无线串口的设计与实现文档格式.docx

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系　　别：

　物理与信息工程系　　　　

专　　业：

　电子信息科学与技术　　　　

****　**　　　　　　

起止日期：

　2009.11—2010.5　　　　

2010年5月1日

怀化学院本科毕业论文（设计）诚信声明

作者郑重声明：

所呈交的本科毕业论文（设计），是在指导老师的指导下，独立进行研究所取得的成果，成果不存在知识产权争议。

除文中已经注明引用的内容外，论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的成果。

对论文的研究做出重要贡献的个人和集体均已在文中以明确的方式标明。

本声明的法律结果由作者承担。

本科毕业论文（设计）作者签名：

年月日

摘要…………………………………………………………………………………1

关键词………………………………………………………………………………1

Abstract……………………………………………………………………………1

Keywords…………………………………………………………………………1

1.前言………………………………………………………………………………1

2.设计方案…………………………………………………………………………3

3.硬件设计…………………………………………………………………………3

3.1RS232接口设计……………………………………………………………3

3.2无线模块介绍和工作原理…………………………………………………5

3.2.1CC1101简介……………………………………………………………5

3.2.2FT1100-232无线模块…………………………………………………7

3.3FT1100-232无线模块信号的调制与解调………………………………11

3.3.1FSK信号的产生………………………………………………………11

3.3.2FSK调制与解调………………………………………………………12

4.测试步骤与结果…………………………………………………………………13

5.结论………………………………………………………………………………16

参考文献……………………………………………………………………………16

致谢…………………………………………………………………………………17

附录…………………………………………………………………………………18

摘要

在传统的测控系统中，通常使用导线传输信号，这种传输方式常常会带来电磁干扰和信号衰弱。

而引入无线传输方式，就可以克服上述不足，同时也避免了复杂的线路连接，有效的节约了人力物力。

本次无线串口设计的目的就是希望利用无线技术，通过构建一个小型的、短距离的无线网络，实现数据在串口设备间的透明传输。

经测试，系统运行稳定，各项功能达到设计要求。

关键词

串口；

网络；

无线

TheDesignAndRealizationofWirelessSerial

Abstract

Inthetraditionalmeasurementandcontrolsystems,wetransfersignalinusingwiretypically,Thatoftenresultsintransmissionelectromagneticinterferenceandsignalweakness.Buttheintroductionofwirelesstransmission,wecanuseittoovercomethesedeficiencies,butalsoavoidsthecomplexconnections,effectivelysavingresources.Thepurposeofthedesignofwirelessserialistousewirelesstechnologytoachievetransparentdatatransmissionbetweenserialequipment,bybuildingasmall,short-rangewirelessnetworks.Tested,thesystemrunningstability,andthefunctionsrequired.todesign.

Keywords

serialport;

network;

wireless

1前言

当今，无线技术越来越受到人们的青睐，因为它将为消费者带来空前的便利。

对于使用无线网络的企业而言，也能体验到提高生产力带来的回报；

现代的数字集群系统可以提高公共安全的通信能力和效率；

而嵌入式的无线模块可以增加很多产品的连接能力，从而提高升了产品的性能、提高了产品的价值和吸引力；

带有无线功能的设备，甚至是服务可以让电信运营商轻松地开发新的市场，带来新的收入。

我国两大智能家庭标准组织闪联和e家佳在推进数字家电互联互通的同时带动了无线技术应用的增长，他们在产业化进程方面的努力预示着无线技术应用进入快速普和阶段。

PC机之间的无线串口通信，作为无线技术的一种简单、基础的应用，为用户带来了许多便利和经济效益。

设备之间进行数据交换时,串行通信是一种简单、快捷、经济的方法。

如果设备相距比较远，或他们之间不易铺设有线电缆，采用无线串口是代替有线串口的一种较好方案。

随着通信设备网络和通信技术的高速发展，人们对无线通信的需求也越来越高。

短程、便捷、廉价的无线通信技术正成为关注的焦点。

采用无线的方式实现串口通信大大减小了线路连接的复杂程度，从而避免了电线老化、线路间干扰等问题。

即使在相距不是很远的地方，无线通信的应用同样广泛。

它在许多领域发挥着它的优势，为人们提供快捷与可靠的服务，下面介绍一下无线串口在生活中的几个典型应用。

1、无线串口应用于无线抄表系统。

电能计量是现代电力营销系统中的一个重要环节。

传统的电量结算是依靠人工定期到现场抄取数据，在实时性、准确性和应用性等方面都存在诸多不足之处;

将现代通信技术和计算机技术以和电能量测量技术结合在一起，能够和时、准确、全面地反映电量的使用（即销售）情况。

系统中无线电表将传统的电表所采集到的电量做相应的处理，然后通过无线串口上的无线收发模块以短距离无线的方式将此电量信息发进出去。

以实现远程自动无线抄表功能。

无线串口于无线抄表系统的应用在智能家居方面也体现着它强大的优越性，经简单的拓展它可以对家居环境（如温度，湿度，厨房的空气质量，用水情况等等）进行实时准确的监测与报告，为您创造一个和谐的家居环境提供可靠的信息。

2、无线串口应用于LED屏幕无线图文更新。

传统的LED屏幕图文更新都是采用有线串口进行数据传输的。

这种方式会带来诸多的问题和不便，例如要对经常移动的LED屏幕（如车载屏）进行图文更新，采用传统有线串口，我们可能要将车开到离电脑近的地方，或是将电脑搬到车上，或是在屏幕与电脑之间连接一根很长的双绞线，等等这些不便都会影响到我们工作的效率；

再如采用无限串口时要考虑的布线问题，尤其是室内LED屏幕的布线，既要考虑布线的美观同时还要避免各线间的干扰，当布线距离太长时，还会影响到数据传输的效率和质量，甚至导致传输失败。

采用无线串口的话可以方便地解决上述问题。

无线传输方式主要以电磁波为传输媒介，串口设备间电平信号与电磁波信号的相互转换、信号的发送与接收，无线传输的距离与速率以和无线数传模块与串口间的电平匹配，是本次设计的主要问题。

本次设计的主要目标和意义在于解决这些问题以实现无线串口设备间高效、稳定的数据传输。

2设计方案

图2.1

图2.1为无线串口的硬件连接框图，主要由三部分组成：

两台计算机，两块标准的RS-232接口和两块无线数传模块。

计算机通过VB通信控件实现对无线模块的参数设定以和收、发控制；

RS-232接口板完成计算机串口与无线模块间的电平转换，以实现计算机对无线模块的有效控制；

无线模块完成数据在电平信号与电磁波信号间的相互转换以和数据的发送与接收。

本设计硬件连接简单，操作方便，经简单的拓展可广泛应用于许多相关领域。

3硬件设计

3.1RS232接口电路

图2.1中RS232的作用是进行无线模块电平与计算机电平的转换。

我们知道，PC机串口通信协议中电平使用的是标准RS232电平，而本次设计采用的无线收发模块使用的是TTL电平，为了使PC机串口与无线模块通信间的电平匹配，我们需要一个电平转换工具，即RS232接口板电路。

MAX232系日本Maxim公司为串行口RS232生产的低功耗、单电源双RS232发送/接收器。

在单5V供电条件下，能实现0/5V（TTL电平）与+10V/—10V（RS232电平）之间的相互转换，使用极为方便。

图3.1为MAX232的引脚图

图3.1

MAX232芯片内部结构基本可分三个部分：

第一部分是电荷泵电路。

由1、2、3、4、5、6脚和4只电容构成。

功能是产生+12v和-12v两个电源，提供给RS-232串口电平的需要。

第二部分是数据转换通道。

由7、8、9、10、11、12、13、14脚构成两个数据通道。

其中13脚（R1IN）、12脚（R1OUT）、11脚（T1IN）、14脚（T1OUT）为第一数据通道。

8脚（R2IN）、9脚（R2

OUT）、10脚（T2IN）、7脚（T2OUT）为第二数据通道。

TTL/CMOS数据从T1IN、T2IN输入转换成RS-232数据从T1OUT、T2OUT送到电脑

12、13、14脚构成两个数据通道。

8脚（R2IN）、9脚（R2OUT）、10脚（T2IN）、7脚（T2OUT）为第二数据通道。

TTL/CMOS数据从T1IN、T2IN输入转换成RS-232数据从T1OUT、T2OUT送到电脑DP9插头；

DP9插头的RS-232数据从R1IN、R2IN输入转换成TTL/CMOS数据后从R1OUT、R2OUT输出。

第三部分是供电。

15脚DNG、16脚VCC（+5v）。

图3.2

如图3.2所示为RS232接口板电路原理图，其中单排直插接口（A1）是与无线收发模块相连接的接口。

3.2无线模块介绍和工作原理

3.2.1CC11O1简介

图3.3

图3.3是CC1101无线数传芯片的引脚图。

CC1101是TI公司一款高性价比的单片UHF收发器，为低功耗无线电应用而设计。

它是CC1100器件的加强升级版，灵敏度更高，功耗更小，带宽更大。

CC1101拥有卓越的数据包处理能力。

发送时，只需简单设置寄存器，当用户往CC1101内的TXFIFO写入数据后，器件自动在数据包内增加前导字节（长度可控），同步信息，CRC16校验，并根据寄存器设置将FIFO内写入的头两个字节数据标志为长度信息（此功能可选）和地址信息（可选）。

接收状态下，器件自动侦测前导码，同步码，地址信息和计算并比较CRC16。

此外，CC1101还支持变长数据包格式和交织功能。

这些原本需要复杂算法和巨大运算量和存储空间的功能由硬件支持，MCU的编程难度大大降低，其负荷也大为减轻。

CC11