无线串口模块

无线数传模块的设计

摘 要

无线传感器网络(WSN)综合了传感器技术、微电子机械系统嵌入式计算技术．因其具有十分广阔的应用前景，所以成为国内外学术界和工业界新的研究领域研究热点。

本文首先介绍了无限传感器网络的特点，然后介绍智能家居网络研究意义，简要地介绍了智能家居在国内外发的展现状况，接着介绍几种无线通信技术，鉴于比较结果，本文选取的无线通信技术为ZigBee技术，所以着重介绍ZigBee技术及其特点。

具体实现方面，本文从硬件、软件着手。了解通信系统和嵌入式系统的一般开发原则，选择合适的软硬件平台。采用Freescale公司一站式解决方案，采用MC13192作为RF射频模块，MC9S08GT60作为微控制器（MCU），首先介绍这两个芯片的功能，然后再说明他们的具体设计以及他们之间的相互通信方式。接着从软件部分入手，说明开发环境，编写他们的驱动程序，根据软件流程图编写程序，设计出一个基于ZigBee智能家居的无线数传终端模块。

关键词：zigbee 无线传感器网络 MC9S08GT60 MC13192

I

Design of Wireless Data Communication Module

Abstract

Wi

无线通信模块

智能车的行走路线是根据跑道的实时路况信息来决定的，为了获取路况信息，要求单片机能够与PC机之间进行通信，鉴于小车处于运动模式，因而比较方便有效的方式就是进行无线通信。

无线通信模块工作原理图如下所示:

在无线通信模块中，我们将采用一种基于NRF24L01的无线数据传输系统，该系统具有工作稳定可靠，传输速率较高，体积小，成本低，功耗低，通信稳定，使用较为灵活，可以很方便地在模型车上安装使用。在此无线传输系统中，利用NRF24L01无线数据传输芯片和单片机MC9S12XS128构成无限发射模块，使用NETUSB-24L01为无线接收模块，并通过USB接口将接收到的数据传输给上位机，然后在上位机中编写数据采集程序，在屏幕上实时描绘智能车的运动状态，行驶轨迹和性能参数，并将数据保存下来，在计算机中对数据进行分析处理和优化处理，得到小车的最佳运动状况和性能参数。

1.NRF24L01芯片特点及发射模块应用

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。n

无线数传模块的设计

摘 要

无线传感器网络(WSN)综合了传感器技术、微电子机械系统嵌入式计算技术．因其具有十分广阔的应用前景，所以成为国内外学术界和工业界新的研究领域研究热点。

本文首先介绍了无限传感器网络的特点，然后介绍智能家居网络研究意义，简要地介绍了智能家居在国内外发的展现状况，接着介绍几种无线通信技术，鉴于比较结果，本文选取的无线通信技术为ZigBee技术，所以着重介绍ZigBee技术及其特点。

具体实现方面，本文从硬件、软件着手。了解通信系统和嵌入式系统的一般开发原则，选择合适的软硬件平台。采用Freescale公司一站式解决方案，采用MC13192作为RF射频模块，MC9S08GT60作为微控制器（MCU），首先介绍这两个芯片的功能，然后再说明他们的具体设计以及他们之间的相互通信方式。接着从软件部分入手，说明开发环境，编写他们的驱动程序，根据软件流程图编写程序，设计出一个基于ZigBee智能家居的无线数传终端模块。

关键词：zigbee 无线传感器网络 MC9S08GT60 MC13192

I

Design of Wireless Data Communication Module

Abstract

Wi

基于《2.4G无线传输》实例应用设计调试报告 前言

随着科技的发展进步，互联网技术的高速发展，人们对无线通信质量的需求不断提高。老一代无线传输技术以无法满足现今需求。于是新一代无线传输孕育而生；2.4G无线传输技术就是其中之一。

所谓的2.4G无线传输技术，其频段处于2.405GHz-2.485GHz（科学、医药、农业）之间。所以简称为2.4G无线技术。这个频段里是国际规定的免费频段，是不需要向国际相关组织缴纳任何费用的。这就为2.4G无线技术可发展性提供了必要的有利条件。而且2.4G无线技术不同于之前的27MHz无线技术，它的工作方式是全双工模式传输，在抗干扰性能上要比27MHz有着绝对的优势。这个优势决定了它的超强抗干扰性以及最大可达10米的传输距离。此外2.4G无线技术还拥有理论上2M的数据传输速率，比蓝牙的1M理论传输速率提高了一倍。这就为以后的应用层提高了可靠的保障。综合2.4G、蓝牙以及27MHz这三种常用的无线传输技术，2.4G有着自己独到的优势所在。相比蓝牙它的产品制造成本更低，提供的数据传输速率更高。相比同样免费的27MHz无线技术它的抗干扰性、最大传输距离以及功耗都远远超出。

一、设计思路

2.4G无线传输技术的功能十分

主函数：

#include \#include \int main(void) {

//系统时钟初始化函数定义 SystemInit();

//串口初始化函数定义 USART1_Config();

printf(\

printf(\欢迎使用CHD1807_STM32实验板:) \\r\\n\printf(\

USART1_printf(USART1, \

USART_SendData(USART1,0x31); //发送数据，参数1为串口外设，参数2为数据的ASCLL码

while(1); }

串口定义函数： #include \#include /*

* 函数名：USART1_Config

* 描述 ：USART1 GPIO 配置,工作模式配置。115200 8-N-1 * 输入 ：无 * 输出 : 无

* 调用 ：外部调用 */

void USART1_Config(void) { GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure; USART_InitTypeDef USART_InitStructure; /* config USART1 clock */

主函数：

#include \#include \int main(void) {

//系统时钟初始化函数定义 SystemInit();

//串口初始化函数定义 USART1_Config();

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printf(\欢迎使用CHD1807_STM32实验板:) \\r\\n\printf(\

USART1_printf(USART1, \

USART_SendData(USART1,0x31); //发送数据，参数1为串口外设，参数2为数据的ASCLL码

while(1); }

串口定义函数： #include \#include /*

* 函数名：USART1_Config

* 描述 ：USART1 GPIO 配置,工作模式配置。115200 8-N-1 * 输入 ：无 * 输出 : 无

* 调用 ：外部调用 */

void USART1_Config(void) { GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure; USART_InitTypeDef USART_InitStructure; /* config USART1 clock */

毕业设计说明书

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

1 设计概述

实验功能：实现RS232的双工通信。

实验环境：1）硬件环境：PC机一台、ml507PFGA开发套件；2）软件环境：开发软件ISE14.5、代码编写软件Notepad++、仿真软件Modelsim、调试软件chipscope、串口调试工具。

2 设计原理

2.1 串行接口RS232工作原理

串口用来连接FPGA和PC机，RS-232允许全双工通信，即计算机在接收数据的同时可以发送数据。串口按位（bit）发送和接收字节。通常以8位数据为1组，先发送最低有效位，最后发送最高有效位。尽管比按字节（byte）的并行通信慢，但是串口可以在使用一根线发送数据的同时用另一根线接收数据。

通信使用3根线完成：（1）地线，（2）发送，（3）接收。由于串口通信是异步的，端口能够在一根线上发送数据同时在另一根线上接收数据。其他线用于握手，但不是必须的。数据的传输没有时钟信号，接收端必须采取某种方式，使之与接收数据同步。

1）串行线缆的两端先约定好串行传输的参数（传输速度、传输格式等）；

2）当没有数据传输的时候，发送端向数据线上发送"1"；

3）每传输一个字节之前，发送端先发送一个"0"来表示传输已经开始，这样接收端便可以知道有数据到来了；

433m无线模块

数据发射模块的工作频率为315M，采用声表谐振器SAW稳频，频率稳定度极高，当环境温度在－25～+85度之间变化时，频飘仅为3ppm/度

无线数据传输广泛地运用在车辆监控、遥控、遥测、小型无线网络、无线抄表、门禁系统、小区传呼、工业数据采集系统、无线标签、身份识别、非接触RF智能卡、小型无线数据终端、安全防火系统、无线遥控系统、生物信号采集、水文气象监控、机器人控制、无线232数据通信、无线485/422数据通信、数字音频、数字图像传输等领域中。 433M发射模块主要技术指标： 1、通讯方式：调幅AM 2、工作频率：315MHZ/433MHZ 3、频率稳定度：±75KHZ 4、发射功率：≤500MW 5、静态电流：≤0.1UA 6、发射电流：3～50MA 7、工作电压：DC 3～12V

特别适合多发一收无线遥控及数据传输系统。声表谐振器的频率稳定度仅次于晶体，而一般的LC振荡器频率稳定度及一致性较差，即使采用高品质微调电容，温差变化及振动也很难保证已调好的频点不会发生偏移。

发射模块未设编码集成电路，而增加了一只数据调制三极管Q1,这种结构使得它可以方便地和其它固定编码电路、滚动码电路及单片机接口，而不必考虑编码电路的工作

1.源程序开发环境建立 1.1程序编译软件

编译软件用keil C51，打开安装文件，一路点击下一步即可完成。 1.2程序下载软件 使用STC ISP下载软件。 2.源程序文件整体结构

工程中，只有一个main.c文件，所有程序都写在这个文件里面。Reg51.h是包含的头文件。是不是非常简单！

3.源程序执行流程

无线数据处理程序：

串口数据处理程序：

4.串口配置函数 void serial_open(void) {

SCON = 0X50; AUXR |= 0X04; TL2 = 0Xc0; // 9600 TH2 = 0Xfd; AUXR|=0X10; }

此串口配置函数，利用单片机内部的定时器2作为波特率发生器。共用到4个寄存器：SCON AUXR TL2 TH2

SM0和SM1的位决定串口工作的4种方式：

程序中，SCON=0X50，即SM0=0 SM1=1，即串口工作在“方式1”；REN=1，允许串口接收数据。

TL2和TH2是定时器2的高位和低位寄存器。

程序中，首先AUXR|=0X40，最后AUXR|=0X10。即首先把T2x12置1，然后把T2R置1。即首先把定时器2