无线电子锁的硬件系统设计
摘要
随着电子产品向智能化和微型化的不断发展，单片机已成为电子产品研制和开发中的首选控制器。随着人们生活水平的提高，如何实现防盗也成为生活中尤其突出的问题，传统的机械锁由于其构造简单，安全性能低，无法满足人们的需要，电子锁的出现给这一问题带来了解决方案。
电子锁整个系统分为上位机控制，电子锁控制器，电子锁接收器三部分。从经济实用的角度出发，采用AT89C51作为主芯片，结合外围的键盘输入、显示器、报警器、无线发射装置等来控制整个系统。
电子锁控制器处于中间控制环节，用RS485与上位机连接，用905无线天线发送开锁信号和接送锁的状态信号。经试验证明，该无线电子锁具有设计方法合理，简单易行，成本低，安全实用等特点，符合机柜用锁要求。
关键词：无线密码锁；单片机；键盘；
Abstract
As electronic products are developing towards intelligence and miniaturization, SCM has become the preferred controller electronic products research and development. With the improvement of people's living standards, how to achieve the anti-theft has become particularly prominent problem in life, the traditional mechanical lock because of its simple structure, safety performance is low, unable to meet the needs of the people, electronic lock appears to this problem brings solutions.
The whole system is divided into electronic lock control host computer, electronic lock controller, electronic lock receiver part three. From the economical point of view, using
AT89C51 as the main chip, combined with external keyboard input, display, alarm, the wireless transmitting device to control the whole system.
Electronic lock controller in the middle control link, connecting with RS485 and PC, with 905 wireless antenna transmits the unlocking signal and transfers the state of the lock signal. Proved by the experiment, the wireless electronic lock has the advantages of reasonable design methods, simple, low cost, safe and practical features, meet the cabinet lock request.
Keywords: wireless keyboard password lock; MCU;
目录
第一章绪论 (4)
1.1 引言 (4)
1.2 电子密码锁的背景 (4)
1.3 无线电子锁设计的意义的本设计特点 (5)
1.4 无线电子锁设计任务 (5)
1.5 主要设计各章节安排 (6)
第二章系统设计 (7)
2.1系统总设计结构图 (7)
2.2 控制部分设计 (8)
2.3 芯片介绍 (8)
2.4 RS232和RS485接口介绍 (10)
2.5 LCD12864液晶显示器介绍 (14)
2.6 nRF905无线发射器介绍 (15)
第三章控制部分硬件设计 (18)
3.1 Protel99简介 (18)
3.2 键盘设计 (19)
3.3显示器设计 (19)
3.4报警器的设计 (21)
3.5晶振时钟电路的设计 (21)
3.6 上位机通信的设计 (22)
3.7 无线收发部分设计 (23)
3.8电路图的绘制 (25)
第四章软件设计简介 (26)
4.1 KEIL C51软件介绍 (26)
4.2 软件设计框架 (27)
4.3 按键软件设计 (27)
4.4 显示软件指令分析 (29)
第五章设计总结 (30)
致谢 (31)
参考文献 (31)
第一章绪论
1.1 引言
随着人们生活水平的提高，如何实现家庭防盗这一问题也变的尤其的突出，传统的机械锁由于其构造的简单，被撬的事件屡见不鲜，电子锁由于其保密性高，使用灵活性好，安全系数高，受到了广大用户的喜爱。锁是置于可启闭的器物上,用以关住某个确定的空间范围或某种器具的,必须以钥匙或暗码打开的扣件。锁具发展到现在已有若干年的历史了，人们对它的结构、机理也研究得很透彻，因此，不用钥匙就能打开的方法和工具也层出不穷。现代人类文明社会里，由于社会中各种矛盾冲突十分剧烈，人们的思想道德观念，价值观念，文化修养水平等差异，群众中良莠不齐，善良的人们能够自觉规范自已的行为，“非礼不为”，虽无钥匙亦不会乱闯。然而，那些毫无道德观念的盗贼却想方设法利用高科技手段撬门开锁，使广大居民防不胜防。
为什么会出现这种情况呢？因为传统锁具都存在致命的弱点：
第一、锁芯采用常见的铜、铝、锌等材料，抵抗不了强力破坏；
第二、锁具制作工艺，技术落后，无法阻止技术手段的开启。
目前，市场上很多国内外的锁具，实际上都不具备真正的防盗功能。在惯偷面前，两根钢丝或几件简单的工具就可以把这些锁打开，有的惯偷甚至公开扬言：“没有我打不开的锁。”其实，不是他们多高明，而是一般锁具技术原理太过简单。面对这一残酷的现状，新时代提出了锁具必须革命的迫切的要求。
1.2 电子密码锁的背景
随着社会科技的进步，锁已发展到了密码锁、磁性锁、电子锁、激光锁、声控锁等等。在传统钥匙的基础上，加了一组或多组密码，不同声音，不同磁场，不同声波，不同光束光波，不同图像。（如指纹、眼底视网膜等）来控制锁的开启。从而大大提高了锁的安全性，使不法之徒无从下手，人们也就能对自身财产安全有了更多的保障。当今安全信息系统应用越来越广泛，特别在保护机密、维护隐私和财产保护方面起到重大作用，而基于电子密码锁的安全系统是其中的组成部分，因此研究它具有重大的现实意义。据有关资料介绍，电子密码锁的研究从20世纪30年代就开始了，在一些特殊场所早就有所应用。但当时多半是配合机械锁一起作用且存在着诸如体积较大，成本较高，可靠性较低等缺点一时难以普及。
20世纪80年代后，随着信息技术、集成电路、半导体技术的发展，电子密码锁的设计也取得了快速的进步。
发展到现状，欧美及日韩等国家，电子智能锁的使用已经相当普遍，尤其在民用市场的普及率更是远高于国内。据统计，在欧美电子锁占民用锁50%的市场，日韩智能锁占民用锁70%以上的市场，尤其在韩国，其公寓的智能锁使用率高达90%。根据韩国知名智能锁品牌ramax（诺迈思）的官方数据，韩国目前电子锁市场规模为100万套，而其中零售（B2C）市场所占的份额为80%，且其民用市场已发展成熟，其中50%的用户是在
既有电子锁的基础上，进行新电子锁的替换。而目前在中国，电子锁仅占民用锁不到2%的市场。在人们已经习惯刷卡进入办公区域，并对银行等金融区域键盘式电子锁，甚至是生物识别锁都习以为常时，我们可以肯定在国内电子智能锁不但会在商用方面继续发展，同时在民用方面也将有更为广阔的前景。
1.3 无线电子锁设计的意义的本设计特点
单片机，亦称单片微电脑或单片微型计算机。它是把中央处理器（CPU）、随机存取存储器（RAM）、只读存储器（ROM）、输入/输出端口（I/0）等主要计算机功能部件都集成在一块集成电路芯片上的微型计算机。计算机的产生加快了人类改造世界的步伐，但是它毕竟体积大。微计算机（单片机）在这种情况下诞生了，它为我们改变了什么？纵观我们现在生活的各个领域，从导弹的导航装置，到飞机上各种仪表的控制，从计算机的网络通讯与数据传输，到工业自动化过程的实时控制和数据处理，以及我们生活中广泛使用的各种智能IC 卡、电子宠物等，这些都离不开单片机。以前没有单片机时，这些东西也能做，但是只能使用复杂的模拟电路，然而这样做出来的产品不仅体积大，而且成本高，并且由于长期使用，元器件不断老化，控制的精度自然也会达不到标准。在单片机产生后，我们就将控制这些东西变为智能化了，我们只需要在单片机外围接一点简单的接口电路，核心部分只是由人为的写入程序来完成。这样产品的体积变小了，成本也降低了，长期使用也不会担心精度达不到了，且容易升级改善。
电子锁可以在日常生活和现代办公中，住宅与办公室的安全防范、单位的文件档案、财务报表以及一些个人资料的保存等多种场合使用。大大提高了主人物资的安全性，安全可以代替老式机械锁。目前使用的密码锁种类繁多，各具特色。本文从经济实用的角度出发，采用AT89C2051单机，研制了一款具有防盗自动报警功能的电子密码锁。该密码锁设计方法合理，简单易行，成本低，符合住宅、办公室用锁要求，具有一定的推广价值。
（1）系统设置6位密码，密码通过键盘输入，若密码正确，则将锁打开。
（2）密码由用户自己设定，在开锁状态下，用户可自行修改密码。
（3）具有自动报警功能。自动报警分现场报警和远程报警两种。现场报警由扬声器发出报警声。
（4）两种情况下可报警：一是密码输入错误3次，则报警；二是非正常开门，如破门而入的情况，可通过系统的红外监视装置监测，同时报警，保证了系统的安全性。系统工作时，用户通过按键输入6位密码，单片机将输入密码与设定密码进行比较，若密码正确，则发出开锁信号，将门打开，系统不报警；若密码不正确，则有相应的指示灯闪动，并要求重新输入密码，重新输入密码的次数不能超过3次，若3次输入的密码都不正确，则发出报警信号。
1.4 无线电子锁设计任务
设计制作一套遥控电子锁，用于机柜柜门打开和监控。整个系统分为上位机控制，电子锁控制器，电子锁接收器三部分。电子锁控制器是处在中间环节，用RS232和RS485
与上位机连接，用905无线天线发送开锁信号和接收锁的状态信号。另外，需要按键和液晶，便于手动控制。
控制器硬件设计主要有电源模块设计，按键模块设计，液晶模块，无线收发模块，RS485和RS232模块。
1.5 主要设计各章节安排
第一章，绪论。主要是简要的介绍课题研究的背景意义，电子锁的发展现状还有电子锁的分类。
第二章，系统设计。本章对系统整体设计进行介绍、应用场景的介绍和控制部分硬件设计用到相关器件的介绍。
第三章，控制部分硬件设计。着重介绍了控制部分组成的个部件的设计，并画出原理图，还有对相关器件的引脚功能进行介绍，对画电路图所用的软件进行了介绍。
第四章，软件设计简介。对软件编程要用到的软件进行介绍，给出软件设计的总体思路。并对某些部分的器件软件编程和分析。
第五章，设计总结。分析并总结了本文所做的工作，对以后需要的改进和提高做出展望。
第二章系统设计
2.1系统总设计结构图
图2.1系统总体框架
整个系统分为上位机控制，电子锁控制器，电子锁接收器三部分。电子锁控制器是处在中间环节，用RS232和RS485与上位机连接，用905无线天线发送开锁信号和接收锁的状态信号。上位机联网可以通过局域网被远方的人控制，而上位机通过控制无线控制器部分对机柜上的电子锁进行控制。
供电公司变电工区在远方，远离机柜锁。操作员通过局域网输入指令来控制变电站管理主机从而来控制机柜锁的开关。
变电站值班室距离现场不远，在几米到几十米之间。变电站管理主机发送命令到无线集中控制器部分来控制无线集中控制器对应的机柜组的某台机柜的电子锁的开关。
变电站屏柜室在现场，分为无线集中控制器和无线遥控锁机柜两部分。无线集中控制器可以接受上位机的指令来控制机柜电子锁也可以再现场按键输入信号来控制。无线遥控锁接受指令来实现开锁和进行密码的核对反馈。
我所设计的是控制器的硬件部分，该部分由键盘、显示器、无线收发器、单片机和上位机通信接口等组成。
2.2 控制部分设计
图2.2控制部分框架图
本设计由主控芯片51单片机，单片机时钟电路，键盘，无线收发器，液晶显示器和报警器组成。单片负责控制整个系统的执行过程，并且单片机可以连接上位机系统接收命令。
2.3 芯片介绍
AT89C51是一种带4K字节闪烁可编程可擦除只读存储器（FPEROM—Falsh Programmable and Erasable Read Only Memory）的低电压，高性能CMOS8位微处理器，俗称单片机。单片机的可擦除只读存储器可以反复擦除100次。该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。由于将多功能8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中，ATMEL的AT89C51是一种高效微控制器。
主要特性：
·与MCS-51 兼容·4K字节可编程闪烁存储器·寿命：1000写/擦循环
·数据保留时间：10年·全静态工作：0Hz-24MHz·三级程序存储器锁定
·128×8位内部RAM·32可编程I/O线·两个16位定时器/计数器·5个中断源·可编程串行通道·低功耗的闲置和掉电模式·片内振荡器和时钟电路
管脚说明：
VCC：供电电压。GND：接地。
P0口：P0口为一个8位漏级开路双向I/O口，每脚可吸收8TTL门电流。当P1口的管脚第一次写1时，被定义为高阻输入。P0能够用于外部程序数据存储器，它可以被定义为数据/地址的第八位。
P1口：P1口是一个内部提供上拉电阻的8位双向I/O口，P1口缓冲器能接收输出4TTL门电流。P1口管脚写入1后，被内部上拉为高，可用作输入，P1口被外部下拉为低电平时，将输出电流，这是由于内部上拉的缘故。
P2口：P2口为一个内部上拉电阻的8位双向I/O口，P2口缓冲器可接收，输出4个TTL门电流，当P2口被写“1”时，其管脚被内部上拉电阻拉高，且作为输入。并因此作为输入时，P2口的管脚被外部拉低，将输出电流。这是由于内部上拉的缘故。P2口当用于外部程序存储器或16位地址外部数据存储器进行存取时，P2口输出地址的高八位。在给出地址“1”时，它利用内部上拉优势，当对外部八位地址数据存储器进行读写时，P2口输出其特殊功能寄存器的内容。
P3口：P3口管脚是8个带内部上拉电阻的双向I/O口，可接收输出4个TTL门电流。当P3口写入“1”后，它们被内部上拉为高电平，并用作输入。作为输入，由于外部下拉为低电平，P3口将输出电流（ILL）这是由于上拉的缘故。
P3口也可作为AT89C51的一些特殊功能口，如下表所示：
P3.0 RXD（串行输入口）P3.1 TXD（串行输出口）
P3.2 /INT0（外部中断0）P3.3 /INT1（外部中断1）
P3.4 T0（记时器0外部输入）P3.5 T1（记时器1外部输入）
P3.6 /WR（外部数据存储器写选通）P3.7 /RD（外部数据存储器读选通）
P3口同时为闪烁编程和编程校验接收一些控制信号。
RST：复位输入。当振荡器复位器件时，要保持RST脚两个机器周期的高电平时间。 ALE/PROG：当访问外部存储器时，地址锁存允许的输出电平用于锁存地址的地位字节。在FLASH编程期间，此引脚用于输入编程脉冲。在平时，ALE端以不变的频率周期输出正脉冲信号，此频率为振荡器频率的1/6。因此它可用作对外部输出的脉冲或用于定时目的。然而要注意的是：每当用作外部数据存储器时，将跳过一个ALE脉冲。另外，该引脚被略微拉高。如果微处理器在外部执行状态ALE禁止，置位无效。
/PSEN：外部程序存储器的选通信号。在由外部程序存储器取指期间，每个机器周期两次/PSEN有效。但在访问外部数据存储器时，这两次有效的/PSEN信号将不出现。 /EA/VPP：当/EA保持低电平时，则在此期间外部程序存储器（0000H-FFFFH），不管是否有内部程序存储器。注意加密方式1时，/EA将内部锁定为RESET；当/EA端保持高电平时，此间内部程序存储器。
XTAL1：反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入。
XTAL2：来自反向振荡器的输出。
图2.3 AT89C51芯片图
2.4 RS232和RS485接口介绍
一、RS232
RS-232C标准（协议）的全称是EIA-RS-232C标准，定义是“数据终端设备（DTE）和数据通讯设备（DCE）之间串行二进制数据交换接口技术标准”。它是在1970年由美国电子工业协会（EIA）联合贝尔系统、调制解调器厂家及计算机终端生产厂家共同制定的用于串行通讯的标准。其中EIA(Electronic Industry Association)代表美国电子工业协会，RS（Recommended standard）代表推荐标准，232是标识号，C代表RS232 1、RS-232口引脚
由于RS-232C并未定义连接器的物理特性，因此，出现了DB-25、DB-15和DB-9各种类型的连接器，其引脚的定义也各不相同。下面是常用的DB-25和DB-9连接器接口图：
图2.4.1 DB25 和DB9引脚图
有两根线SG、PG——信号地和保护地信号线。
（5）、其余
载波检测( Carrier Detection-CD)——用来表示DCE已接通通信链路，告知DTE准备接收数据。(DCE->DTE)
振铃指示(Ringing-RI)——当DCE收到交换台送来的振铃呼叫信号时，使该信号有效（ON状态），通知DTE，已被呼叫。(DCE->DTE)
通常的应用系统中，往往是CPU和I/O设备之间传送信息，两者都是DTE，比如PC和色温计，PC和单片机之间的通信，双方都能发送和接收，它们的连接只需要使用三根线即可，即RXD,TXD和GND，
2、RS-232C的电气特性
(1)逻辑电平
在TXD和RXD上：
逻辑1(MARK)=-3V～-15V逻辑0(SPACE)=+3～＋15V
在RTS、CTS、DSR、DTR和DCD等控制线上：
信号有效（接通，ON状态，正电压）＝+3V～+15V
信号无效(断开，OFF状态，负电压)=-3V～-15V
由以上定义可以看出，信号无效的电平低于-3V，也就是当传输电平的绝对值大于3V 时，电路可以有效地检查出来，介于-3～+3V之间的电压无意义，低于-15V或高于+15V 的电压也认为无意义，因此，实际工作时，应保证电平的绝对值在(3～15)V之间。
当计算机和TTL电平的设备通信时，如计算机和单片机通信时，需要使用
RS-232C/TTL 电平转换器件，常用的有MAX232。
(2)传输距离
由RS-232C标准规定在码元畸变小于4%的情况下，传输电缆长度应为15m，其实这个4%的码元畸变是很保守的，在实际应用中，约有99%的用户是按码元畸变10-20%的范围工作的，所以实际使用中最大距离会远超过15m。
3、 RS-232C的不足之处
由于RS－232C接口标准出现较早，难免有不足之处，主要有以下四点：
（1）接口的信号电平值较高，易损坏接口电路的芯片，又因为与TTL 电平不兼容故需使用电平转换电路方能与TTL电路连接。
（2）传输速率较低，在异步传输时，波特率最大为19200bps。
（3）接口使用一根信号线和一根信号返回线而构成共地的传输形式，这种共地传输容易产生共模干扰，所以抗噪声干扰性弱。
（4）传输距离有限，实际最大传输距离只有50米左右.
二、RS485
特点 1. RS-485的电气特性：逻辑“1”以两线间的电压差为+（2—6） V表示；逻辑“0”以两线间的电压差为-（2—6）V表示。接口信号电平比RS-232-C降低了，就不易损坏接口电路的芯片，且该电平与TTL电平兼容，可方便与TTL电路连接。
2. RS-485的数据最高传输速率为10Mbps
3. RS-485接口是采用平衡驱动器和差分接收器的组合，抗共模干扰能力增强，即抗噪声干扰性好。
4. RS-485最大的通信距离约为1219M，最大传输速率为10Mb/S，传输速率与传输距离成反比，在100Kb/S的传输速率下，才可以达到最大的通信距离，如果需传输更长的距离，需要加485中继器。RS-485总线一般最大支持32个节点，如果使用特制的485芯片，可以达到128个或者256个节点，最大的可以支持到400个节点。首选的串行接口
因RS-485接口具有良好的抗噪声干扰性，长的传输距离和多站能力等上述优点就使其成为首选的串行接口。因为RS485接口组成的半双工网络，一般只需二根连线，所以RS485接口均采用屏蔽双绞线传输。 RS485接口连接器采用DB-9的9芯插头座，与智能终端RS485接口采用DB-9（孔），与键盘连接的键盘接口RS485采用DB-9（针）。（1）RS485接口
RS485采用差分信号负逻辑，＋2V～＋6V表示“0”，- 6V～- 2V表示“1”。RS485有两线制和四线制两种接线，四线制只能实现点对点的通信方式，现很少采用，现在多采用的是两线制接线方式，这种接线方式为总线式拓朴结构在同一总线上最多可以挂接32个结点。在RS485通信网络中一般采用的是主从通信方式，即一个主机带多个从机。很多情况下，连接RS-485通信链路时只是简单地用一对双绞线将各个接口的“A”、“B”端连接起来。而忽略了信号地的连接，这种连接方法在许多场合是能正常工作的，但却埋下了很大的隐患，这有二个原因：(1)共模干扰问题： RS-485接口采用差分方式传输信号方式，并不需要相对于某个参照点来检测信号，系统只需检测两线之间的电位差就可以了。但人们往往忽视了收发器有一定的共模电压范围，RS-485收发器共模电压范围为-7～+12V，只有满足上述条件，整个网络才能正常工作。当网络线路中共模电压超出此范围时就会影响通信的稳定可靠，甚至损坏接口。(2)EMI问题：发送驱动器输出信号中的共模部分需要一个返回通路，如没有一个低阻的返回通道（信号地），就会以辐射的形式返回源端，整个总线就会像一个巨大的天线向外辐射电磁波。由于PC机默认的只带有RS232接口，有两种方法可以得到PC上位机的RS485电路：（1）通过RS232/RS485转换电路将PC机串口RS232信号转换成RS485信号，对于情况比较复杂的工业环境最好是选用防浪涌带隔离珊的产品。（2）通过PCI多串口卡，可以直接选用输出信号为RS485类型的扩展卡。（3）功能
PC与智能设备通讯多借助RS232、RS485、以太网等方式，主要取决于设备的接口规范。但RS232、RS485只能代表通讯的物理介质层和链路层，如果要实现数据的双向访问，就必须自己编写通讯应用程序，但这种程序多数都不能符合ISO/OSI的规范，只能实现较单一的功能，适用于单一设备类型，程序不具备通用性。在RS232或RS485设备联成的设备网中，如果设备数量超过2台，就必须使用RS485做通讯介质，RS485网的设备间要想互通信息只有通过“主（Master）”设备中转才能实现，这个主设备通常是PC，而这种设备网中只允许存在一个主设备，其余全部是从（Slave）设备。而现场总
线技术是以ISO/OSI模型为基础的，具有完整的软件支持系统，能够解决总线控制、冲突检测、链路维护等问题。
2.5 LCD12864液晶显示器介绍
1、概述
带中文字库的128X64是一种具有4位/8位并行、2线或3线串行多种接口方式，内部含有国标一级、二级简体中文字库的点阵图形液晶显示模块；其显示分辨率为
128×64, 内置8192个16*16点汉字，和128个16*8点ASCII字符集.利用该模块灵活的接口方式和简单、方便的操作指令，可构成全中文人机交互图形界面。可以显示8×4行16×16点阵的汉字. 也可完成图形显示.低电压低功耗是其又一显著特点。由该模块构成的液晶显示方案与同类型的图形点阵液晶显示模块相比，不论硬件电路结构或显示程序都要简洁得多，且该模块的价格也略低于相同点阵的图形液晶模块。
2.5.2、基本特性:
（1）、低电源电压（VDD:+3.0--+5.5V）（2）、显示分辨率:128×64点（3）、内置汉字字库，提供8192个16×16点阵汉字(简繁体可选) （4）、内置 128个16×8点阵字符（5）、2MHZ时钟频率（6）、显示方式：STN、半透、正显（7）、驱动方式：1/32DUTY，1/5BIAS （8）、视角方向：6点（9）、背光方式：侧部高亮白色LED，功耗仅为普通LED的1/5—1/10 （10）、通讯方式：串行、并口可选（11）、内置DC-DC 转换电路，无需外加负压（12）、无需片选信号，简化软件设计（13）、工作温度: 0℃ - +55℃ ,存储温度: -20℃ - +60℃
● 忙标志:BF BF标志提供内部工作情况.BF=1表示模块在进行内部操作,此时模块不接受外部指令和数据.BF=0时,模块为准备状态,随时可接受外部指令和数据.利用STATUS RD 指令,可以将BF读到DB7总线,从而检验模块之工作状态.
● 字型产生ROM（CGROM）字型产生ROM（CGROM）提供8192个此触发器是用于模块屏幕显示开和关的控制。DFF=1为开显示（DISPLAY ON),DDRAM 的内容就显示在屏幕上，DFF=0为关显示（DISPLAY OFF)。DFF 的状态是指令DISPLAY ON/OFF和RST信号控制的。
● 显示数据RAM（DDRAM）模块内部显示数据RAM提供64×2个位元组的空间，最多可控制4行16字（64个字）的中文字型显示，当写入显示数据RAM时，可分别显示CGROM 与CGRAM的字型；此模块可显示三种字型，分别是半角英数字型(16*8)、CGRAM字型及CGROM的中文字型，三种字型的选择，由在DDRAM中写入的编码选择，在0000H—0006H 的编码中（其代码分别是0000、0002、0004、0006共4个）将选择CGRAM的自定义字型，02H—7FH的编码中将选择半角英数字的字型，至于A1以上的编码将自动的结合下一个位元组，组成两个位元组的编码形成中文字型的编码BIG5（A140—D75F），GB
（A1A0-F7FFH）。
● 字型产生RAM(CGRAM) 字型产生RAM提供图象定义(造字)功能, 可以提供四组
16×16点的自定义图象空间，使用者可以将内部字型没有提供的图象字型自行定义到CGRAM中，便可和CGROM中的定义一样地通过DDRAM显示在屏幕中。
● 地址计数器AC地址计数器是用来贮存DDRAM/CGRAM之一的地址,它可由设定指令暂存器来改变，之后只要读取或是写入DDRAM/CGRAM的值时，地址计数器的值就会自动加一，当RS为“0”时而R/W为“1”时，地址计数器的值会被读取到DB6——DB0中。
光标/闪烁控制电路
此模块提供硬体光标及闪烁控制电路，由地址计数器的值来指定DDRAM中的光标或闪烁位置。
2.6 nRF905无线发射器介绍
nRF905是挪威Nordic VLSI公司推出的单片射频收发器，工作电压为1.9～3.6V，32引脚QFN封装(5×5mm)，工作于433/868/915MHz三个ISM(工业、科学和医学)频道，频道之间的转换时间小于650us。nRF905由频率合成器、接收解调器、功率放大器、晶体振荡器和调制器组成，不需外加声表滤波器， ShockBurstTM工作模式，自动处理字头和CRC(循环冗余码校验)，使用SPI接口与微控制器通信，配置非常方便。此外，其功耗非常低，以-10dBm的输出功率发射时电流只有11mA，工作于接收模式时的电流为12.5mA，内建空闲模式与关机模式，易于实现节能。nRF905适用于无线数据通信、无线报警及安全系统、无线开锁、无线监测、家庭自动化和玩具等诸多领域。
（1）芯片结构
nRF905片内集成了电源管理、晶体振荡器、低噪声放大器、频率合成器功率放大器等模块，曼彻斯特编码/解码由片内硬件完成，无需用户对数据进行曼彻斯特编码，因此使用非常方便。nRF905的详细结构如图1所示。
2.6.1引脚介绍
（2）nRF905引脚
1、 VCC 电源电源+3.3～3.6V DC。
2、 TX_EN 数字输入工作模式选择。
3、
TRX_CE 数字输入使能芯片发射或接收。4、PWR_UP 数字输入芯片上电。5 、uCLK 时钟输出 (未使用)。6 、CD 数字输出载波检测。7、 AM 数字输出地址匹配。8 、DR 数字输出接收或发射数据完成。9 、MISO SPI 接口 SPI 输出。10、 MOSI SPI 接口 SPI 输入。11 、SCK SPI 时钟 SPI 时钟。12、 CSN SPI 使能 SPI 使能。13、14 GND 地接地
（3）工作模式
nRF905有两种工作模式和两种节能模式。两种工作模式分别是ShockBurstTM接收模式和ShockBurstTM发送模式，两种节能模式分别是关机模式和空闲模式。
nRF905的工作模式由TRX_CE、TX_EN和PWR_UP三个引脚决定。
ShockBurstTM模式
与射频数据包有关的高速信号处理都在nRF905片内进行，数据速率由微控制器配置的SPI接口决定，数据在微控制器中低速处理，但在nRF905中高速发送，因此中间有很长时间的空闲，这很有利于节能。由于nRF905工作于ShockBurstTM模式，因此使用低速的微控制器也能得到很高的射频数据发射速率。在ShockBurstTM接收模式下，当一个包含正确地址和数据的数据包被接收到后，地址匹配(AM)和数据准备好(DR)两引脚通知微控制器。在ShockBurstTM发送模式，nRF905自动产生字头和CRC校验码，当发送过程完成后，数据准备好引脚通知微处理器数据发射完毕。由以上分析可知，nRF905的ShockBurstTM收发模式有利于节约存储器和微控制器资源，同时也减小了编写程序的时
间。下面具
详细分析nRF905的发送流程和接收流程。
发送流程
典型的nRF905发送流程分以下几步：
A. 当微控制器有数据要发送时，通过SPI接口，按时序把接收机的地址和要发送的数据送传给nRF905，SPI接口的速率在通信协议和器件配置时定；
B. 微控制器置高TRX_CE和TX_EN，激发nRF905的ShockBurstTM发
C nRF905的ShockBurstTM发送：
l 射频寄存器自动开启；l 数据打包(加字头和CRC校验码)；l 发送数据包；
l 当数据发送完成，数据准备好引脚被置高；
D. AUTO_RETRAN被置高，nRF905不断重发，直到TRX_CE被置低；
E. 当TRX_CE被置低，nRF905发送过程完成，自动进入空闲模式。
ShockBurstTM工作模式保证，一旦发送数据的过程开始，无论TRX_EN和
TX_EN引脚是高或低，发送过程都会被处理完。只有在前一个数据包被发送
完毕，nRF905才能接受下一个发送数据包。
接收流程
A. 当TRX_CE为高、TX_EN为低时，nRF905进入ShockBurstTM接收模式；
B. 650us后，nRF905不断监测，等待接收数据；
C. 当nRF905检测到同一频段的载波时，载波检测引脚被置高；
D. 当接收到一个相匹配的地址，地址匹配引脚被置高；
E. 当一个正确的数据包接收完毕，nRF905自动移去字头、地址和CRC校验位，
然后把数据准备好引脚置高
F. 微控制器把TRX_CE置低，nRF905进入空闲模式；
G. 微控制器通过SPI口，以一定的速率把数据移到微控制器内；
H. 当所有的数据接收完毕，nRF905把数据准备好引脚和地址匹配引脚置低；
I. nRF905此时可以进入ShockBurstTM接收模式、ShockBurstTM发送模式或
关机模式。
当正在接收一个数据包时，TRX_CE或TX_EN引脚的状态发生改变，nRF905立即把其工作模式改变，数据包则丢失。当微处理器接到地址匹配引脚的信号之后，其就知道nRF905正在接收数据包，其可以决定是让nRF905继续接收该数据包还是进入另一个工作模式。
节能模式
nRF905的节能模式包括关机模式和节能模式。
在关机模式，nRF905的工作电流最小，一般为2.5uA。进入关机模式后，nRF905保持配置字中的内容，但不会接收或发送任何数据。
空闲模式有利于减小工作电流，其从空闲模式到发送模式或接收模式的启动时间也比较短。在空闲模式下，nRF905内部的部分晶体振荡器处于工作状态。nRF905在空闲模式下的工作电流跟外部晶体振荡器的频率有关。
（3）器件配置
所有配置字都是通过SPI接口送给nRF905。SIP接口的工作方式可通过SPI指令进行设置。当nRF905处于空闲模式或关机模式时，SPI接口可以保持在工作态。
SPI接口配置
SPI接口由状态寄存器、射频配置寄存器、发送地址寄存器、发送数据寄存器和接收数据寄存器5个寄存器组成。状态寄存器包含数据准备好引脚状态信息和地址匹配引脚状态信息；射频配置寄存器包含收发器配置信息，如频率和输出功能等；发送地址寄存器包含接收机的地址和数据的字节数；发送数据寄存器包含待发送的数据包的信息，字节数等；接收数据寄存器包含要接收的数据的字数等信息。
射频配置
射频寄存器的各位的长度是固定的。然而，在ShockBurstTM收发过程中，TX_PAYLOAD、RX_PAYLOAD、TX_ADDRESS和RX_ADDRESS 4个寄存器使用字节数由配置字决定。nRF905 进入关机模式或空闲模式时，寄存器中的内容保持不变。
第三章控制部分硬件设计
3.1 Protel99简介
Protel99SE是Protel公司近10年来致力于Windows平台开发的最新结晶，能实现从电学概念设计到输出物理生产数据，以及这之间的所有分析、验证和设计数据管理。因而今天的Protel最新产品已不是单纯的PCB（印制电路板）设计工具，而是一个系统工具，覆盖了以PCB为核心的整个物理设计。最新版本的Protel软件可以毫无障碍地读Orcad、Pads、Accel(PCAD)等知名EDA公司设计文件，以便用户顺利过渡到新的EDA平台。
Protel99 SE共分5个模块，分别是原理图设计、PCB设计（包含信号完整性分析）、自动布线器、原理图混合信号仿真、PLD设计。以下介绍一些Protel99SE的部分最新功能：
◆可生成30多种格式的电气连接网络表；
◆强大的全局编辑功能；
◆在原理图中选择一级器件，PCB中同样的器件也将被选中；
◆同时运行原理图和PCB，在打开的原理图和PCB图间允许双向交叉查找元器件、引脚、网络
◆既可以进行正向注释元器件标号（由原理图到PCB），也可以进行反向注释（由PCB 到原理图），以保持电气原理图和PCB在设计上的一致性；
◆满足国际化设计要求（包括国标标题栏输出，GB4728国标库）； * 方便易用的数模混合仿真（兼容SPICE 3f5）；
◆支持用CUPL语言和原理图设计PLD，生成标准的JED下载文件； * PCB可设计32个信号层，16个电源-地层和16个机加工层；
◆强大的“规则驱动”设计环境，符合在线的和批处理的设计规则检查；
◆智能覆铜功能，覆铀可以自动重铺；
◆提供大量的工业化标准电路板做为设计模版；
◆放置汉字功能；
◆可以输入和输出DXF、DWG格式文件，实现和AutoCAD等软件的数据交换；
◆智能封装导航（对于建立复杂的PGA、BGA封装很有用）；
◆方便的打印预览功能，不用修改PCB文件就可以直接控制打印结果；
◆独特的3D显示可以在制板之前看到装配事物的效果；
◆强大的CAM处理使您轻松实现输出光绘文件、材料清单、钻孔文件、贴片机文件、测试点报告等；
◆经过充分验证的传输线特性和仿真精确计算的算法，信号完整性分析直接从PCB 启动；
◆反射和串扰仿真的波形显示结果与便利的测量工具相结合。
3.2 键盘设计
为了使系统简洁方便采用单按键键盘，密码是0～9中的六个数由用户设置。
S1按键的作用是移动光标，S2的作用是在原来数字的基础上加一，S3的作用是原来在数字的基础上减一，S4的作用是确定，S5的作用是切换界面。密码的修改在开锁状态下才能进行。
图3.2键盘电路图
3.3显示器设计
由于LCD12864液晶显示(LCD)具有功耗低、体积小、重量轻、超薄等许多其它显示器无法比拟的优点，近几年来被广泛用于单片机控制的智能仪器、仪表和低功耗电子产品中。LCD 可分为段位式LCD、字符式LCD 和点阵式LCD。其中，段位式LCD 和字符式LCD 只能用于字符和数字的简单显示，不能满足图形曲线和汉字显示的要求；而点阵式LCD 不仅可以显示字符、数字，还可以显示各种图形、曲线及汉字，并且可以实现屏幕上下左右滚动，动画功能，分区开窗口，反转，闪烁等功能，因此选用它做本设计的液晶显示器。
LCD12864管脚功能说明:
管脚号管脚名称电平管脚功能描述
1 VSS 0V 电源地
2 VCC 3.0+5V 电源正
3 V0 - 对比度（亮度）调整
RS=“H”,表示DB7——DB0为显示数据
4
RS(CS）H/L
RS=“L”,表示DB7——DB0为显示指令数据
R/W=“H”,E=“H”,数据被读到DB7——DB0 5
R/W(SID) H/L
R/W=“L”,E=“H→L”, DB7——DB0的数据被写到IR或DR
6 E(SCLK) H/L 使能信号
7 DB0 H/L 三态数据线
8 DB1 H/L 三态数据线
9 DB2 H/L 三态数据线
10 DB3 H/L 三态数据线
11 DB4 H/L 三态数据线
12 DB5 H/L 三态数据线
13 DB6 H/L 三态数据线
14 DB7 H/L 三态数据线
15 PSB H/L H：8位或4位并口方式，L：串口方式（见注释1）
16 NC - 空脚
17 /RESET H/L 复位端，低电平有效（见注释2）
18 VOUT - LCD驱动电压输出端
19 A VDD 背光源正端（+5V）（见注释3）
20 K VSS 背光源负端（见注释3）
本设计显示电路如下：
图3.3显示器电路图
系统硬件综合设计
计算机与信息学院 《系统硬件综合设计》 课程设计报告 学生姓名：李 学号： 1234567890 专业班级：计算机 2017 年 07 月 01日
一、实验原理及设计 本次试验我主要根据上图进行理解和编程，起先参考了5个基础实验，期间又翻阅了自己动手写cpu，并且在网上查了很多资料，下面我将对该图做出我的理解和设计: 1.pcf部分 always @(posedge Clk) begin PCPlus4F_Reg = PCPlus4F; if (BranchM&ZeroM) PCF = PCBranchM; else PCF = PCPlus4F; InstructionF_Reg = InstructionF; if (InstructionF[31:26] == 6'b000010) begin PCF = {6'h0,InstructionF[25:0]}; PCF = PCF << 2; end End assign PCPlus4F = PCF + 4; assign ImemRdAddrF = PCF; 每个时钟上升沿到来，根据上一个时钟的PCSrcM判断是否为分支指令，若是，则选择PCBranchM作为这个时钟的指令地址，否则选PCF+4作为这个指令的指令地址，另外对于J类指令，我设计了一个特定的OpCode==“000010”，即为跳转指令，因为每个指令以字节格式存储，占用,4个字节，故将后26位立即数进行位扩展后将其左移两位，效果等同于乘4，再将其赋值给PCF，这样下一跳的指令地址即为所要跳转的地址。对于这个部分，我起先是准备将其设计成一个模块的，之后由于模块接口连接时出现了无法解决的错误：输出PCF要作为Instruction Memory的输入，又要作为自身模块下一跳的输入，导致三者关联一起变化，程序报错，后来我又想到将PCF的输出改成两个，PCFout 及PCFnext，PCFout作为Instruction Memory的输入，PCFnext作为自身模块下一跳的输入，但是程序仍无法正常运行，最后我想到了在top模块中对PCF进行处理并得以实现。
单工对讲机设计(接收部分)
学士学位论文 题目：单工对讲机设计（接收部分） 论文作者： 杨炀 学 号： 0911070002 系 部： 计算机与信息工程系 专业： 电子科学与技术 指导教师： 张铁桥 论文提交日期：2013年4月18日 湖北大学知行学院 Zhixing College Of Hubei University
目录 绪论 (1) 1 对讲机工作原理 (2) 1.1.对讲机的设计框图 (2) 1.2工作原理 (2) 1.2.1发射部分 (2) 1.2.2接收部分 (2) 2 对讲机总体电路的确定 (3) 2.1发射部分 (3) 2.1.1语音放大电路 (3) 2.1.2调制电路 (3) 2.2接收部分 (4) 3 对讲机单元电路的分析 (6) 3.1对讲机的接收模块 (6) 3.2输入回路 (6) 3.3高频放大电路 (7) 3.4解调电路设计 (7) 3.5本机振荡电路 (8) 3.5.1振荡器 (8) 3.6音频功放 (9) 3.7986A型对讲机整机工作原理 (10) 4焊接安装及调试 (12) 4.1焊接安装过程过程 (12) 4.2整机调试 (13) 5对讲机发展前景 (15) 结论 (16) 参考文献 (17) 附录 (18)
单工对讲机设计 摘要 单工无线呼叫系统具有使用简单、不受网络限制、通话成本低、适用范围广等优点。它是在鉴频、混频等技术的基础上，利用无线电通信原理研发的一种通信方式。目前，人们对对讲机的研究已从模拟化转化为数字化。本文从无线对讲机的基本原理出发，并对各部分的功能和作用进行了分析和研究，确定了对讲机电路图[1]。 本系统的功能在于实现呼叫和通话功能。无线对讲电话的特点是可供小型单位作内部电话使用，此外由于采用成品无线模块,从而使制作变得很简单,成本也很低。对讲电话实现了内部的通话，为人们的日常生活带来了极大的方便，值得进一步推广，有很好的发展前景。电子技术的研究才刚刚开始，随着这项技术的研究逐渐深入，涉及的研究领域也将更广。希望这项技术的研究能为人们以后的生活、工作带来更大的便利，为人们提供更为舒适、完美的生活方式。本论文最后对对讲机的现状及发展前景进行分析。 【关键词】无线呼叫调频发射振荡电路
无线通信射频电路技术与设计(文光俊 电子工业出版社)习题答案ch2
2.2 AWG 26 d=16mil a=d/2=8mil=8*(2.54*10^(-5))=0.2032mm 和引线相关联的电感：L=R DC ==nH 引线的串联电阻：R R 2 DC a s σ ====μΩ并联泄露电阻： 6 1133.9*10 R 2tan e e s G fC f π === ? MΩ 2.4 （1）并联LC： 1 11 () 1/()1/() Z j j L j C C L ωωωω ==- -- （2）串联联LC： 2 1 () Z j L C ω ω =- （3）并联LR-C： 3 1 1/() Z R j L j C ωω = ++ （4）串联LRC： 4 1 () Z R j L C ω ω =+- 四个频率响应的MATLAB程序如下: clear all; f=30e6:1000:300e6; L=10e-9; C=10e-12; R=5; Z1=1./(j*(2*pi*f*C-1./(2*pi*f*L))); Z2=j*(2*pi*f*L-1./(2*pi*f*C)); Z3=1./(j*2*pi*f*C-1./(2*pi*f*L+R)); Z4=R+j*(2*pi*f*L-1./(2*pi*f*C)); subplot(2,2,1) plot(f/1e6,abs(Z1));grid; title('Parallel LC circuit'), xlabel('frequency, MHz'), ylabel('|Z1|,ohm'); subplot(2,2,2) plot(f/1e6,abs(Z2));grid; title('Series LC circuit'),
系统硬件综合设计
计算机与信息学院 系统硬件综合设计》 课程设计报告 学生姓名：李 学号：1234567890 专业班级：计算机 2017 年07 月01 日
1.pcf 部分 always @(posedge Clk) begin PCPlus4F_Reg = PCPlus4F; if (BranchM&ZeroM) PCF = PCBranchM; else PCF = PCPlus4F; InstructionF_Reg = InstructionF; if (InstructionF[31:26] == 6'b000010) begin PCF = {6'h0,InstructionF[25:0]}; PCF = PCF << 2; end End assign PCPlus4F = PCF + 4; assign ImemRdAddrF = PCF; 每个时钟上升沿到来，根据上一个时钟的PCSrcM判断是否为分支指令，若是，则选择 PCBranchM作为这个时钟的指令地址，否则选PCF+4作为这个指令的指令地址，另外对于J 类指令，我设计了一个特定的OpCode=“= 000010”，即为跳转指令，因为每个指令以字节格式存储，占用,4 个字节，故将后26 位立即数进行位扩展后将其左移两位，效果等同于乘4，再将其赋值给PCF，这样下一跳的指令地址即为所要跳转的地址。对于这个部分，我起先是准备将其设计成一个模块的，之后由于模块接口连接时出现了无法解决的错误：输出PCF要作为Instruction Memory 的输入，又要作为自身模块下一跳的输入，导致三者关联一起变化，程序报错，后来我又想到将PCF的输出改成两个，PCFout 及PCFnext，PCFout 作为Instruction Memory的输入，PCFnext 作为自身模块下一跳的输入，但是程序仍无法正常运行，最后我想到了在top 模块中对PCF进行处理并得以实
单工无线呼叫系统
本科毕业课程（设计） 设计题目：单工无线呼叫系统 学院：学院 专业：机械设计制造及其自动化 班级：机电12151 学号： 学生姓名： 指导教师： 2015年6月
诚信责任书 郑重声明：本人所呈交的毕业论文，是在导师的指导下独立进行研究所完成。毕业论文中凡引用他人已经发表或未发表的成果、数据、观点等，均已明确注明出处。 特此声明。 论文作者签名： 日期：
摘要 本系统收发电路揉合了LC振荡电路,麦克风放大器以及RF功率放大器;低噪音放大器,IF放大器,频率解调器以及数字比较器.它们的巧妙结合便可完成短距离的FM/FSK模式的通讯.该电路的发射频率为38MHz左右,从而能提供所需通信信道。 此外本系统控制部分由MSP430单片机设计。以完成主从站的呼叫,8信道的任意选择,另外加入了发射频率显示功能。MSP430是一种超低功耗型单片机,功能强大,所显现的控制性能非常稳定。 关健字:无线收发; FM/FSK; 8信道;MSP430单片机 The Single Wireless Call System Abstract: This transceiver integrates the LC oscillating circuit, microphone amplifier and RF power amplifier,the low noise amplifier,IF amplifier and digital comparat or. Their’s united materialize the FM’s communication for the short distance.This circuit’s emitting frequency is 39MHz.. The controlling part is desiged by MSP430 single chip computer,which transaort and analyze voice singal. MSP430’s function is stable .The power loss is extreme low. Key words:Transceiver ;FM/FSK; 8channel, MSP430 single chip computer.
SMART-PTT 单工双工无线呼叫系统
单工/双工无线呼叫系统SMART-PTT功能特点 终端对讲，一机多用无线有线，通信一体 无线手持智能终端具有集群对讲功能，并且可以收取航班动态，工作任务，汇报工作进展情况，语音通信和数据通信有机集成。 支持无线手持终端之间，电脑与无线手持终端，电脑与电脑之间的集群对讲和数据通信。 灵活群组，层次管理 支持灵活、动态的群组配置，可以按照不同单位/部门、调度的级别、不同的岗位、不同工作性质配置集群对讲群组，实现层次管理（参见图1），也可以以某一个航班为中心，实时、动态地形成跨单位、跨部门的集群对讲群组，实现高效的协同服务对讲（参见图2）。 一按即说，无需拨号 用户无论是使用无线手持智能终端，还是使用电脑，只需按一个键即可以向个人或群组发起通话，无需拨号和等待对方摘机。 永远在线，实时通信 一旦登陆，永远在线，实时显示状态（在线，离线，忙碌，提示等），让沟通更自由。 多种方式，安全通话 可以进行一对一和一对多的通信方式，拥有多重安全保护机制保证通信的私密性，通信不受任何打扰和防止窃听。 单工/双工无线呼叫系统SMART-PTT语音编码 目前系统支持的语音编码为AMR NB，LPC，CELP. AMR NB的速率有：4750bps，5150bps，5900bps，6700bps，7400bps，7950bps，1020bps，1220bps LPC的速率有：1800bps，2400bps，4000bps，5400bps CELP速率：2400bps 单工/双工无线呼叫系统SMART-PTT认证加密 系统认证时采用SHA1 MAC算法对数据进行加密认证。 系统传输敏感数据时采用DES对数据进行加密，防止了传输明文。 管理系统采用MD5算法用户进行认证。
单工无线通信系统..
单工无线呼叫系统（D题） 摘要：单工无线呼叫系统分发射和接收两大部分。发射部分采用锁相环式频率合成器技术，MC145152和MC12022芯片组成锁相环，将载波频率精确锁定在35MHz，输出载波的稳定度达到4×10-5，准确度达到3×10-5，由变容二极管V149和集成压控振荡器芯片MC1648实现对载波的调频调制；末级功放选用三极管2SC1970，使其工作在丙类放大状态，提高了放大器的效率，输出功率达到设计要求。接收部分以超大规模AM/FM立体声收音集成芯片CXA1238S为主体，灵敏度、镜像抑制、信噪比等各项性能指标均达到设计要求；音频功率放大器采用集成芯片LM386，电压放大倍数最大为200。音频输入和数据输入可自动转换；AT89S52作为整个系统的控制部分，程序设计采用C语言在KEIL51的编译器上编程实现；显示采用128×64点阵型液晶显示。经测试，整机功能齐全，各项性能指标符合系统要求，接收波形稳定，无明显失真。 关键词：锁相环、压控振荡器、灵敏度 simplex wireless-calling system Abstract: The simplex wireless-calling system consists of two parts: transmit part and receive part.The transmit part adopts the phase-locked loop pattern of frequency synthesizing technology and uses the MC145152 and MC12022 chips to compose the phase-locked loop.It locks the frequency of the carrier-wave at 35MHz.The stabilization of the carrier-wave can be 4×10-5,the accuracy can be 3×10-5.The frequency modulation and the confection of the carrier-wave are realized by the capacity-changing diode V149 and the integration voltage-control oscillator MC1648 chip.The end power amplifier uses the audion 2SC1970 to make it work in the third magnifying state,it improves the efficiency of the magnifier and the power of the output reaches the design demand.The receive part uses the super cosmically AM/FM dimensional sound stereo radio reception integration chip CXA1238S as the main part.The sensitivity、the mirror-control restrain、the SNR and every capability index all reach the design demand.The audio frequency power amplifier adopts the integration chip LM386.The maximum voltage amplifying multiple is 200..The input of the audio frequency and the data can be automatically transformed. AT89S52 is used as the controlling part of the whole system.The design of the program adopts the C language to make it be programmingly realized in the translator.The display adopts 128×64 lattice LCD to show.After tested,the whole machine’s function is very complete,every demand can be realized,the receiving wave is stable,without evident distortion. Key word:PLL、VCO 、Sensitivity 目录
基于射频的无线通信技术方案
基于射频的无线通信技术方案 在很多场合有线通信技术并不能满足实际需要，比如在野外恶劣环境中作业。使用无线射频通信芯片构建的通信模块，用单片机作为控制部件，配合一定的外围电路就能很好地进行两地空间区域信号对接，实现自由数据通信，解决了无线通信的技术难题。并且其具有硬件构造简单、维护方便、通信速率高、性能稳定等优点，能在电子通信业得到广泛应用。 本文的控制部件选用AT89C51型单片机。由于这种芯片只有SPI 通信接口，而目前常用的单片机都没有这种接口，因此需要对该芯片的通信时序进行模拟，所以在控制器里编程时要严格按照芯片工作时序进行。 电路原理 NRF24L01芯片构成的通信模块电路设计 NRF24L01芯片通信模块电路核心器件NRF24L01 配合网络晶振、解耦电容、偏极电阻一起工作构造稳定射频通信模块。该芯片是贴片结构，模块占用空间少，如图1所示。
图1 由NRF24L01 芯片构成的通信模块电路图。 电源电路设计 电源电路如图2所示，B1 是9 V 蓄电池或者锂电池，能够反复充电。C1， C2 ， C3 ， C4 都是滤波电容，起到一次与二次滤波作用。D1，D2 是稳压二极管，使输出端的电压稳定在理想的水平电压。芯片7805 是三端稳压集成电路芯片，具有正电压输出。其电路内部还有过流、过热及调整管等保护电路，最终目的把9 V 电源转变成稳定5 V 输出，为后续设备供电。
图2电源电路图 系统通信电路设计 系统通信电路如图3所示。本电路中应用单片机AT89C51作为控制芯片，对NRF24L01 主通信模块的接口时序模拟和对数据的发送与接收进行处理。
别墅无线呼叫系统
檀宫30号无线呼叫系统 方案书 上海网望网络科技有限公司 2007年10月 目录
一、概述……………………………………………… 二、使用拓扑图……………………………………… 三、内部实施方案及数量配置……………………… 四、综合报价………………………………………… 一、概述
MMCall 是以调频（FM）技术为主的高端无线电子产品，致力于解决无线呼叫、无线调度、服务质量监控、服务质量管理等问题，为服务行业提供高品质的无线信息化产品和解决方案。 MMCall产品品牌自2001年启用，已经成为中、高端无线服务呼叫产品的知名品牌。目前，MMCall产品占国内高端无线呼叫市场90％以上的市场份额，中端市场占有率也高达70％，而且产品已经销往法国、德国、比利时、美国、俄罗斯、摩纳哥、香港、阿根廷等国家。MMCall被业界评为性能最优、种类最多、服务最好的无线呼叫产品，品牌的影响力已经远远超越了韩国、台湾、国内的相关产品。 好的品牌需要好的产品做基础。通过 6年多的不断完善，MMCall产品在新技术应用、实用功能设计等方面取得了令人瞩目的成就：最先采用调频（FM）发射技术、最先提出数字移动接收的概念、最先推出服务质量监控和管理的产品等等，MMCall逐渐成为无线呼叫电子产品行业的领导者。 主要功能及目标 ●无线呼叫服务 ●移动接受数字呼叫信息 ●可任意设定呼叫和接收的对应关系（一对多呼叫，多对一呼叫，一对一呼叫）系统组成
注：红色字体为必备部件，其它为选配部件。可视具体情况进行配置系统参数： 各部件实物图： [MMCall无线呼叫服务系统 ]
单工无线呼叫系统学习资料
目录 摘要 ......................................................................................................................................... II 前言 .. (1) 1 系统设计 (2) 1.1 设计要求 (2) 1.2 总体设计方案 (3) 2 单元硬件电路设计 (13) 2.1 发射部分电路的设计 (13) 2.2 接收部分电路的设计 (20) 2.3 PT2262/2272编码/解码电路设计 (26) 2.4 抗干扰措施 (28) 2.5 20dB衰减器的制作 (29) 3 软件设计 (30) 3.1 软件设计和硬件设计的关系 (30) 3.2 发射部分程序设计 (30) 3.3 接收部分程序设计 (31) 4 系统测试 (32) 4.1 测试使用的仪器 (32) 4.2 指标测试和测试结果 (32) 4.3 波形观察及距离测量 (38) 4.4 结果分析 (39) 结束语 (40) 参考文献 (42) 致谢 (43) 附录1 使用说明 (44) 附录2主要元器件清单 (45) 附录3电路原理图及印制板图 (46) 附录4程序清单 (54)
单工无线呼叫系统 摘要 单工无线呼叫系统分发射和接收两大部分。发射部分采用锁相环式频率合成器技术，MC145152和MC12022芯片组成锁相环，将载波频率精确锁定在35MHz，输出载波的稳定度达到4×10-5，准确度达到3×10-5，由变容二极管V149和集成压控振荡器芯片MC1648实现对载波的调频调制；末级功放选用三极管2SC1970，使其工作在丙类放大状态，提高了放大器的效率，输出功率达到设计要求。接收部分以超大规模AM/FM 立体声收音集成芯片CXA1238S为主体，灵敏度、镜像抑制、信噪比等各项性能指标均达到设计要求；音频功率放大器采用集成芯片LM386，电压放大倍数最大为200。采用PT2262/2272编码/解码电路实现了数据传输业务以及对台号的选择等功能；音频输入和数据输入可自动转换；AT89S52作为整个系统的控制部分，程序设计采用C语言在KEIL51的编译器上编程实现；显示采用128×64点阵型液晶显示。经测试，整机功能齐全，各项性能指标符合系统要求，接收波形稳定，无明显失真。 关键词锁相环，压控振荡器，灵敏度，编码/解码
单片机硬件系统设计原则
单片机硬件系统设 计原则 1
单片机硬件系统设计原则 一个单片机应用系统的硬件电路设计包含两部分内容:一是系统扩展,即单片机内部的功能单元,如ROM、RAM、I/O、定时器/计数器、中断系统等不能满足应用系统的要求时,必须在片外进行扩展,选择适当的芯片,设计相应的电路。二是系统的配置,即按照系统功能要求配置外围设备,如键盘、显示器、打印机、A/D、D/A转换器等,要设计合适的接口电路。 系统的扩展和配置应遵循以下原则: 1、尽可能选择典型电路,并符合单片机常规用法。为硬件系统的标准 化、模块化打下良好的基础。 2、系统扩展与外围设备的配置水平应充分满足应用系统的功能要求,并留有适当余地,以便进行二次开发。 3、硬件结构应结合应用软件方案一并考虑。硬件结构与软件方案会产生相互影响,考虑原则是:软件能实现的功能尽可能由软件实殃,以简化硬件结构。但必须注意,由软件实现的硬件功能,一般响应时间比硬件实现长,且占用CPU时间。 2
4、系统中的相关器件要尽可能做到性能匹配。如选用CMOS芯片单片机构成低功耗系统时,系统中所有芯片都应尽可能选择低功耗产品。 5、可靠性及抗干扰设计是硬件设计必不可少的一部分,它包括芯片、器件选择、去耦滤波、印刷电路板布线、通道隔离等。 6、单片机外围电路较多时,必须考虑其驱动能力。驱动能力不足时,系统工作不可靠,可经过增设线驱动器增强驱动能力或减少芯片功耗来降低总线负载。 7、尽量朝”单片”方向设计硬件系统。系统器件越多,器件之间相互干扰也越强,功耗也增大,也不可避免地降低了系统的稳定性。随着单片机片内集成的功能越来越强,真正的片上系统SoC已经能够实现,如ST公司新近推出的μPSD32××系列产品在一块芯片上集成了80C32核、大容量FLASH 存储器、SRAM、A/D、I/O、两个串口、看门狗、上电复位电路等等。单片机系统硬件抗干扰常见方法实践 影响单片机系统可靠安全运行的主要因素主要来自系统内部和外部的各种电气干扰,并受系统结构设计、元器件选择、安装、制造工艺影响。这些都构成单片机系统的干扰因素,常会导致单片机系统运行失常,轻则影响产品质量和产量,重则会导致事故,造成重大经济损失。 3
2 系统硬件设计
2 系统硬件设计 2.1 系统总体设计结构 太阳能热水器控制器主要由温度水位数据采集模块、单片机控系统。本次设计选用的是AT89C52单片机作为核心控制器，组成热水器微控制系统。传感器采用的是单片集成两端感温电流源DS18B20温度传感器，用于检测水温，并负责将检测到的水压转换成0～5V的模拟信号，然后通过ADC0832模数转换器把检测到的温度电压信号转换成数字信号，一方面由单片机AT89C52完成最终完成太阳能热水器控制器的控制功能，另一方面通过LED显示当前温度和水位值，另外一方面与温度和水位设定值进行比较、运算，根据结果发出相应的上水、加热指令，对热水器的温度和水位进行控。 2.2 温度检测电路 温度检测部分是实现温度智能控制的重要环节,只有准确地检测出温度,才能通过软件实现辅助加热。其性能的好坏直接影响系统的性能，对于温度检测,目前比较理想的是集成温度传感器DS18B20，因此温度传感器采用是美国模拟器件公司生产的单片集成两端感温电流源DS18B20。DS18B20温度传感器是一种已经IC化的温度感测器，它会将温度转换为电流，在单片机的各种课本中经常看到。其规格如下： （1）温度每增加1℃,它会增加1μA输出电流； （2）可测量范围-55℃至125℃； （3）供电电压范围+3V至+5V。 AD590的管脚图及元件符号如2.2所示：
图2.2 DS18B20的管脚图及元件符号 DS18B20的输出电流值说明如下： 其输出电流是以绝对温度零度（-273℃）为基准，每增加1℃，它会增加1μA输出电流,因此在室温25℃时，其输出电流Iout=（273+25）=298μA。 2.2.1 DS18B20的主要特性 （1）适应电压范围更宽，电压范围：3.0～5.5V，在寄生电源方式下可由数据线供电； （2）独特的单线接口方式，DS18B20在与微处理器连接时仅需要一条口线即可实现微处理器与DS18B20的双向通讯； （3）DS18B20支持多点组网功能，多个DS18B20可以并联在唯一的三线上，实现组网多点测温； （4）DS18B20在使用中不需要任何外围元件，全部传感元件及转换电路集成在形如一只三极管的集成电路内； （5）温范围－55℃～+125℃，在-10～+85℃时精度为±0.5℃； （6）可编程的分辨率为9～12位，对应的可分辨温度分别为0.5℃、0.25℃、0.125℃和0.0625℃，可实现高精度测温； （7）在9位分辨率时最多在 93.75ms内把温度转换为数字，12位分辨率时最多在750ms内把温度值转换为数字，速度更快； （8）测量结果直接输出数字温度信号，以"一线总线"串行传送给CPU，同时可传送CRC校验码，具有极强的抗干扰纠错能力； （9）负压特性：电源极性接反时，芯片不会因发热而烧毁，但不能正常工作。 2.2.2 DS18B20工作原理 图2.3 DS18B20测温原理图 DS18B20的读写时序和测温原理与DS1820相同，只是得到的温度值的位数因分辨率不同而不同，且温度转换时的延时时间由2s 减为750ms。 DS18B20测温原
单工无线呼叫系统的设计和研制
合肥学院毕业设计(论文)任务书课题名称单工无线呼叫系统的设计和研制 学生姓名王敏系别专业班级 课题类型工程设计类指导教师 研究方向高频、通信电路 课题来源科研研究项目 名称编号 课题意义、基本要求、重点需要研究的问题 课题意义：单工无线呼叫系统，是实现主站至从站间的单工语言及数据传输业务。即主站只管发射信息，从站只管接收信息，单向传输，不需要返回。主站传送信息，多个从站接收信息，可做一个接收机，但具有单呼和群呼功能。 基本要求：本课题的技术指标： （1）设计一个主站，传送一路语言信号，其发射频率在30~40MHz之间自行选择，其发射峰值功率不大于20mW（50Ω假负载上测定）信号带宽及调制方式自定， （2）设计一个从站，其接收频率与主站相对应，从站必须采用电池组供电，用耳机收听语音信号， （3）主、从站室内通信距离不小于5m， （4）主、从站收发天线采拉杆天线或导线，长度≤1m 需要研究的问题： （1）要求学生应用所学的电路理论知识，设计出总体方案， （2）进行理论设计和可行性方案论证， （3）完成电路研制。电路实现。 计划与进度要求论文题目下发——寒假期间阅读参考文献、查阅相关资料。 1 — 4 周实习并准备开题报告,了解单工无线呼叫系统红的工作原理。 5 — 6 周学习并深入理解单工无线呼叫系统的相关知识，理解发射、接 收系统工作基理，分解各单元电路的技术指标，进行初步的方 案论证，完成论文的开题。 7 — 8 周根据设计指标进行总体方案设计，分别对发射、接收系统电路 进行理论设计， 9 — 10 周对设计方案中相关电路进行仿真 11— 12周对软件设计中产生的问题进行分析比较,修正理论设计,并进行部分硬件电路的搭建工作。 13— 14周完成该系统设计并进行相关电路调试,完成电路试验。撰写论文15— 16周整理论文，准备答辩。
系统硬件的设计
第三章系统硬件设计 3.1 孵化恒温箱的介绍 本系统使用单片机AT89C2051来实现对孵化箱温度的控制，蛋类孵化是一个复杂的生物学过程，其内部环境条件随着不同的孵化进程，发生较大的变化。孵化温度一般就认为是孵箱内部温度，孵化温度控制的原则和依据“看胎施温”是孵化温度控制的原则。孵化温度控制的影响因素孵化箱的类型、规模、密封程度、进出气孔的大小、加热系统与孵化规模的匹配程度、孵化的家禽种类、孵化箱的室温等等，每个因素的变化都会影响到孵化温度的稳定。 温度是家禽孵化的首要条件，保持合适的温度是获得较高孵化率及健雏率的前提，虽然孵化的最佳温度是37.8℃，然而在生产中还应该根据实际情况来进行温度的控制，本文就鸡种蛋孵化不同情况下的温度控制进行论述。孵化是养鸡生产中一项重要的技术环节。种蛋质量和孵化条件影响种蛋的孵化率和健雏率，而在孵化条件中，温度自始至终是禽蛋孵化中的主要矛盾，起主导作用。根据胚胎发育状况掌握好孵化温度是禽蛋孵化稳产高产的关键，即必须给胚胎提供一个最适宜的环境温度，这样才能正常完成胚胎的发育，获得较高的孵化率和健雏率。虽然在孵化中有一个最佳温度。然而在实际生产中，影响温度的因素很多。以下是鸡种蛋孵化生产中温度控制的一些基本原则。温度范围与最佳温度孵化中低于某一温度胚胎发育将被抑制。要高于某一温度，胚胎才开始发育，这一温度被称为“生理零度”，也叫临界温度，一般认为鸡的生理零度约为23.9℃，同时胚胎发育对环境温度有一定的适应能力，以鸡为例，温度在35～40.5℃之间，都会有一些种蛋孵出小鸡。在35～40.5℃之间这个温度范围内有一个最佳温度，应该环境温度保持在24～26℃，孵化箱内的最佳温度为37.8℃。环境温度对孵化有一定的影响，环境温度的高低主要影响孵化过程温度控制的精确度。在生产中一般根据不同地域、不同季节而灵活掌握。 恒温孵化和变温孵化是根据环境温度的不同而经常采用的两种孵化方式，恒温孵化与变温孵化如果操作恰当均可取得较好的效果。恒温孵化是在孵化过程中把温度控制在37.0～38.0℃之间，恒温孵化对孵化的环境要求条件较高，环境温度应该保持在22～26℃之间，并且要通风良好。变温孵化是根据孵化机类型、孵化室温度和胚胎发育日龄，给予不同的温度。如果环境温度低于20℃，则孵化温度可比最佳温度高0.5～0.7℃；如果环境温度高于30℃，则可以降低孵化温度0.2～0.6℃。表3.1为一个变温孵化方案[3]。
毕业设计_单工无线呼叫系统设计资料
单工无线呼叫系统 【摘要】： 本文主要介绍以AT89S51单片机为核心的一个具有单工语音和英文数据传输功能无线呼叫系统。该系统的主站主要由单片机与双音频（DTMF）信号编码器以及锁相频率发射机组成；从站主要由由单片机与高保真调频接收机以及双音频信号解码器组成。主站与从站通过锁相频率发射机与高保真调频接收机进行通讯。双音频（DTMF）信号编码器与双音频信号解码器能对调频信号中的双音频（DTMF）信号进行调制与解调。双音频（DTMF）信号编码器与双音频信号解码器使得本系统具有数据传输能力。在传输语音信号的同时也能传输一定的数据信息，对于小型的通讯系统具有一定的适用性。 【关键词】：单片机双音频（DTMF）锁相环数据传输 【Abstract】： T his article describes a radio calling system with the functions of single direction voice and data transmission which is based on the AT89S51 single chip microcomputer. The system’s master station mainly consists of the single chip, DTMF signal encoder and PLL frequency transmitter. The slave stations mainly consist of single chip, Hi-Fi FM receiver and DTMF signal decoder. The master and slave stations communicate with each other through the PLL frequency transmitter and Hi-Fi FM receiver . Both of them make the system capable of transmitting the data. The system is suitable for using in small communications systems due to the ability of its transmitting voice as well as the data in the same time. 【Key Words】：Single chip microcomputer, DTMF PLL Data transmission 一、方案比较与论证 1、编码方案的选择与论证 方案一：采用双音频（DTMF）信号发生器HT9200B将从单片机要发送的代码转换成双音频信号，该方案的优点是编码方式简单，可以选择串行和并行两种模式，编程者可以根据自己
无线通信系统设计报告
试题编号D 单工无线通信系统设计报告 学校哈尔滨工程大学 姓名刘希胜 姓名朱梅冬 姓名张静
目录 一.摘要和关键词 (3) 1.摘要 (3) 2.关键词 (3) 二. Abstract and Key Word (3) 1.Abstract (3) 2.Key Word (3) 三.设计任务及要求 (4) 1.设计任务 (4) 2.设计要求 (4) 2.1基本要求 (4) 2.2发挥部分 (4) 3.说明 (4) 4、评分标准..........................错误！未定义书签。四．方案比较与论证.. (4) 1.调制方式选择 (4) 1.1调幅方式 (5) 1.2调频方式 (5) 1.3调相方式 (5) 2．调谐方式选择 (5) 2.1电压调谐方式 (5) 2.2 PLL频率合成方法 (5) 五．系统设计 (6) 1.系统简介 (6) 2、发射机电路 (6) 3、锁相环电路 (7) 3.1本振部分 (7) 3.2 下面讨论环路滤波器的设计 (8) 4、接收机电路 (10) 六、系统的组装与测试 (10) 1．系统的组装 (10) 2．测试方法与测试数据 (10) 2.1测试仪器 (10) 2.2锁相环的测试 (11) 2.3发射机的调试 (12) 2.4接收机的调制 (12) 2.5 联机调试连接图 (12) 七、参考文献： (13)
单工无线呼叫系统设计报告 一.摘要和关键词 1.摘要 本单工无线呼叫系统以MC2833组成的单片调频发射系统作为主站,采用以MC3362作为核心的单片调频接收机作为从站,并且由锁相环频率合成器(PLL)提供高精度的本振。电路能较小失真的传输语音和输入波形信号，具有很高的带负载能力，由于增加了一些小的端子，不仅实现了题目的基本要求，也使得连接变得简单，并且性能稳定。 2.关键词 频率合成器,调频接收机,发射机 二. Abstract and Key Word 1.Abstract In the design,MC2833 and MC3362 is applied as the transmiter and receiver,respectivelly .Meanwhile,the frequency synthesizer PLL is employed to implement local oscillator with high stability .Circuit can light distorted transmission pronunciation input and wave form signal .Except this ,the ability of leading load is very high,.As we increased some little terminals on it, this make it simple to connect to. And the performance is steady. The design basic targets demanded are ideally realized. 2.Key Word frequency synthesizer,transmitter,receiver
单工无线呼叫系统(样板论文)
南宁师范高等专科学校 毕业论文（设计） 题目单工无线呼叫系统 专业通信技术 班级通信技术061班 姓名熊雪娟 指导教师姓名郑鑫 职称助教 起止日期2008年4月8日至2008年8月13日
南宁师范高等专科学校 毕业论文（设计）任务书 专业及班级：通信技术061班 学生姓名：熊雪娟 题目：单工无线呼叫系统 上交报告（论文）日期： 2008年 8 月 8日 答辩日期： 2008年 8 月15日 指导教师：郑鑫 2008 年4 月8日签发
目录 1系统设计 (1) 1.1 设计要求 (1) 1.1.1 任务 (1) 1.1.2 要求 (1) 1.2 总体设计方案 (1) 1.2.1 设计思路 (1) 1.2.2 方案论证 (2) 1.2.3系统组成 (4) 2 硬件电路设计 (5) 2.1 发射部分电路设计 (5) 2.1.1 压控震荡器的设计 (5) 2.1.2 锁相环电路设计 (6) 2.1.3 功率放大电路设计 (8) 2.2接收部分电路设计 (11) 2.2.1CXA1238S芯片 (11) 2.2.2无线输入网络 (12) 2.2.3高放选频回路 (13) 2.2.4本机振荡器 (14) 2.2.5中频窄带滤波器 (14) 2.2.6音频功率放大器 (14) 2.3 PT2262/2272编码/解码电路设计 (16) 2.3.1PT2262/2272芯片介绍 (16) 2.3.2PT2262/2272编码/解码电路 (17) 2.3抗干扰措施 (18) 2.420dB衰减器的制作 (19) 3 软件设计 (19) 3.1 软件设计和硬件设计的关系 (19) 3.2 发射部分程序设计 (20) 3.3 接受部分程序设计 (20) 4 系统检测 (21) 4.1 指标检测和检测结果 (21) 4.1.1 发射部分检测指标和检测结果 (21)
嵌入式短程无线通信工程系统硬件设计
嵌入式短程无线通信工程系统硬件设计 摘要：在医疗、工业、智能建筑、消费电子等领域，短程无线通信工程设备设备应用日益广泛，并呈现强的增长势头。本文较为详细地从元器件选择、原理图设计、PCB板设计、接口吸系统传输距离等方面介绍嵌入式短程无线通信工程系统硬件设计。 关键词：短程无线通信工程MAX1472 MAX1473 接口 通信距离引言在短程无线通信工程系统中，常见的有基于802.11的无线局域网WLAN、蓝牙（blueTooth）、HomeRF及欧洲的HiperLAN(高性能无线局域网)。但其硬件设计、接口方式、通信协议及软件堆栈复杂，需专门的开发系统，开发成本高、周期长，最终产品成本也高。因此，这些技术在嵌入式系统中并未得到广泛应用相反，普通RF产品就不存在这些问题，加之短距离无线数据传输技术成熟，功能简单、携带方便，使得其在嵌入式短程无线产品中得到广泛应用，如医疗、工业、智能建筑、消费电子等领域。这些产品一般均工作在无执照（Unlicensed）无线接入频段，如出一辙15/433/868/915MHz频段。本文讨论的嵌入式短程无线通信系统，一般包括无线射频RF前端、微控制器（MCU）、I/O接口电路及其它外围设备等。 1元器件选择 （1）微控制器的选择 嵌入式系统选择处理器时主要需要考虑以下几个方面：处理器性能，所支持的开发工具，所支持的操作系统，过去的开发经验，处理器成本、功耗、代码兼容性及算法复杂性等。 （2）射频芯片的选择 通常，射频芯片的功能框图如图形卡所示。随着无线技术的发展，无线收发芯片的集成度、性能都大幅度提供，芯片性能也各有特色。因而，无线收发芯片的选择在设计中是至关重要的。正确的选择可以减小开发难度、缩短开发周期、降低成本、更快地将产品推向市场。目前，生产此类芯片的厂家主要有Nordic、XEMICS、Chipcon、TI、Maxim等。选择无线收发芯片时，应考虑以下几个因素：功耗、发射功率、接收灵敏度、传输速度、从待机模式到工作模式的唤醒时间、收发芯片所需的外围元件数量、芯片成本等；同时还须注意当地的无线电管理规定。 （3）分立元件的选择 所有的RF芯片制造商都在努力提高芯片的集成度但仍然有一些元件很难或者根本无法集成到芯片中去。常将这些分立元件安放在芯片外部，如晶振、PLL环路滤波器、VCO的