文档详情

《基于NRF2401无线通信的设计》-毕业论文(设计).doc

发布:2018-11-30约6.15千字共18页下载文档
文本预览下载声明
基于单片机无线传输的数据采集系统 第 PAGE 1 页 共 NUMPAGES 18 页 系统总体设计 第一节 引言 数据采集技术是信息科学的一个重要部分,广泛地应用到测量、监测、工业控制、诊断、科学试验等各个领域中。例如,当监测一些对人体有害的环境时,工作人员现场监测就可能对人的生命构成危害,这时我们可以采用测量站在线监测、工作人员在主控站查看数据的方式。 通信已经成为人类生活不可或缺的一部分。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,传统的通信传输已经跟不上需求,这就需要一个新的传输方式来支持未来通信。无线数据传输,它不仅简单、方便而且还成本低廉,受到普遍欢迎,其开发的潜质也是有目共睹的。 第二节 系统方案 1.2.1设计任务 实现无线数据传输,利用温度传感器采集现场的温度,由模/数转换器ADC将现场模拟信号(即电压)转化成数字信号,送给微处理器处理,最后通过无线方式将数据发送给接收端进行处理。 1.2.2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。在本系统中采用无线传输模组nRF2401A。 第三节 系统主要功能及组成 本系统由测量站和主控站两部分组成。测量站实时采集温度和电压,并将采集到的数据传送到主控站。主控站可以实时接收测量站的数据,并显示当前时间。 测量站的主要部分是STC89C52单片机及其控制的外围电路,其外围电路有检测部分和无线发射部分。此外,为了方便调试还增加了显示部分、串口和控制部分。测量站的硬件框图如图1-1所示: 图1-1 测量站框图 (1)检测部分采用温度传感器DS18B20和模数转换ADC0809。 (2)无线发射部分采用无线模块nRF2401A模块。 (3)显示部分采用LCD液晶显示器1602以及LED。 (4)串口部分采用电平转换芯片MAX232。 (5)控制部分采用按键。 主控站的主要部分是STC89C52单片机及其控制的外围电路,其外围电路有显示部分和无线接收部分,此外,为了方便调试还增加了串口和控制部分。测量站和主控站的硬件框图如图1-2所示: 图1-2 主控站框图 (1)显示部分采用LCD液晶显示器1602以及LED。 (2)无线接收部分采用无线模块nRF2401模块。 (3)串口部分采用电平转换芯片MAX232。 (4)控制部分采用按键。 硬件设计 第一节 主要元件技术说明 2.1.1微控制器STC89C52 STC89C52是宏晶科技生产的一款单片机。它集Flash程序存储器、通用8位微处理器于一体。它与51系列单片机完全兼容,但它的存储和抗干扰能力更强,处理速度更快,功耗更低 。可广泛应用于各种控制领域。STC89C52引脚图如图2-1所示: 图2-1 STC89C52引脚图 STC89C52主要性能参数: ·与MCS-51产品指令系统完全兼容 ·8k字节在系统编程Flash闪速存储器 ·10000次擦写周期 ·4.1~5.5V的工作电压范围 ·全静态工作模式:0Hz~80MHz ·128×8字节内部RAM ·32个可编程I/O口线 ·3个16位定时/计数器 ·6个中断源 ·全双工串行UART通道 ·低功耗空闲和掉电模式 ·有看门狗功能 2.1.2无线模组nRF2401A nRF2401是单片射频收发芯片,工作于2.4~2.5GHz ISM频段,芯片内置频率合成器、功率放大器、晶体振荡器和调制器等功能模块,输出功率和通信频道可通过程序进行配置。芯片能耗非常低,以-5dBm的功率发射时,工作电流只有10.5mA,接收时工作电流只有18mA,多种低功率工作模式,节能设计更方便。其DuoCeiverTM技术使nRF2401可以使用同一天线,同时接收两个不同频道的数据。nRF2401适用于多种无线通信的场合,如无线数据传输系统、无线鼠标、遥控开锁、遥控玩具等。 1、芯片管脚连接及功能描述 表2-1 nRF2401A引脚及功能 2、主要性能参数: ·可以进行无线数据发送和接收 ·工作电压:3.3V ·0~1M数据传输速率 ·2.4G~2.5G全球通用频段 ·125阶(梯度1MHz)收发频率 ·地址检验和CRC校验 3、使用nRF2401A时需要注意的地方: (1)并不是 18 个Byte 的命令字全部需要写入,通常我们只需要写后 15 个 Byte 即可; (2)15个 Byte 的命令字在 nRF240
显示全部
相似文档