號為“1”時，正脈沖是控制門1接通，門2斷開，輸出頻率f1；數字信號為“0”時，門1斷開，門2接通，輸出頻率f2。如果產生f1，f2的兩個震蕩器是互相獨立的，則輸出2FSK信號的相位是不連續的。震蕩器的頻率f1，f2可以直接是所需的載頻，也可以是低頻范圍通過混頻、倍頻方式搬移到載頻范圍。3.2.2FSK信號波形圖已調信號的時域表達式為Acos1t"1"e2FSKt〔3.1〕Acos2t"0"00112FSK信號f1f2f2f1圖3-42FSK信號的波形3.3時序參數nRF401有3種工作模式：接收模式〔RX〕、發射模式〔TX〕和等待模式〔Standby〕。工作模式可由2個引腳設定，分別是TXEN和PWR_UP。因此通過單片機控制nRF401的工作模式，使其在接收、發射、等待任一種狀態之間轉換。(1)TXRX之間的切換當從RXTX模式時，數據輸入腳〔DIN〕必須保持為高至少1ms才能發送數據，時序如圖3-5〔a〕。當從TXRX模式時，數據輸出腳〔DOUT〕至少3ms以后有數據輸出，如圖3-5〔b〕。學習文檔僅供參考RXtoTXRXtoTXTXtoRXVDDVDDPWR-UPTXENDINPWR-UPTXENDOUTmsms024024(a)(b)圖3-5TX與RX轉換的時序圖RX、StandbyTX的切換PWR_UP輸入設成1時，經過t時間后，DOUT腳輸SR出數據才有效。對nRF401來說，t最長的時間是3ms，如圖〔a〕。(2)Standby從待機模式到接收模式，當SR從待機模式到發射模式，所需穩定的最大時間是t，如〔b〕。STStd.bytoRXStd.bytoTXVDDVDDPWR-UPTXENPWR-UPTXENDINDOUTTXENmsms024024(b)(a)圖3-6StandbyRX、StandbyTX的時序圖(3)PowerUpTX、PowerUpRX的切換從上電到發射模式過程中，為了防止開機時產生干擾和輻射，在上電過程中TXEN的輸入腳必須保持為低，以便于頻率合成器進入穩定工作狀態。當由上電進入發射模式時，TXEN必須保持1ms以后才可以往DIN發送數據。從上電到接收模式過程中，芯片將不會接收數據，DOUT也不會有數據輸出，直到電壓穩定到達2.7V以上，并且至少保持5ms。學習文檔僅供參考VDD=0toTXVDD=0toRXVDDVDDPWR-UPPWR-UPTXENTDXINENTXENDTOXENUTmsms0246024(a)(b)圖3-7PowerUpTX、PowerUpRX時序圖3.4應用電路設計3.4.1電路組成nRF401無線收發芯片的應用電路[5]，如圖3-8所示：+3VR11MX1C52.2uFC14MC222pF22pFU1120191817161514131211XC1VDDXC2TXEN234TXENVCCFILT1VCO1VCO2VSSPWR_UPVSSANT1PWR_UPC10*53.3pFR467ANT218KC4VSSVDDC315nF8C9C11VDD9100pF5.6pF820pFDNDINFREQRF_PWRFREQ10DOUTDOUTnRF401R24.7KC6C7C8JQ422nF1nF100pFR322K圖3-8nRF401的433Mhz應用電路(1)輸入輸出當nRF401是接收模式時，ANT1和ANT2引腳端提供射頻輸入到低噪聲放大器〔LNA〕；當nRF401為發射模式時，從功率放大器提供射頻輸出到天線。(2)PLL環路濾波器PLL環路濾波器，是一個單端二階濾波器，濾波器元件參數值：C4=15nF，R2(3)VCO電感C3=820pF，芯片的VCO電路需要外接一個VCO電感，這個電感是非常關鍵的，需要一個高質量的片式電感，Q值大于45，最大誤差2%。學習文檔僅供參考(4)晶振電路晶體振蕩器需要外接晶振，晶振的特性要求是：并聯諧振頻率電容C<5pF，晶振等效串聯電阻R<150，全部負載電容，包括印制板電容C負載電容CL如下式所示：f=4MHz，并聯等效0ESRL<14pF。C1C2CL〔3.2〕C1C2式中C2C2CPCB2和C1C1CPCB1，CPCB1和CPCB2是電路板的寄生電容。(5)RF輸出功率連接在RF_PWR端和VSS之間的電阻R3可以設置輸出功率，最大發射功率可以調整到+10dBm。3.4.2印刷電路板設計[9](1)nRF401電路的PCB板設計過程利用ProtelDXP軟件設計制作nRF401無線收發電路部分，按本論文中的圖3-8所示。①在ProtelDXP軟件中按照設計電路制作連接電路，并封裝電路。制作PCB板，設置布局范圍，加載網絡表和元件庫，自動布局并做好調整電路，自動布線過程，最后調整整個電路板，將其實現3D功能。②查看模擬的PCB板后，實現制作[10]。首先生成報表和網絡表，設置電路圖中已有的仿真模型的器件。在軟件中運行電路仿真。并觀察記錄有關電路仿真過程中的波形圖。再進行對電路板1：1的打印。ProtelDXP最后，將加工成形的PCB電路板打孔，并焊接元器件，實現nRF401應用電路，檢測并調試其電路使之正常工作。nRF401應用電路印刷電路板，如下列圖所示：圖3-9應用電路印制電路板圖學習文檔僅供參考(2)PCB板設計要求印刷電路板〔PCB〕的設計直接關系到射頻性能，為了獲得較好的RF性能，PCB設計至少需要兩層板來實現，PCB分成射頻電路和控制電路兩部分布置。nRF401采用PCB天線，在天線的下面沒有接地層。射頻部分的電源與數字電路部分的電源別離。為了減少分布參數的影響，在PCB應該防止長的電源走線，所有元件地線，VDD連接線必須離nRF401盡可能的近。nRF401的電源必須經過很好的濾波,并且與數字電路供電別離，在離電源腳VDD盡可能近的地方用高性能的電容去耦。PCB板頂層和底層最好敷銅接地，把這兩層的敷銅用較多的過孔緊密相連,再將VSS腳連接到敷銅面。所有開關信號和控制信號都不能經過PLL環路濾波器元件和VCO電感附近。4控制部分原理控制電路主要組成部分為單片機AT89S52，通過AT89S52與nRF401進行串行通信，并用其控制nRF401的TXEN端，來調整收發狀態。AT89S52還控制液晶屏的顯示和按鍵等一些工作。4.1AT89S52功能介紹AT89S52是一個低功耗高性能單片機，40個引腳，32個外部雙向輸入/輸出〔I/O〕端口，片內含8kbytes的可重復編程的Flash存儲器和256bytes的隨機存取數據存儲器〔RAM〕，3個16位可編程定時計數器，1個全雙工串行通信口，器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存儲技術生產，兼容標準MCS-51指令系統。AT89S52可以按照常規方法進行編程，也可以在線編程。其將通用的微處理器和Flash存儲器結合在一起，特別是可反復擦寫的Flash存儲器可有效地降低開發成本。4.1.1內部結構AT89S52單片機包含中央處理器、程序存儲器(ROM)、數據存儲器(RAM)、定時器/計數器、并行I/O口、串行I/O口和中斷系統等幾大單元以及數據總線、地址總線[13]和控制總線三大總線構成。圖4-1為單片機內部結構框圖(1)中央處理器。中央處理器(CPU)是整個單片機的核心部件，能處理8位二進制數據或代碼，CPU負責控制、指揮和調度整個單元系統協調的工作，完成運算和控制輸入輸出功能等操作。(2)程序存儲器AT89S52共有8KB個E2PROM，用于存放用戶程序，原始數據或表格。(3)數據存儲器〔RAM〕AT89S52內部有128個8位用戶數據存儲單元和128個專用寄存器單元，它們是統一編址的，專用寄存器只能用于存放控制指令數據，用戶只能訪問，而不能用于存放用戶數據，所以，用戶能使用的RAM只有128個，可存放讀寫的數據，運算的中間結果或用戶定義的字型表。學習文檔僅供參考

P0.0～P0.7P2.0～P2.7Vcc（＋5V）Vss端口0驅動器端口2驅動器RA地M址寄存器RAM（128×8）ROM（4K×8）端口0鎖存器端口2鎖存器程序地址寄存器緩沖器ACC堆棧指示器SPPC加1寄存器PCONSCONTMODTCONTH0TL0TH1TL1B寄存器暫存器2暫存器1ALU程序計數器PC數據指針DPTRSBUFSBUFIE（TX）（RX）中斷、串行口和定時器狀態寄存器PSENALE定時指令與寄存器控制EARST端口1鎖存器端口1驅動器端口3鎖存器端口3驅動器XTAL1XTAL2P1.0～P1.7P3.0～P3.7圖4-1內部結構框圖(4)并行輸入輸出口AT89S52共有4組8位I/O口(P0、P1、P2或P3)，用于對外部數據的傳輸。(5)串行輸入輸出口AT89S52內置一個全雙工串行通信口，用于與其它設備間的串行數據傳送，該串行口既可以用作異步通信收發器，也可以當同步移位器使用。(6)定時/計數器AT89S52有三個16位的可編程定時/計數器，以實現定時或計數功能，并以其定時或計數結果對單片機進行控制。(7)中斷系統AT89S52具備較完善的中斷功能，有兩個外中斷、三個定時/計數器中斷和一個串行中斷，可滿足不同的控制要求，并具有兩級的優先級別選擇。學習文檔僅供參考4.1.2引腳功能123456789403938373635343332p1.0p1.1p1.2p1.3p1.4VCCP0.0P0.1P0.2P0.3p1.5P0.4P0.5p1.6p1.7P0.6RST/VPDRXD/P3.0TXD/P3.1INT0/P3.2INT1/P3.3T0/P3.4T1/P3.5WR/P3.6RD/P3.7XTAL2P0.7101112131415313029282726EA/VPPALE/PROGPSENP2.7P2.6P2.516171819202524232221P2.4P2.3P2.2XTAL1P2.1GNDP2.0圖4-2AT89S52芯片引腳圖(1)電源和晶振VCC：供電電壓。GND：接地。XTAL1：反向振蕩放大器的輸入及內部時鐘工作電路的輸入。XTAL2：來自反向振蕩器的輸出。(2)I/O口①P0口P0口的字節地址為80H，位地址為80H～87H。P0口既可以作為通用I/O口使用，也可以作為單片機系統的地址/數據線使用。當作為輸出口使用時，由于輸出電路是漏極開路，必須外接上拉電阻才能有高電平輸出。②P1口P1口的字節地址為90H，位地址為90H～97H。P1口只能作為通用I/O口使用。當作為輸出口使用時，已能對外提供推拉電流負載，外電路無需再接上拉電阻；當作為輸入口使用時，應先向其鎖存器寫入“1”，使輸出驅動電路的FET截止。③P2口P2口的字節地址為0A0H，位地址為0A0H～0A7H。P2口用于為系統提供高位地址，但只作為地址線使用而不作為數據線使用。此外，P2口也可作為通用I/O口使用。④P3口P3口的字節地址為0B0H，位地址為0B0H～0B7H。P3口可以作為通用I/O口使用，但在實際應用中它的第二功能信號更為重要。P3口引腳的第二功能，如下所示：P3.0RXD〔串行輸入口〕學習文檔僅供參考P3.1TXD〔串行輸出口〕P3.2/INT0〔外部中斷0〕P3.3/INT1〔外部中斷1〕P3.4T0〔計時器0外部輸入〕P3.5T1〔計時器1外部輸入〕P3.6/WR〔外部數據存儲器寫選通〕P3.7/RD〔外部數據存儲器讀選通〕(3)4根控制線①RST：復位信號。保持RST腳兩個機器周期以上的高電平，就可以完成CPU系統復位操作，使系統的一些單元內容回到規定值。②/PSEN：外部程序存儲器讀選通信號。在讀外部以實現外部ROM單元的讀操作。ROM時，/PSEN有效〔低電平〕，③/EA/VPP：訪問程序存儲器控制信號。當/EA信號為低電平時，對ROM的讀操作限定在外部程序存儲器；而當/EA為高電平時，則對ROM的讀操作是從內部程序存儲器開始，并可延續至外部程序存儲器。④ALE/PROG：地址鎖存控制信號。在系統擴展時，ALE用于控制P0口輸出的低8位地址送入鎖存器鎖存起來，以實現低位地址和數據的分時傳送。此外由于ALE是以六分之一晶振頻率的固定頻率輸出的正脈沖，因此也可作為外部時鐘或外部定時脈沖使用。4.2串口通信通信主要有兩種方式：并行通信和串行通信。并行通信是在傳送數據過程中每個字節的各位同時進行傳送的通信方式，而串行通信[14]是指每個字節的各位分別進行傳送的通信方式。4.2.1串口通信方式AT89S52串行口可設置四種工作方式，可有8位、10位和11位幀格式。本系統中，AT89S52采用串行口工作于方式1，即每幀10位的異步通信格式：1位起始位，8位數據位〔低位在前〕，1位停止位。當SM0=0，SM1=1時，串行口選擇方式1。其幀格式為：D0D1D2D3D4D5D6D7起始停止圖4-3幀格式圖4.2.2串行通信控制寄存器(1)串行控制寄存器(SCON)SCON的地址為98H，用于選擇串行口的工作方式和指示串行口的工作狀態。學習文檔僅供參考各位含義如下：①SM0、SM1：串行口工作方式選擇位。②SM2：多機通信選擇位。③REN：串行口允許接收位。‘1’時允許接收，‘0’時禁止接收。④TI：串行口發送中斷標志位。在方式1中，于發送停止位之前，由硬件置位。因此TI=1，表示幀發送結束。⑤RI：串行口接收中斷標志位。在方式1中，當接收到停止位時，該位由硬件置位。RI=1，表示幀接收結束。(2)串行數據緩沖器(SBUF)串行數據緩沖器SBUF的地址為99H，用來存放需發送和接收的數據，它由兩個獨立的寄存器組成，一個是發送緩沖器，另一個是接收緩沖器，它們占用同一地址〔99H〕。當執行寫SBUF指令時，數據寫入到串行口發送緩沖器中，讀SBUF就是讀串行口接收緩沖器。(3)電源控制寄存器(PCON)PCON的地址為87H，該寄存器的最高位〔SMOD〕是串行口波特率的倍增位，當SMOD=1時，串行口波特率加倍。系統復位時，SMOD=0。(4)中斷允許寄存器〔IE〕在IE中，ES位為串行中斷允許控制位。ES=0時禁止串行中斷，ES=1時允許串行中斷。4.2.3數據發送與接收(1)數據發送在不發送數據時，TXD端保持高電平。當執行寫SBUF的指令時，便啟動一次發送過程；發送數據時，先發送一個起始位，該位通知接收端開始接收，也使發送和接收過程同步。接下來發送8位數據，先發送低位，最后發送的是高電平的停止位。(2)數據接收REN=1，CPU允許串行口接收數據，接收數據開始于〕端發生一個“1”到“0”的跳變。先接收起始位，然后依次將采樣RXD端并將數據移入移位寄存器中。假設滿足條件RI=0且SM2=0或接收到停止位，則將前8位數據送入SBUF并置位RI；如果上述條件不滿足，則數據喪失。(3)波特率的設定串口方式1的波特率是可變的，由定時器T1的溢出率決定：2SMOD波特率定時器T1溢出率〔4.1〕32其中，SMOD為PCON寄存器最高位的值。溢出率為溢出周期的倒數，假定計數初值為X，則計數溢出周期為學習文檔僅供參考12溢出周期(256X)〔4.2〕fosc其中，fosc為晶振頻率。則波特率計算公式為：2SMODfosc〔4.3〕波特率3212256X由波特率算出計數初值，以便進行定時器的初始化。初值X確定如下：fosc2SMODX256〔4.4〕384波特率5顯示部分HY-12864[12]是使用HD61202作為列驅動器，同時使用HD61203作為行驅動器的液晶模塊，共有兩片HD61202和一片HD61203。由于HD61203不與MPU發生聯系，只要提供電源就能產生行驅動信號和各種同步信號，比較簡單，所以不做介紹。HD61202是一種帶有列驅動輸出的液晶顯示控制器，它可與行驅動器HD61203配合使用，組成液晶顯示驅動控制系統。5.1HD61202功能簡介5.1.1特點(1)內藏64×64=4096位顯示RAM，RAM中每位數據對應LCD屏上一個點的亮、暗狀態；(2)HD61202是列驅動器，具有64路列驅動輸出；(3)HD61202的占空比為1/32--1/64。5.1.2引腳功能CS1,CS2：芯片片選端，CS1和CS2低電平選通；E：讀寫使能信號，在E下降沿，數據被鎖存〔寫〕入間，數據被讀出；R/W:讀寫選擇信號，R/W=1為讀選通，R/W=0為寫選通；HD61202；在E高電平期RS：數據、指令選擇信號，RS=1為數據操作，RS=0為寫指令或讀狀態；DB0-DB7：數據總線；RST：復位信號，復位信號有效時，關閉液晶顯示，使顯示起始行為MPU相連，由MPU控制；也可直接接VDD，使之不起作用。0，RST可跟5.2HD61202的指令系統學習文檔僅供參考(1)顯示開/關指令R/WRSDB7DB6DB5DB4DB3DB2DB1DB000111111/000當DBO=1時，LCD顯示RAM中的內容；DBO=0時，關閉顯示。(2)顯示起始行〔ROW〕設置指令R/WRS00DB7DB6DB5DB4DB3DB2DB1DB011顯示起始行〔0-63〕RAM的行號，有規律的改變顯示起始該指令設置了對應液晶屏最上一行的顯示行，可以使LCD實現顯示滾屏的效果。(3)頁〔RAGE〕設置指令R/WRS00DB7DB6DB5DB4DB3DB2DB1DB011頁號〔0-7〕101顯示RAM共64行，分8頁，每頁8行。(4)地址〔YAddress〕設置指令R/WRS00DB7DB6DB5DB4DB3DB2DB1DB001顯示列地址〔0-63〕設置了頁地址和列地址，就唯一確定了顯示RAM中的一個單元，這樣MPU就可以用讀、寫指令讀出該單元中的內容或向該單元寫進一個字節數據。(5)狀態指令R/WRS10DB7DB6DB5DB4DB3DB2DB1DB0BUSY0ON/OFFREST0000該指令用來查詢HD61202的狀態，各參量含義如下：BUSY：1-內部在工作ON/OFF：1-顯示關閉REST：1-復位狀態0-正常狀態0-顯示打開正常狀態0-在BUSY和REST狀態時，除讀狀態指令外，其它指令均不對在對HD61202操作之前要查詢BUSY狀態，以確定是否可以對HD61202進行操作。(6)數據指令R/WRSHD61202產生作用。DB7DB6DB5DB4DB3DB2DB1DB001寫數據(7)讀數據指令學習文檔僅供參考R/WRS11DB7DB6DB5DB4DB3DB2DB1DB0讀顯示數據讀、寫數據指令每執行完一次讀、寫操作，列地址就自動增1，必須注意進行讀操作之前，必須有一次空讀操作，緊接著再讀才會讀出所要讀的單元中的數據。5.3顯示電路在AT89S52的P3.6和P3.7口接入四-二輸入與非門芯片74LS00來控制顯示器的讀寫使能信號端；顯示器的8根數據總線接在AT89S52的P0口，實現數據傳輸；在顯示器的V0口接一電位器，由于液晶的比照度會隨著溫度的變化而相應變化，所以加電位器可以調節液晶的比照度。R410K+5VLCM1VSS+5V23456789VDDU1V0RSRS12345678940393837363534333231RWCEP1.0P1.1P1.2P1.3P1.4P1.5P1.6VCCR/WEDB0DB1DB2DB3DB4DB5DB6DB7DB0DB1DB2DB3DB4DB5DB6P0.0(AD0)DB0DB1DB2P0.1(AD1)P0.2(AD2)P0.3(AD3)P0.4(AD4)P0.5(AD5)10DB3DB4111213DB5DB6DB7CS11415DB7CS1CS21617CS2RST181920VEEP1.7P0.6(AD6)P0.7(AD7)EA/VPPLEDKLEDA+5VRSTVCCHY128X6410P3.0(RXD)P3.1(TXD)P3.2(INT0)P3.3(INT1)P3.4(T0)P3.5(T1)P3.6(WR)P3.7(RD)11121314153029282726ALE/PROGPSENP2.7(A15)P2.6(A14)P2.5(A13)P2.4(A12)P2.3(A11)T1U4A21WRRD161725243CS27400Y1181920232221CS1RWRSXTAL2XTAL1GNDP2.2(A10)P2.1(A9)P2.0(A8)12MHzC122PC222PAT89C51圖5-1收發系統顯示電路6軟件設計無線數據傳輸主要由無線數據收發器、AT89S52單片機、顯示器和按鍵組成，收發器與AT89S52間用串行口通信。整個系統的各個部分都是服務于無線數據傳輸這個目的。所以，在整個系統的軟件設計中，無線數據的傳輸是最為重要的。這里使用匯編語言編寫單片機控制程序。控制系統CPU采用AT89S52單片機，nRF401芯片發射/nRF401為發射狀態，其余的時接收模式由程序控制，當有控制發送的按鍵按下時，候nRF401始終處于接收狀態。DOUT、DIN分別和單片機的RXD和TXD端相連，作為發射和接收時的數據傳輸。TXEN和端相連，由單片機的端對其發射還是接收進行程序控制。6.1主程序流程圖學習文檔僅供參考當單片機上電開始執行之后，對液晶和單片機寄存器進行初始化，同時設置串口控制字及波特率，接著進入鍵盤掃描程序和接收程序。假設有某個按鍵按下，則執行[14]相應的鍵盤子程序；假設單片機判斷接收到數據，則開始進行CRC校驗，如果數據正確就通過液晶顯示傳送的信息。主程序流程圖見圖6-1。開始初始化設置串口工作方式掃描鍵盤，同時判斷是否有數據接收NNN判斷是否有按鍵按下判斷是否接收到數據YY執行相應的程序CRC校驗是否正確Y數據處理送入顯示圖6-1主程序流程圖6.2液晶顯示子程序流程圖液晶顯示模塊HY-12864內有一個忙標志位，它反映了控制器時序狀態。當＝1時，表示內部操作正在運行，不能接受外部數據；當＝已準備好接收，可以隨時接收單片機發來的數據和命令，這是HY-12864向單片機發HD61202內部運行0時，表示出的唯一聯絡信號。液晶顯示子程序流程圖見圖6-2。入口學習文檔僅供參考對HY-12864初始化寫入顯示設置命令圖6-2液晶顯示子程序流程圖6.3數據收發子程序流程圖單片機AT89S52控制nRF401的收發狀態、完成編解碼等工作。“PWR-UP”端接高電平,“FREQ”端接低電平，分別表示系統在上電后始終處于常工作模式”和“工作頻道為通道1”。單片機AT89S52控制nRF401，使其一直為接收狀態。當按鍵4按下時，AT89S52接收到輸入的低電平信號，從腳送出高電平至腳，nRF401芯片“正使nRF401進入發射狀態。數據收發子程序流程圖見圖6-3。入口學習文檔僅供參考置nRF401為接收狀態圖6-3數據收發子程序流程圖6.4鍵盤子程序流程圖下列圖為鍵盤子程序流程圖，此流程圖的含義是：當有按鍵按下時，程序開始進行判斷是哪個按鍵按下，判斷完畢后則轉向相應的鍵處理子程序，進行字符的輸入或命令的處理，并通過按鍵4把要發送的數據進行CRC校驗編碼，再把編碼后的數據發送出去。有按鍵按下判斷是哪個按鍵按下按鍵1按鍵2按鍵3按鍵4將要顯示的數據移位選擇要發送的數據清零CRC校驗發送數據圖6-4鍵盤子程序流程圖7測試結果及分析學習文檔僅供參考7.1硬件電路測試本設計中將控制模塊和無線射頻模式分開設計，控制模塊通過一只單排7腳的接口控制射頻模塊，測試的步驟如下：(1)將控制模塊和無線射頻模塊焊好，檢查確認無虛焊、粘焊；(2)先對控制模塊上電進行測試，主要是測試控制模塊的串口能否收發數據，測試方法是將控制模塊的串口與PC機的串口通過RS232標準相連接，并將串口的程序寫到AT89S52上，然后用串口測試軟件測試，如果串口能收發數據，便可開始對無線射頻模塊進行測試；(3)將無線收發模塊與控制模塊連接起來，上電進行測試，按照程序，上電時處于接收狀態，看是否與程序吻合；(4)確認射頻模塊上電處于接收狀態后，可測試果是，則說明VCO電感設計合理，否則要重新設計nRF401的第4管腳是否為左右，如PCB板，此外，nRF401在沒有數據接收時,仍會自動從DOUT發送隨機數據，使用萬用表進行測試時，該引腳電壓應為左右。7.2系統測試7.2.1測試方法(1)首先讓電路正常工作，把接收器放在一定的位置，將發射器從遠處逐漸靠近接收器，可測到傳送的最遠距離。(2)在距離接收器一定的距離時，間隔一段時間就發送數據信息，可測出接收器的接收靈敏度。(3)比較發射器和接收器的數據顯示是否相同，以測試傳輸數據的正確性。7.2.2功能測試及分析由于無線通信環境的不確定性，各種環境下的傳輸效果是不盡相同的，路徑損耗、建筑物影響、人體影響、外界干擾、多徑現象和周圍環境的吸收等都會對傳輸的距離產生一定的影響，只能在一個給定的條件下進行測試和評估。的試驗場地來進行實驗。因此，分別選擇了不同(1)當建筑物很多的時候，數傳模塊兩端均離地面〔〕高時，能夠到達的最正確通信距離為5～10m；接收靈敏度為2～3秒；當發送端發送MESSAGE時，接收端能準確顯示MESSAGE這段英文字符。(2)在空曠場地，數傳模塊兩端均離地面高時，最遠的通信距離能夠到達靈敏度為3～5秒；當發送端發送字母A時，接收端能準確顯示。50m；接收但測試中的通信距離與數據手冊上的說明相差較大，原因可能源于調諧天線。在實驗中發現，當有人員走動或其它信號出現的時候，通信的距離會變得不穩定，這是由于天線是一個輻射器件，任何環境的改變都會影響天線的性能。測試中還發現，在現場即使沒有任何發送器，在nRF401的DOUT引腳上也會觀察到學習文檔僅供參考

微小的連續數字“噪聲”。后來通過研究發現，當接收器打開時，環境中的任何信號〔數據或噪聲〕都會被天線捕捉到并被解調。這就是所看到的系統中沒有工作的發送器卻存在“噪聲”的原因。通過對系統數據傳輸能力的測試，該系統發送和接收數據正確、可靠，各元件工作正常。在硬件連接正確的基礎上，利用較好效果。nRF401進行串行數據接收及發送，收到了8結論學習文檔僅供參考

此次設計將應用于無線通信領域，并且針對當前市場上無線產品的不足進行了改良。本文根據nRF401的特點，提出了一種將其應用無線數據收發系統的實現方案。此方案采用了較完善的軟硬件設計和抗干擾措施，保證了系統工作的安全性和可靠性，是一種較好的設計思路，具有通用性，便于投入實際應用。并且只要稍作改動就可以應用到小區傳呼、工業數據采集、自動讀表、警報和安全系統、無線鍵盤、無線操縱桿、家庭自動化、遙測和玩具等其他一些短距離無線通信領域，實現無線數據的雙向傳輸，具有較好的市場應用價值。參考文獻學習文檔僅供參考

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四年大學的學習已經接近尾聲，這次畢業設計不僅使我將所學的知識都融合在一起，還給了我一次鍛煉動手能力的時機，并且在指導教師的幫助下，使我的專業水平有了很大的提高。在畢業設計即將結束之際，我要感謝我的指導老師。他不辭辛苦，經常利用自己的休息時間幫助我。當我有不明白的問題時，老師們會耐心地給我講解，并在學習和科研方面給了我大量的指導，為我提供了良好的科研環境，不僅讓我學到了知識，掌握了科研的方法，也獲得了實踐鍛煉的時機。老師們言傳身教、循循善誘，使我學到了作為一名大學生應該具備的那種踏實勤懇、一絲不茍、求真務實的優良品質和嚴謹的教學態度。在本論文的撰寫過程中，老師從選題直至成稿一直給予我重要的指導和幫助，為我解開了無數的困惑，提供了很多關鍵性的建議。在課題的設計中，我對各種編程方法都有了更進一步的了解，拓寬了知識面,開闊了眼界，提高了對知識的綜合應用能力，增強了學習知識的興趣。在內容的研究中，他們在技術上給予了我極大的幫助，并且在論文的最后評閱過程中，也給我提出了非常有價值的意見，使我受益匪淺。在此祝愿老師們身體健康，全家幸福。最后，我要再一次感謝所有在此期間幫助過我的人，我衷心的祝福你們！附錄1：程序學習文檔僅供參考

COMEQUEQUEQUEQUEQUEQUEQUEQUEQUEQU34H;指令寄存器DAT35H;數據寄存器CWADD1CRADD1DWADD1DRADD1CWADD2CRADD2DWADD2DRADD28400H8600H8500H8700H8800H8A00H8900H8B00H;寫指令代碼地址〔左〕;讀狀態字地址〔左〕;寫顯示數據地址〔左〕;讀顯示數據地址〔左〕;寫指令代碼地址〔右〕;讀狀態字地址〔右〕;寫顯示數據地址〔右〕;讀顯示數據地址〔右〕RELIEEQUEQUEQU36H30H31H;在漢字中保存列其始值COLUMNPAGER;列地址寄存器〔0-127〕;頁地址寄存器D2,D1,D0:頁地址;D7:字符體D7=0為6X8點陣;D7=1為8X8點陣CODERCOUNTZIDIEQUEQUEQU32H33H37H;字符代碼寄存器;計數器;字體在表中的位置指針地位;MOVDPTR,#CCTAB;MOVZIDI,DPLMOVZIGAO,DPH44,43,4A,4B,4C,4D,4E,4FZIGAOEQU38H;字體在表中的位置指針高位;3CH,3DH,3EH,3FH作鍵盤用;*******************************************************************ORG0000HAJMPMAIN;ORG0023H;AJMPJIESHOUORG0030H;數據接P0口MAIN:MOVSP,#70HLCALLLCALLINTCLEAR學習文檔僅供參考

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RETSONGXIAN:MOVMOVDPTR,#CTABZIDI,DPLMOVZIGAO,DPHPAGER,45HCOLUMN,46HCODER,47HCW_PRMOV;6X8點陣字體,第6頁;起始列為第49列MOVMOVLCALLRET;以下字不動DDD:MOVDPTR,#CCTAB1ZIDI,DPLMOVMOVZIGAO,DPHPAGER,#00HCOLUMN,#00HCODER,#00HCCW_PRMOVMOV;預MOVLCALLMOVMOVMOVMOVMOVMOVDPTR,#CCTAB1ZIDI,DPLZIGAO,DPHPAGER,#00HCOLUMN,#10HCODER,#01H;祝學習文檔僅供參考

LCALLMOVMOVMOVMOVMOVMOVLCALLCCW_PRDPTR,#CCTAB1ZIDI,DPLZIGAO,DPHPAGER,#00HCOLUMN,#20HCODER,#02HCCW_PR;：MOVMOVMOVMOVMOVMOVLCALLMOVMOVMOVMOVMOVMOVLCALLDPTR,#CCTAB1ZIDI,DPLZIGAO,DPHPAGER,#00HCOLUMN,#30HCODER,#03HCCW_PR;天DPTR,#CCTAB1ZIDI,DPLZIGAO,DPHPAGER,#00HCOLUMN,#40HCODER,#04HCCW_PR;津MOVMOVMOVMOVMOVMOVLCALLMOVMOVMOVMOVDPTR,#CCTAB1ZIDI,DPLZIGAO,DPHPAGER,#00HCOLUMN,#50HCODER,#05HCCW_PR;工DPTR,#CCTAB1ZIDI,DPLZIGAO,DPHPAGER,#00H學習文檔僅供參考

MOVCOLUMN,#60HCODER,#06HCCW_PR;程;師;范;學MOVLCALL