董越AT89C51单片机在无线数据的应用.docx
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董越AT89C51单片机在无线数据的应用
数理与信息工程学院
课程设计
题目:
AT89C51单片机在无线数据的应用
专业:
计算机科学与技术(专升本)
班级:
计算机科学与技术(056专升本)
姓名:
董越学号:
********
*******
成绩:
(2006.6)
第1节引言……………………………………………………………………3
1.1无线数据传输概述………………………………………………………3
1.2设计任务…………………………………………………………………3
1.3系统主要功能……………………………………………………………3
1.4系统组成…………………………………………………………………3
第2节无线数据传输硬件设计……………………………………………5
2.1系统的硬件构成………………………………………………………5
2.2AT89C2051单片机及其引脚说明……………………………………5
2.3AT89C51串行口工作方式……………………………………………5
2.4AT89C51与数字电台的硬件连接……………………………………6
2.5通信协议与波特率……………………………………………………6
第3节系统软件设计………………………………………………………7
3.1通信系统软件设计……………………………………………………7
3.2源程序…………………………………………………………………7
第4节结束语…………………………………………………………………10
参考文献……………………………………………………………11
AT89C51单片机在无线数据传输中的应用
数理与信息工程学院05计算机专升本董越
指导教师:
余水宝张胜
第1节引言
通信在当今和平世界已经成为不可或缺的一部分,无论大到军事演练,还是小到百姓生活都离不开它。
传统上,通信是由电线、电缆以及光缆等物质媒介来传输的,但随着通信事业的发展,传统的传输已经日益跟不上通信的基本的需求,这就需要一个新的传输方式来支持未来通信。
我们的无线数据传输就是肩负着这种使任而应用而生的,它不仅简单、方便而且还成本低廉,受到普遍欢迎。
但现在由于它的技术还不够完善,使得在很多方面都差强人意,若在传输的过程信号很容易受到干扰,从而导致信号的失真,引起误差等。
不过,其开发的潜质,我们也是有目共睹的,我们相信在未来的不久,无线数据传输将是在通信方面执牛耳者。
1.1无线数据传输概述
一般的数字采集系统,是通过传感器将捕捉的现场信号转换为电信号,经模/数转换器ADC采样、量化、编码后,为成数字信号,存入数据存储器,或送给微处理器,或通过无线方式将数据发送给接收端进行处理。
无线数据传输系统就是这样一套利用无线手段,将采集的数据由测量站发送到主控站的设备。
1.2设计任务
实现无线数据传输,利用传感器来捕捉的现场信号转换为电信号,由模/数转换器ADC转化成数字信号,送给微处理器处理,或通过无线方式将数据发送给接收端进行处理。
1.3系统主要功能
主控站发送的指令中包含一定数量的同步符55H和3字节的密码。
测量站在连续收到5个同步符后进行密码验证,验证通过后正式接收指令字节;如未通过,则测量站发一信号让主控站重发,三次验证不过则停发该命令。
测量站发/主控站收时,验证方式与此相同。
验证通过后,测量站开始发送数据
1.4系统组成
AT89C51单片机在无线数据传输中的应用
数理与信息工程学院05计算机专升本董越
指导教师:
余水宝张胜
第1节引言
通信在当今和平世界已经成为不可或缺的一部分,无论大到军事演练,还是小到百姓生活都离不开它。
传统上,通信是由电线、电缆以及光缆等物质媒介来传输的,但随着通信事业的发展,传统的传输已经日益跟不上通信的基本的需求,这就需要一个新的传输方式来支持未来通信。
我们的无线数据传输就是肩负着这种使任而应用而生的,它不仅简单、方便而且还成本低廉,受到普遍欢迎。
但现在由于它的技术还不够完善,使得在很多方面都差强人意,若在传输的过程信号很容易受到干扰,从而导致信号的失真,引起误差等。
不过,其开发的潜质,我们也是有目共睹的,我们相信在未来的不久,无线数据传输将是在通信方面执牛耳者。
1.1无线数据传输概述
一般的数字采集系统,是通过传感器将捕捉的现场信号转换为电信号,经模/数转换器ADC采样、量化、编码后,为成数字信号,存入数据存储器,或送给微处理器,或通过无线方式将数据发送给接收端进行处理。
无线数据传输系统就是这样一套利用无线手段,将采集的数据由测量站发送到主控站的设备。
1.3设计任务
实现无线数据传输,利用传感器来捕捉的现场信号转换为电信号,由模/数转换器ADC转化成数字信号,送给微处理器处理,或通过无线方式将数据发送给接收端进行处理。
1.3系统主要功能
主控站发送的指令中包含一定数量的同步符55H和3字节的密码。
测量站在连续收到5个同步符后进行密码验证,验证通过后正式接收指令字节;如未通过,则测量站发一信号让主控站重发,三次验证不过则停发该命令。
测量站发/主控站收时,验证方式与此相同。
验证通过后,测量站开始发送数据
1.4系统组成
系统由测量站和主控站两部分组成。
测量站主要完成对现场信号的采集、存储,接收遥控指令并发送数据。
主控站的主要工作是发送遥控指令、接收数据信息、进行数据处理和数据管理、随机显示打印等。
第2节数据传输硬件设计
2.1系统的硬件构成
无线数据传输的原理框图如图3所示。
它由以下几个部件组成:
单片机AT89C51、光耦器、反向器、MAX232、数字电台。
2.2AT89C2051单片机及其引脚说明
AT89C51单片机,是一种低功耗、高性能的、片内含有4KBFlashROM的8位CMOS单片机,工作电压范围为2.7~6V(实际使用+5V供电),8位数据总线。
它有一个可编程的全双工串行通信接口,能同时进行串行发送和执着收。
通过RXD引脚(串行数据接收端)和TXD引脚(串行数据发送端)与外界进行通信。
2.3AT89C51串行口工作方式
AT89C51串行口可设置四种工作方式,可有8位、10位和11位帧格式。
本系统中,AT89C51串行口工作于方式3,即帧11位的异步通信格式:
1位起始位,8位数据位(低位在前),1位可编程数据位,1位停止位。
发送前,由软件设置第9位数据(TB8)作奇偶校验位,将要发送的数据写入SBUF,启动发送过程。
串行口能自动把TB8取出,装入到第9位数据的位置,再逐一发送出去。
发送完毕,使TI=1。
接收时,置SCON中的REN为1,允许接收。
当检测到RXD(P3.0端有“1”到“0”的跳变(起始位)时,开始接收9位数据,送入移位寄存器(9位)。
当满足RI=0且SM2=0或接收到的9位数据为1时,前8位数据送入SBUF,第9位数据送入SCON中的RB8,置RI为1;否则,这次接收无效,不置位RI。
串口方式3的波特率由定时器T1的溢出率与SMOD值同时决定:
方式3波特率=T1溢出率/n当SMOD=0时,n=32;SMOD=1时,n=16。
T1溢出率取决于T1的计数速率(计数速率=fosc/12)和TI预置的初值。
定时器T1用作波特率发生器,工作于模式2(自动重装初值)。
设TH1和TL1定时计数初值为X,则每过“28-X”个机器周期,T1就会发生一次溢出。
初值X确定如下:
X=256-fosc×(SMOD+1)/384×BTL
本系统中,SMOD=0,波行率BTL=1200,晶振fosc=6MHz,所以初值X=F3H。
2.4AT89C51与数字电台的硬件连接
系统采用异步串行通信方式传输测量数据。
利用单片机串口与数字电台RS232数据口相连。
电台常态为收状态(PPT=0,收状态;PPT=1,发状态),单片机P3.5脚输出高电平。
单片机使用TTL电平,电台使用RS232电平,由MAX232完成TTL电平与RS232电平之间的转换。
3片光电耦合器6N137实现单片机与电台之间的电源隔离,增强系统抗干扰性能。
单片机通过带控制端的三态缓冲门74HC125、非门74HC14控制电台的收发转换,以及指令的接收和数据发送。
接收时,P3.5=1,c2=1,74HC125B截止;P3.5经74HC14反相、光电隔离,使电台PPT脚为低电平,将其置为接收状态;同时c1=0,74HC125A导通,接收的指令由电台的RXD端输入,经MAX232电平变换、光电隔离、74HC125A缓冲门,送入单片机RXD脚。
发射时,P3.5=0,经74HC14反相、光电隔离,使电台PPT脚为高电平,将其置为发射状态;同时c1=1,74HC125A截止,c2=0,74HC125B导通,数据由单片机TXD脚输出,经74HC125B缓冲门、光电隔离、MAX232电平变换,通过电台TXD端口将数据发送出去。
2.5通信协议与波特率
数字电台与单片机、终端主控机的通信协议为:
通信接口——标准串行RS232接口,9线制半双工方式;
通信帧格式——1位起始位,8位数据位,1位可编程数据位,1位停止位;波特率——1200baud。
数字电台选用Motorola公司的GM系列车载电台,工作于VHF/UHF频段,可进行无线数传(9线制标准串行RS232接口),也可进行话音通信;采用二进制移频键控(2FSK)调制解调方式,符合国际电报电话咨询委员会CCITT.23标准。
在话带内进行数字传输时,推荐在不高于1200b/s数据率时使用。
实际使用时,电台工作于220~240MHz频率范围,采用半双工方式(执行收、发操作,但不能同时进行)即可满足系统要求。
第3节系统的软件设计
3.1通信系统软件设计
通信软件至关重要,一旦出现问题,整个系统就会瘫痪。
采取差错控制与容错技术是非常重要的。
主控站发送的指令中包含一定数量的同步符55H和3字节的密码。
测量站在连续收到5个同步符后进行密码验证,验证通过后正式接收指令字节;如未通过,则测量站发一信号让主控站重发,三次验证不过则停发该命令。
测量站发/主控站收时,验证方式与此相同。
验证通过后,测量站开始发送数据。
*一个指令由3字节构成,第二字节等于第一字节加上35H,第3字节等于第二字节加上36H。
如果收到的指令不符合此规则,则重发该命令,连续三次错误时停发。
*主控站每发一个指令,测量站都回送一个应答信号。
该应答信号中包含原指令样本。
下面给出单片机串行口与电台的基本通信程序。
3.2源程序
初始化程序:
BTLEQU2FH;波特率放在内部RAM的2FH单元
MOVTMOD,#21H;T0方式1,16位计数器,T1方式2,串口用
SETBTR0;启动T0
MOVBTL,#0F3H;波特率设定为1200
MOVSCON,#0C0H;串口方式3,9位数据,禁止接收
接收及验证程序:
NUMEQU2BH;同步符个数值存放在内部RAM的2BH单元
TEMPEQU2CH
ROM-CH:
DB55H,55H,55H,55H,55H,55H,55H,55H,55H,55H
DB55H,55H,55H,55H,55H,55H,55H,55H,55H,55H;20字节同步符
MIMDB'WSC';3字节密码“WSC”
SETBP3.5;置电台收状态
SETBREN;允许串口接收
A1:
MOVNUM,#0;记录连续到同步符55H的个数
A2:
JBRI,A2;串口有数据转A3
A3:
CLRRI;清接收中断标志
MOVA,