nRF24L01+无线收发系统设计

nRF24L01+无线收发系统设计
nRF24L01+无线收发系统设计

nRF2401无线收发系统设计

一 实验目的

培养基本实验能力和工程实践能力,通过实验锻炼基本实验技能,使同学们掌握单片机的基本工作原理和单片机系统应用设计的技能,掌握单片机的简单编程方法以及调试方法,并能应用于电子系统设计中,提高同学们对综合电子系统的设计能力,加深对无线通信系统理论知识的理解,增强工程实践能力,培养创新意识,提高分析问题和解决问题的能力。

二 实验基本要求

(1)正确使用电子仪器;

(2)根据项目设计要求能够进行单片机系统硬件电路设计和软件编程; (3)学会查阅接口电路手册和相关技术资料;

(4)具有初步的单片机电路硬件和软件分析、寻找和排除常见故障的能力; (5)正确地记录实验数据和写实验报告。

三 实验器材

万能板、单片机、nRF2401无线收发模块、液晶屏、晶振、按键、发光二级管、开关、电容、电阻、5V 电源适配器、导线、万用表、电烙铁、焊锡。

四 GFSK 调制解调原理

4.1 调制

频移键控方式,幅度恒定不变的载波信号频率随着调制信号的信息状态而切换,通常采用的是二进制频移键控,即载波信号频率随着数据信息码的“0”、“1”变化进行切换。根据频率变化影响发射波形的方式,FSK 信号在相邻的比特之间,呈现连续的相位或不连续的相位。一种常见的二进制FSK 信号产生方法是根据数据比特码是“0”还是“1”,在两个振荡频率分别为 c d f f +和 c d f f -的振荡器间切换,这种FSK 信号的表达式为:

[]()()2π() 0FSK H c d b S t v t f f t t T ==

+≤≤ (二进制1)

[]()()2π() 0FSK L c d b S t v t f f t t T ==

-≤≤ (二进制0) c f 和d f 分别代表载波信号频率和恒定频率偏移,而b E 和b T 分别表示单比特能量和比

特周期。这种方法产生的波形在比特码“0”,“1”切换时刻是不连续的,这种不连续的相位会造成诸如频谱扩展和传输差错等问题,信号的功率谱密度函数按照频率偏移的负二次幂衰落,在无线系统中一般不采用这种FSK 信号,而是使用信号波形对单一载波振荡器进行调制,这样FSK 信号可以表示如下:

[

]()2π()2ππ()t

FSK c c S t f t t f t h m d θττ-∞??=+=+????

?

上式中,h 是频率调制系数,定义为2/b b h f R =,b R 为比特率,尽管调制波形()m t 在“0”和“1”比特间转换时不连续,但是相位函数()t θ是与()m t 的积分成比例,所以是连

续的,大部分信号能量集中在以载波频率为中心的主瓣范围,功率谱密度函数按照频率偏移的负四次幂衰减。

为了进一步减小信号的频谱旁瓣,可以在前加入一级高斯滤波器,高斯滤波器的传递函

数为:

222π()h t t α??=- ???

,其中:α=

通过高斯滤波,平缓了输入信号的相位变化,大大压缩了信号频谱的旁瓣。

cos(2π)

f t θ+0c +1-1

()

x t

图1 典型的GFSK 调制

输入信号()x t 是随机二进制信号形成的双极性方波,方波经高斯滤波器后是:

()()*(/)g t h t t T =∏

式中﹡号表示线性卷积运算,矩形脉冲定义为:

1/, /2

(/) 0, T t T t

T ?

通过数学推导,得到的表达式可表示为:

1

g()=

2π2π2t Q Q T

????-?? ?

???

式中Q 定义为:

2/2

()d t

Q t ττ∞

-=?

连续相位通过频率调制产生为:

()2π[]()d t

n t h x n g nT θττ∞

-∞

=-∞

=-∑?

式中h 是调制指数;()x n 是对()x t 离散时间采样。

4.2 解调

尽管高斯滤波器减小了发送GFSK 信号对带宽的需求,但是以接收端得到符号间干扰为代价的。GFSK 是频率调制信号,所以采用鉴相和鉴频的方法来解调。令:

()()()k x

t x k g t kT ∞

=-∞

=-∑

()x

t 是引入码间干扰的()x t ,基带同相和正交成分分别表示为: ()

0()cos 2π()d t I t h x

t τθ-∞=+? ()0

()sin 2π()d t

Q t h x

t τθ-∞

=+?

基带信号的相位可以通过:

1

0()tan 2π()d ()t Q t h x

I t ττθ--∞??

=+ ???? 计算。

在输出端可以通过:

11d ()?()()tan ()()2πd ()t nT k Q t x

n x t x k g nT kT h t I t ∞

-==-∞

????===- ? ?????∑ 获得数字信号()x n 。

0c cos(2π)

f t θ+

图2 典型的GFSK 解调

五 主要器件介绍

5.1 51单片机

引脚功能:

MCS-51是标准的40引脚双列直插式集成电路芯片,引脚分布请参照——单片机引脚图: P0.0~P0.7 P0口8位双向口线(在引脚的39~32号端子)。 P1.0~P1.7 P1口8位双向口线(在引脚的1~8号端子)。 P2.0~P2.7 P2口8位双向口线(在引脚的21~28号端子)。 P3.0~P3.7 P3口8位双向口线(在引脚的10~17号端子)。 P0口有三个功能:

1、外部扩展存储器时,当作数据总线(如图1中的D0~D7为数据总线接口)

2、外部扩展存储器时,当作地址总线(如图1中的A0~A7为地址总线接口)

3、不扩展时,可做一般的I/O 使用,但内部无上拉电阻,作为输入或输出时应在外部接上拉电阻。

P1口只做I/O 口使用,其内部有上拉电阻。 P2口有两个功能:

1、扩展外部存储器时,当作地址总线使用

2、做一般I/O 口使用,其内部有上拉电阻; P3口有两个功能:

除了作为I/O 使用外(其内部有上拉电阻),还有一些特殊功能,由特殊寄存器来设置。有内部EPROM 的单片机芯片(例如8751),为写入程序需提供专门的编程脉冲和编程电源,这些信号也是由信号引脚的形式提供的。 即:编程脉冲:30脚(ALE/PROG ) 编程电压(25V ):31脚(EA/Vpp )

ALE/PROG 地址锁存控制信号:在系统扩展时,ALE 用于控制把P0口的输出低8位地址送锁存器锁存起来,以实现低位地址和数据的隔离。当CPU 对外部进行存取时,用以锁住地址的低位地址,即P0口输出。ALE 有可能是高电平也有可能是低电平,当ALE 是高电平时,允许地址锁存信号,当访问外部存储器时,ALE 信号负跳变(即由正变负)将P0口上低8位地址信号送入锁存器。当ALE 是低电平时,P0口上的内容和锁存器输出一致。关于锁存器的内容,我们稍后也会介绍。

在8051单片机内部有一个4KB或8KB的程序存储器(ROM),ROM的作用就是用来存放用户需要执行的程序的,那么我们是怎样把编写好的程序存入进这个ROM中的呢?实际上是通过编程脉冲输入才能写进去的,这个脉冲的输入端口就是PROG。

PSEN外部程序存储器读选通信号:在读外部ROM时PSEN低电平有效,以实现外部ROM 单元的读操作。

1、内部ROM读取时,PSEN不动作;

2、外部ROM读取时,在每个机器周期会动作两次;

3、外部RAM读取时,两个PSEN脉冲被跳过不会输出;

4、外接ROM时,与ROM的OE脚相接。

EA/VPP访问和序存储器控制信号:

1、接高电平时:

CPU读取内部程序存储器(ROM)

扩展外部ROM:当读取内部程序存储器超过0FFFH(8051)1FFFH(8052)时自动读取外部ROM。

2、接低电平时:CPU读取外部程序存储器(ROM)。在前面的学习中我们已知道,8031单片机内部是没有ROM的,那么在应用8031单片机时,这个脚是一直接低电平的。

RST复位信号:当输入的信号连续2个机器周期以上高电平时即为有效,用以完成单片机的复位初始化操作,当复位后程序计数器PC=0000H,即复位后将从程序存储器的0000H单元读取第一条指令码。

XTAL1和XTAL2:外接晶振引脚。当使用芯片内部时钟时,此二引脚用于外接石英晶体和微调电容;当使用外部时钟时,用于接外部时钟脉冲信号。

5.2 无线通信模块nRF24L01+

nRF24L01+是一款工作在2.4~2.5GHz世界通用ISM频段的单片无线收发器芯片。无线收发器包括:频率发生器、增强型SchockBurst模式控制器、功率放大器、晶体管振荡器调制器、解调器。输出功率频道选择和协议的设置可以通过SPI接口进行设置。

极低的电流消耗,当工作在发射模式下发射功率为0dBm时电流消耗为11.3mA,接收模式为13.5mA,掉电模式和待机模式下电流消耗更低。

nRF24L01+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。

模块特点

(1)2.4~2.5GHz全球免申请ISM工作频段。?

(2)125个通讯频道,满足多点通讯、分组、跳频等应用需求。?

(3)发射功率可设置为:0dBm、-6dBm、-12dBm和-18dBm。?

(4)实际发射功率≥0dBm(设置为0dBm时测试得出)。?

(5)SMA接口,可方便连接同轴电缆或外置天线。?

SMA接口:微波高频连接器,最高频率为18GHz。

(6)通过SPI(行外设接口)接口与MCU连接,速率0~8Mbps。

(7)支持2Mbps、1Mbps和250kbps传输速率。?

(8)增强型ShockBurstTM传输模式,完全兼容nRF2401A、nRF24L01等芯片。(9)支持自动应答及自动重发,内置地址及CRC数据校验功能。?

(10)工作电压范围:1.9V~3.6V,待机模式下电流低于1μA。

(11)工作温度范围:-40℃~+85℃

CE:使能发射或接收;

CSN、SCK、MOSI、MISO:SPI引脚端,微处理器可通过此脚配置nRF24L01;IRQ:中断标志位;

VDD:电源输入端;

VSS:地;

XC2、XC1:晶体振荡器引脚;

VDD_PA:为功率放大器供电,输出为1.8V;

ANT1、ANT2:天线接口;

IREF:参考电流输入。

模块上的引脚定义,与外部连接信号只有8个。

a

b

c

d

e

f

g

h

5.2.1 天线

鞭状天线是一种可弯曲的垂直杆状天线,其长度一般为1/4或1/2波长。可用于小型通信机、步谈机、汽车收音机等,军用电台等。

该实验仅用到了通道1,因为通道1的DATA引脚是双向的数字I/O口,已经满足要求,通道2的DOUT只能在接收模式中使用,为单向数字输出口。其中PWR_UP、CE、CS三个引脚控制着nRF2401的四种工作模式:收发模式、配置模式、空闲模式、关断模式。

5.2.2 状态字设置

5.3 显示屏

状态字由RS、R/W、DB7~DB0写入,包括清屏、光标归位、设置输入模式、显示开/关控制、光标或显示移位、功能设置、地址设置、写数据、读数据。具体参照文档。

六工作过程

(1)单片机对自身、nRF24L01+、显示屏进行初始化配置

设置CS高、CE低,使nRF24L01+进入编程模式,nRF24L01+的DATA引脚为输入状态,配置数据写入。

(2)单片机向nRF24L01+发送数据

设置CE高,使nRF24L01+进入TX模式,nRF24L01+的DATA为输入状态,并通过它输出数据到TX FIFO,之后设置CE低,开始传输。

(3)单片机通过nRF24L01+读取数据

七程序

#include "STC89.H" // STC89系列单片机头文件

#include "Type.h" // 数据类型声明头文件

#include "LCD1602.h" // 字符型液晶屏头文件

#include "Board.h" // LED、按键和蜂鸣器引脚定义头文件

#include "nRF24L01P.h" // nRF24L01+无线数传模块驱动头文件

uint8 key_down=0; // 按键按下标志.为0时代表没有按键按下,为1时代表已有按键按下. uint8 key_code=0; // 按键编号,为0时无按键按下.

void Key_Send(void)

{

key_code=0;

if(KEY1==KEY_DOWN){key_code+=1;} // 根据按键状态设置按键编号标志

if(KEY2==KEY_DOWN){key_code+=2;}

if(KEY3==KEY_DOWN){key_code+=3;}

if(KEY4==KEY_DOWN){key_code+=4;}

if(key_code==0){ // key_code=0,说明未有按键按下

if(key_down==1){key_down=0;}

}else{ // key_code!=0,说明已有按键按下

if(key_down==0){ // key_down=0,之前没有按键按下

key_down=1; // 设置按键状态标志

n1P_TX_Buff[3] = key_code + '0'; // 将按键代码转换为ASCII字符后存入TX缓存数组

n1P_TX_Buff[4] = '0'; // 设置标志为"发送按键信息"

LCD_Print_String(0,1," Key - Send Err "); // 提前显示按键信息发送失败信息

LCD_Print_Char(5,1,n1P_TX_Buff[3]); // 显示本机按键代码

LED3 = LED_ON;

n1P_Turn_TX(n1P_TX_Buff); // 发送按键代码信息

LED3 = LED_OFF;

}

}

}

void Key_Rece(void)

{

if(n1P_RX_Buff[4] == '0'){ // 接收到的数据为对方设备发送的按键信息

LCD_Print_String(0,1," Key - Received "); // 显示从对方设备接收到的按键信息

LCD_Print_Char(5,1,n1P_RX_Buff[3]); // 显示从对方设备接收到的按键代码

n1P_TX_Buff[3] = n1P_RX_Buff[3];

n1P_TX_Buff[4] = '1'; // 设置标志为"接收按键信息成

LED3 = LED_ON;

n1P_Turn_TX(n1P_TX_Buff); // 切换nRF24L01(+)为发送模式,并发送"接收成功"信息,发送结束后返回接收模式

LED3 = LED_OFF;

}else{ // 接收到的数据为对方设备返回的接收正确信息

LCD_Print_String(0,1," Key - Send OK! "); // 显示对方接收按键信息成功信息

LCD_Print_Char(5,1,n1P_RX_Buff[3]); // 显示对方接收到的按键代码

}

}

void main(void)

{

LCD_Init_Dev(); // 初始化LCD.清屏、设置工作方式等。

LCD_Cls(); // 清屏

LCD_Print_String(0,0,"NOV ATE nRF24L01+"); // 显示字符

LCD_Print_String(0,1," Press Any Key "); // 显示字符

LED1=LED_OFF; LED2=LED_OFF; LED3=LED_OFF; // 熄灭全部指示灯,完成上电程序部分

n1P_Init_IO(); // 初始化nRF24L01(+)模块IO n1P_Turn_RX(); // 初始化nRF24L01(+),并将其设置为接收模式

while(1){

if(n1P_Check_IRQ(n1P_RX_Buff)){ // 检查IRQ引脚状态Key_Rece(); // 接收处理

}

Key_Send(); // 检测按键}

}

#include "STC89.H"

#include "Type.h"

#include "LCD1602.h"

#define LCD_Dly_Dat 6 // 等待数据建立时间,实测STC89C52RC外部晶振11.0592MHz时需>=4.

// 函数: LCD_Soft_Dly()

// 描述: 软件延时

// 参数: dly 延时时间

void LCD_Soft_Dly(uint16 dly)

{

uint16 i;

for(; dly>0; dly--) for(i=0; i<10; i++);

}

// 函数: LCD_Init_IO()

// 描述: 初始化IO

// 参数: 无

void LCD_Init_IO(void)

{

LPin_E = 0; // E 置低,设备禁用

LPin_RS = 0; // RS置低,切换到命令字操作模式

LPin_RW = 0; // RW置低,切换到写入模式

LPin_BLED = 0; // 关闭背光

}

// 函数: LCD_Wait_Busy()

// 描述: 等待LCD空闲,只有在空闲状态下方可对LCD进行操作

// 参数: 无

void LCD_Wait_Busy(void)

{

uint8 isbusy=0, dly=0;

for(dly=250; dly>0; dly--){ // 指定最大超时时间,防止死循环

LPin_RS = 0; // RS置低,切换到命令字操作模式

LPin_RW = 1; // RW置高,切换到读取模式

LPin_E = 1; // E 置高,开始操作(读取操作时为高电平有效)

LCD_Soft_Dly(LCD_Dly_Dat); // 等待数据建立

isbusy = LPin_DB; // 读取忙标志(bit7=Busy)和当前指针(bit6:0=AC)

LPin_E = 0; // E 置低,结束操作

if(isbusy < 0x80) break; // bit7=0=空闲,退出等待

}

}

// 函数: LCD_W_Reg()

// 描述: 写LCD寄存器

// 参数: dat 待写入的数据

void LCD_W_Reg(uint8 dat)

{

LCD_Wait_Busy(); // 等待空闲

LPin_RS = 0; // RS置低,切换到命令字操作模式

LPin_RW = 0; // RW置低,切换到写入模式

LPin_E = 1; // E 置高,开始操作

LPin_DB = dat; // 将数据输出到数据线上

LCD_Soft_Dly(LCD_Dly_Dat); // 等待数据建立

LPin_E = 0; // E 置低,完成操作(写入操作时为下降沿有效) }

// 函数: LCD_W_Byte()

// 描述: 向LCD写入1byte数据

// 参数: dat 待写入的数据

void LCD_W_Byte(uint8 dat)

{

LCD_Wait_Busy(); // 等待空闲

LPin_RS = 1; // RS置高,切换到数据操作模式

LPin_RW = 0; // RW置低,切换到写入模式

LPin_E = 1; // E 置高,开始操作

LPin_DB = dat; // 将数据输出到数据线上

LCD_Soft_Dly(LCD_Dly_Dat); // 等待数据建立

LPin_E = 0; // E 置低,完成操作(写入操作时为下降沿有效) }

// 函数: LCD_Init_Dev()

// 描述: LCD复位,注意该操作有固定顺序

// 参数: 无

void LCD_Init_Dev(void)

{

LCD_Init_IO();

LCD_W_Reg(0x38);

LCD_Soft_Dly(500); // 等待约5ms

LCD_W_Reg(0x38);

LCD_Soft_Dly(500);

LCD_W_Reg(0x30);

LCD_Soft_Dly(500);

LCD_W_Reg(0x38); // 8位数据总线宽度,两行字符,5x7点阵LCD_W_Reg(0x08); // 显示关,光标不显示,光标不闪烁

LCD_W_Reg(0x01); // 清屏

LCD_W_Reg(0x06); // 显示光标右移,画面不滚动

LCD_W_Reg(0x0C); // 显示开,光标不显示,光标不闪烁

}

// 函数: LCD_Cls()

// 描述: 显示清屏

// 参数: 无

void LCD_Cls(void)

{

LCD_W_Reg(0x01); // 清屏

}

// 函数: LCD_Set_Coor()

// 描述: 指定显示坐标

// 参数: x 列坐标(1602为0至15)

// y 行坐标(1602为0至1)

void LCD_Set_Coor(uint8 x, uint8 y)

{

if(y){x+=0x40;} // 在第二行的显示数据时,地址偏移0x40 x+=0x80; // 计算DDRAM地址(Display Data RAM)

LCD_W_Reg(x); // 写AC(Address Counter)到DDRAM地址}

// 函数: LCD_Print_Char()

// 描述: 在指定位置显示一个字符

// 参数: x 列坐标(1602为0至15)

// y 行坐标(1602为0至1)

// dat 数据

void LCD_Print_Char(uint8 x, uint8 y, uint8 dat)

{

LCD_Set_Coor(x,y); // 指定显示坐标

LCD_W_Byte(dat); // 写入数据

}

// 函数: LCD_Print_Char()

// 描述: 在指定位置显示一个字符串

// 参数: x 列坐标(1602为0至15)

// y 行坐标(1602为0至1)

// *s 字符串首指针

void LCD_Print_String(uint8 x, uint8 y, uint8 *s)

{

LCD_Set_Coor(x,y); // 指定显示坐标

while(*s != '\0'){

LCD_W_Byte(*s); s++; // 写入数据

}

}

#include "STC89.H"

#include "Type.h"

#include "nRF24L01P.h"

#define RF_CH 0 // RF射频通道0~125

#define RF_ADDR_WIDTH 5 // RF地址宽度1~5byte

#define RF_DATA_WIDTH 5 // RF数据宽度1~32byte

uint8 code n1P_RF_Addr[5]={0xBE,0xBD,0xBC,0xBB,0xBA}; // TX,RX地址,可自行更改

uint8 n1P_RX_Buff[RF_DA TA_WIDTH]={0,0,0,0,0}; // 接收数据缓冲区

uint8 n1P_TX_Buff[RF_DATA_WIDTH]={'K','E','Y','-','-'}; // 发送数据缓冲区

// 函数: n1P_Init_IO()

// 描述: 初始化IO

// 参数: 无

void n1P_Init_IO(void)

{

nPin_CE = 0; // 进入待机模式

nPin_CSN = 1; // SPI禁止

nPin_SCK = 0; // SPI时钟置低

}

// 函数: n1P_SPI_WR_Byte()

// 描述: 通过SPI写一个byte到nRF24L01+,同时从nRF24L01+读取一个byte

// 参数: byte 待写入字节数据

// return 读取到的字节数据

uint8 n1P_SPI_WR_Byte(uint8 byte)

{

uint8 i;

for(i=0; i<8; i++){ // 循环8次

nPin_MOSI = (byte & 0x80); // 将byte最高位输出到MOSI

byte <<= 1; // 低一位移位到最高位

nPin_SCK = 1; // 拉高SCK,nRF24L01从MOSI读入1位数据,同时从MISO输出1位数据

byte |= nPin_MISO; // 读MISO到byte最低位

nPin_SCK = 0; // SCK置低}

return(byte); // 返回读出的一字节

}

// 函数: n1P_SPI_W_Reg_Byte()

// 描述: 将val写入addr对应的寄存器地址,同时返回status字节

// 参数: addr 寄存器地址

// val 待写入寄存器的数值

// return 返回status状态

uint8 n1P_SPI_W_Reg_Byte(uint8 addr, uint8 val)

uint8 status;

nPin_CSN = 0; // CSN置低,开始传输数据status = n1P_SPI_WR_Byte(addr); // 写入寄存器地址,同时返回状态字

n1P_SPI_WR_Byte(val); // 然后写数据到该寄存器nPin_CSN = 1; // CSN拉高,结束数据传输return(status); // 返回状态寄存器

}

// 函数: n1P_SPI_W_Reg_Byte()

// 描述: 读取addr所对应的寄存器地址

// 参数: addr 寄存器地址

// return 返回寄存器内的数值

uint8 n1P_SPI_R_Reg_Byte(uint8 addr)

{

uint8 val;

nPin_CSN = 0; // CSN置低,开始传输数据n1P_SPI_WR_Byte(addr); // 写入寄存器地址

val = n1P_SPI_WR_Byte(0); // 然后从该寄存器读数据nPin_CSN = 1; // CSN拉高,结束数据传输return(val); // 返回寄存器数据

}

// 函数: n1P_SPI_W_Reg_Buff()

// 描述: 连续写入len个字节到addr指定的寄存器中,同时返回status状态字

// 参数: cmd 命令字

// *p 待写入数据指针

// len 待写入数据长度

// return 返回status状态

uint8 n1P_SPI_W_Reg_Buff(uint8 cmd, uint8 *p, uint8 len)

{

uint8 status, i;

nPin_CSN = 0; // CSN置低,开始传输数据status = n1P_SPI_WR_Byte(cmd); // 选择寄存器,同时返回状态字

for(i=0; i

n1P_SPI_WR_Byte(p[i]); // 逐个字节写入nRF24L01+

nPin_CSN = 1; // CSN拉高,结束数据传输return(status); // 返回状态寄存器

}

// 函数: n1P_SPI_W_Reg_Buff()

// 描述: 连续写入len个字节到addr指定的寄存器中,同时返回status状态字

// 参数: cmd 命令字

// *p 待读取数据指针

// len 待读取数据长度

// return 返回status状态

uint8 n1P_SPI_R_Reg_Buff(uint8 cmd, uint8 *p, uint8 len)

{

uint8 status, i;

nPin_CSN = 0; // CSN置低,开始传输数据status = n1P_SPI_WR_Byte(cmd); // 选择寄存器,同时返回状态字

for(i=0; i

p[i] = n1P_SPI_WR_Byte(0); // 逐个字节从nRF24L01+读出nPin_CSN = 1; // CSN拉高,结束数据传输return(status); // 返回状态寄存器

}

// 函数: n1P_Turn_RX()

// 描述: 初始化nRF24L01+,并将其转换为接收状态

// 参数: 无

void n1P_Turn_RX(void)

{

nPin_CE = 0;

// CE置低,进入待机模式

n1P_SPI_W_Reg_Buff(nCMD_W_REGISTER | nREG_RX_ADDR_P0, n1P_RF_Addr, RF_ADDR_WIDTH); // 设置RX通道0地址

n1P_SPI_W_Reg_Byte(nCMD_W_REGISTER | nREG_SETUP_AW, nRCD_AW_5byte);

// 设置RX地址宽度

n1P_SPI_W_Reg_Byte(nCMD_W_REGISTER | nREG_RX_PW_P0, RF_DA TA_WIDTH);

// 设置RX通道0数据宽度

n1P_SPI_W_Reg_Byte(nCMD_W_REGISTER | nREG_RF_CH, RF_CH);

// 设置射频通道

n1P_SPI_W_Reg_Byte(nCMD_W_REGISTER | nREG_EN_RXADDR, nRCD_ERX_P0_enable); // 使能接收通道0

n1P_SPI_W_Reg_Byte(nCMD_W_REGISTER | nREG_EN_AA, 0x00);

// 关闭自动应答

n1P_SPI_W_Reg_Byte(nCMD_W_REGISTER | nREG_SETUP_RETR, nRCD_ARC_disable); // 禁用自动重发

n1P_SPI_W_Reg_Byte(nCMD_W_REGISTER | nREG_RF_SETUP, nRCD_RF_DR_1Mbps | nRCD_RF_PWR_0dBm); // 设置传输速率为1Mbps,发射功率为0dBm

n1P_SPI_W_Reg_Byte(nCMD_W_REGISTER | nREG_CONFIG, nRCD_MASK_TX_DS_enable // 禁用发送完成中断

|

nRCD_MASK_MAX_RT_enable // 禁用发送超时中断

| nRCD_EN_CRC_enable

// 启用CRC

| nRCD_CRCO_2byte

// CRC16

| nRCD_PWR_UP_powerup

// 上电模式

| nRCD_PRIM_RX_prx);

// RX模式

nPin_CE = 1;

// CE置高,进入运行模式

}

// 函数: n1P_Turn_TX()

// 描述: 初始化nRF24L01+,并将其转换为发送状态。发送数据缓冲区中的数据,发送完成后再转换为接收状态

// 参数: p 发送数据存放地址

void n1P_Turn_TX(uint8 *p)

{

uint8 sta=0;

nPin_CE = 0;

// CE置低,进入待机模式

n1P_SPI_W_Reg_Buff(nCMD_W_REGISTER | nREG_TX_ADDR, n1P_RF_Addr, RF_ADDR_WIDTH); // 设置TX地址

n1P_SPI_W_Reg_Buff(nCMD_W_TX_PAYLOAD, p, RF_DATA_WIDTH);

// 写入发送数据

n1P_SPI_W_Reg_Byte(nCMD_W_REGISTER | nREG_RF_CH, RF_CH);

// 设置射频通道

n1P_SPI_W_Reg_Byte(nCMD_W_REGISTER | nREG_SETUP_RETR, nRCD_ARC_disable); // 禁用自动重发

n1P_SPI_W_Reg_Byte(nCMD_W_REGISTER | nREG_RF_SETUP, nRCD_RF_DR_1Mbps | nRCD_RF_PWR_0dBm); // 设置传输速率为1Mbps,发射功率为0dBm

n1P_SPI_W_Reg_Byte(nCMD_W_REGISTER | nREG_CONFIG, nRCD_MASK_RX_DR_enable // 禁用发送完成中断

|

nRCD_MASK_MAX_RT_enable // 禁用发送超时中断

| nRCD_EN_CRC_enable

// 启用CRC

| nRCD_CRCO_2byte

// CRC16

| nRCD_PWR_UP_powerup

// 上电模式

| nRCD_PRIM_RX_ptx);

// TX模式

nPin_CE = 1;

// CE置高,进入运行模式

while(1){

if(nPin_IRQ==0){

// 等待IRQ置低

sta = n1P_SPI_R_Reg_Byte(nCMD_R_REGISTER | nREG_STA TUS);

// 读取STA TUS寄存器

if(sta & nRCD_TX_DR_yes){

// TX_DR为1时表明发送已完成

n1P_SPI_W_Reg_Byte(nCMD_W_REGISTER | nREG_STATUS, nRCD_TX_DR_clr); // 写回TX_DR,重置IRQ中断

break;

// 退出循环

}

}

}

n1P_Turn_RX();

// 将nRF24L01+转换为接收模式

}

// 函数: n1P_Check_IRQ()

// 描述: 检查nRF24L01+是否接收到数据,接收到数据时将数据读取到接收数据缓冲区中// 参数: p 接收数据存放地址

// return 接收成功标志,为1时表明数据接收成功

uint8 n1P_Check_IRQ(uint8 *p)

{

uint8 sta=0;

if(nPin_IRQ==0){

// 等待IRQ置低

sta = n1P_SPI_R_Reg_Byte(nCMD_R_REGISTER | nREG_STATUS);

// 读取STA TUS寄存器

if(sta & nRCD_RX_DR_yes){

// RX_DS为1时表明接收到数据

n1P_SPI_W_Reg_Byte(nCMD_W_REGISTER | nREG_STATUS, nRCD_RX_DR_clr); // 写回RX_DS,重置IRQ中断

n1P_SPI_R_Reg_Buff(nCMD_R_RX_PAYLOAD, p, RF_DATA_WIDTH);

// 读取nRF24L01+中的接收数据

return(1);

// 返回接收完成标志

}

}

return(0);

// 返回接收检查失败标志}

nRF24L01+无线收发系统设计

nRF2401无线收发系统设计 一 实验目的 培养基本实验能力和工程实践能力,通过实验锻炼基本实验技能,使同学们掌握单片机的基本工作原理和单片机系统应用设计的技能,掌握单片机的简单编程方法以及调试方法,并能应用于电子系统设计中,提高同学们对综合电子系统的设计能力,加深对无线通信系统理论知识的理解,增强工程实践能力,培养创新意识,提高分析问题和解决问题的能力。 二 实验基本要求 (1)正确使用电子仪器; (2)根据项目设计要求能够进行单片机系统硬件电路设计和软件编程; (3)学会查阅接口电路手册和相关技术资料; (4)具有初步的单片机电路硬件和软件分析、寻找和排除常见故障的能力; (5)正确地记录实验数据和写实验报告。 三 实验器材 万能板、单片机、nRF2401无线收发模块、液晶屏、晶振、按键、发光二级管、开关、电容、电阻、5V 电源适配器、导线、万用表、电烙铁、焊锡。 四 GFSK 调制解调原理 4.1 调制 频移键控方式,幅度恒定不变的载波信号频率随着调制信号的信息状态而切换,通常采用的是二进制频移键控,即载波信号频率随着数据信息码的“0”、“1”变化进行切换。根据频率变化影响发射波形的方式,FSK 信号在相邻的比特之间,呈现连续的相位或不连续的相位。一种常见的二进制FSK 信号产生方法是根据数据比特码是“0”还是“1”,在两个振荡频率分别为 c d f f +和 c d f f -的振荡器间切换,这种FSK 信号的表达式为: []()()2π() 0FSK H c d b S t v t f f t t T == +≤≤ (二进制1) []()()2π() 0FSK L c d b S t v t f f t t T == -≤≤ (二进制0) c f 和d f 分别代表载波信号频率和恒定频率偏移,而b E 和b T 分别表示单比特能量和比 特周期。这种方法产生的波形在比特码“0”,“1”切换时刻是不连续的,这种不连续的相位会造成诸如频谱扩展和传输差错等问题,信号的功率谱密度函数按照频率偏移的负二次幂衰落,在无线系统中一般不采用这种FSK 信号,而是使用信号波形对单一载波振荡器进行调制,这样FSK 信号可以表示如下: [ ]()2π()2ππ()t FSK c c S t f t t f t h m d θττ-∞??=+=+???? ? 上式中,h 是频率调制系数,定义为2/b b h f R =,b R 为比特率,尽管调制波形()m t 在“0”和“1”比特间转换时不连续,但是相位函数()t θ是与()m t 的积分成比例,所以是连 续的,大部分信号能量集中在以载波频率为中心的主瓣范围,功率谱密度函数按照频率偏移的负四次幂衰减。 为了进一步减小信号的频谱旁瓣,可以在前加入一级高斯滤波器,高斯滤波器的传递函

声音信息无线传输系统设计(声源定位)

摘要 关键词:声源定位;传感器阵列;无线数传;串行通信接口 声源定位就是利用声波的传输特性,来确定发声对象的空间位置的技术。被动声源定位一般采用声传感器阵列来探测声信号达到各阵元的时间差,由此推算出声源距坐标基点的距离和方向角。本文介绍了声源定位系统的工作原理、系统组成及传感器阵列与微机无线通信的实现,设计了传声器阵列模块(包括时延差计算系统)、无线传输模块及微机通信模块,并完成了相关的电路设计和连接。

ABSTRACT Keyword: Acoustic Emission Source Location;sensors’ array;wireless transmission;serial communications interface Acoustic Emission Source Location (AESL) is a technology which uses the transfer characteristic of sound wave to locate the space position of acoustic emission source. Passive AESL generally uses acoustic sensors’array to detect the time difference of acoustic signal arrive each array element, then calculate the distance and direction angle from acoustic emission source to origin of coordinates. In this paper, the author introduces the operational theory and the composition of AESL system, then realizing the communication between the acoustic sensors’array and the microcomputer. Acoustic sensors’array module (including the time difference computing system), wireless transmission module and microcomputer communication module are designed. The circuit designing and connecting have also been accomplished.

基于51单片机的无线数据收发系统设计(带电路图和代码)

1 引言 伴随着短距离、低功率无线数据传输技术的成熟,无线数据传输被越来越多地应用到新的领域。与有线通信方式相比,无线通信以其不需铺设明线,使用便捷等一系列优点,在现代通信领域占重要地位。 但以往的无线产品存在范围和方向上的局限。例如,一些无线产品在使用时,无法将信息反馈给控制者;还有一些无线产品不能很好地显示参数或状态信息,如果能在系统中增加一块小型液晶显示电路,产品不仅能向用户显示其状态或状态的改变,而且可以大大降低成本。正如人们所发现的,只要建立双向无线通信-双工通信并且选择成本低的收发芯片,就会出现许多新应用。 本次设计主要是利用无线收发电路,加上单片机控制与液晶显示制成一套完整的数据收发系统。考虑到目前市场上的一些需求,设计的主要要求是方案成本低,体积小,低功耗,集成度高,尽量无需调外部元件,传输时间短,接口简单。nRF401是国外最新推出的单片无线收发一体芯片,它在一个20脚的芯片中包括了高频发射、高频接收、PLL合成、FSK调制、多频道切换等功能,并且外围元件少,便于设计生产,功耗极低,集成度高,是目前集成度较高的无线数传产品,它为低速率低成本的无线技术提出了解决方案。 2 无线数据收发系统 2.1 系统组成 无线数据传输系统有点对点,点对多点和多点对多点三种。本系统由于实际应用的需要,接收器和数据终端之间的数据传输通过nRF401进行,构成点对点无线数据传输系统。整个系统中,两数据终端之间的无线通信采用433MHz的频段作为载波频率,收发通过串口通信。 无线数据收发系统可以分为无线收发控制电路、单片机控制电路、显示电路和按键电路四部分组成,系统原理如图2-1所示: 图2-1 无线数据收发系统原理图

MSM6948无线数据传输系统的实现

MSM6948无线数据传输系统的实现 从我国目前情况来看,广泛应用的大量VHF/UHF电台多为模拟话音电台,通信手段仍以短波、超短波话音通信为主,不能适应当前数字化数据传输的要求,限制了现在众多的电台发挥更大的作用。本文提出了一种方案,利用无线调制解调器芯片MS M6948做成的MODEM与电台的话音接口连接,同时还可与主控计算机或其他具有标准RS-232接口的数据设备相连,从而实现数据通过现有的电台进行无线传输,有效地利用了现有设备,在一定程度上满足了日益增长的高速数据传输的要求. 系统总体框图及其原理 系统框图如图1所示,作为数据的双向传输系统,每一方都必须具有数据的发送和接收功能,因此通信双方的结构是等价的。它们都是由RS-232电平转换电路、单片机电路、无线调制解调器和超短波电台组成的。计算机发送数据时,首先由RS-232电平转换电路将计算机串口发送数据的RS-232电平转换为单片机所能接收的TTL电平,单片机接收到数据后,在单片机的控制下将数字信号送入无线调制解调器芯片进行调制,调制后的模拟信号送往超短波电台的发送语音通道,并由超短波电台发射出去。接收方的超短波电台收到发射方的发射信号后,电台内的鉴频输出端将输出恢复后的模拟信号,此信号送到调制解调器芯片,解调出数字信号,将此信号送入单片机进行处理,在单片机的控制下,将收到的数字信号依次经RS-232电平转换电路将TTL电平转换为计算机串口所需的RS-232电平,并由计算机对收到的信号进行处理. 图1 系统框图 硬件电路设计 在硬件电路中,单片机是整个系统的核心,它决定了整个系统的总体结构和可升级能力。在本系统中,单片机采用ATMEL公司的AT90系列单片机AT90S8515。无线调制解调器采用OKI公司的MSM6948芯片,RS-232电平转换电路采用MAX232。由于M AX232的应用已相当普遍,在此不再赘述。下面主要介绍AT90S8515及MSM6948的特性以及具体的电路实现方法。 AT90S8515的特点 ATMEL 公司的90系列单片机是增强RISC内载FLASH的单片机,具有运行速度快、功耗低等特点。AT90S8515内含8K字节F LASH存储器和512字节SRAM,在一般情况下无需扩展外部程序存储器和数据存储器。它还具有高保密性,程序存储器FLASH 具有多重密码锁死(LOCK)功能,绝不可能泄密。在对程序存储器FLASH编程方面,可通过SPI串行接口或一般的编程器进行重新编程,因而可对用AT90S8515组成的系统进行在系统编程 (ISP-In System Programming),给新产品的开发、老产品升级和维护带来极大的方便。 MSM6848的特点及工作原理 MSM6948采用MSK调制方式、单5V供电、片内开关电容滤波、低功耗CMOS技术,具有内部晶振电路、传输速度为1200bps,原理框图如图2所示。

无线数据传输系统毕业设计论文

毕业设计(论文)原创性声明和使用授权说明 原创性声明 本人郑重承诺:所呈交的毕业设计(论文),是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知,除文中特别加以标注和致谢的地方外,不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果,也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体,均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。 作者签名:日期: 指导教师签名:日期: 使用授权说明 本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计(论文)的规定,即:按照学校要求提交毕业设计(论文)的印刷本和电子版本;学校有权保存毕业设计(论文)的印刷本和电子版,并提供目录检索与阅览服务;学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文;在不以赢利为目的前提下,学校可以公布论文的部分或全部内容。 作者签名:日期:

学位论文原创性声明 本人郑重声明:所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外,本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。 作者签名:日期:年月日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定,同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅。本人授权大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 涉密论文按学校规定处理。 作者签名:日期:年月日 导师签名:日期:年月日

无线数据传输系统设计大学毕设论文

无线数据传输系统设计 无线数据传输系统设计 作者:xxx 摘要:介绍无线数据传输系统的组成、AT89C51单片机串行口的工作方式及其与无线数字电台接口的软硬件设计与实现方法。 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。 关键字:无线数据传输,A T89C51单片机,模/数转换器,ADC采样,采集,信号 【Abstract】: Introduction of wireless data transmission system components, AT89C51 Serial port works and wireless digital radio interface with the hardware and software design and implementation. Digital acquisition system in general, is to capture the scene through the sensor signal is converted to electrical signals by analog / digital converter ADC sampling, quantization, encoding, in order to digital signals into data memory, or sent to the microprocessor, or send the data wirelessly to the receiver for processing. Wireless data transmission system is kind of a use of wireless means, to collect the data sent by the stations to the master control station equipment. 【Key words】: Wireless data transmission,AT89C51 Microcontroller,A / D converter,ADC sampling,Collection,Signal

简易无线通信系统[详细]

简易无线通信系统(T-1题) 一、任务: 设计并制作一个简易无线通信系统. 二、要求: 1、基本要求: (1)发射频率在1~40米Hz 任选,调制方式A米/F米任选; (2)自制正弦波信号源,峰峰值1V ,频率400~600Hz可调; (3)输出功率小于20米W(在标准50Ω假负载上); (4)接收距离不小于5米(输入信号为1V、500Hz正弦波,输出信号无明显失真); 2、发挥部分: (1) 接收机能显示接收输出信号的频率; (2) 发射端可控制接收机输出直流电压变化(1~3V)及显示该电压值; (3) 增大接收距离大于10米(输入信号为1V、500Hz正弦波,输出信号无明显失真); (4) 其他的创新和发挥. 三、评分标准: 项目满分 基本要求 100 设计与总结报告:方案比较、设计与论证、理论分析与计 算、电路图及有关设计文件、测试方法与仪器、测试数据 与测试结果的分析. 50 实际制作完成情况50 发挥部分 50 完成第(1)项15 完成第(2)项15 完成第(3)项15 完成第(4)项 5 总分50 无线LED控制器的制作(T-2题)

一、 任务 设计并制作一个采用无线控制方式(红外、超声波、射频等任一种)来实现控制8路LED 灯的无线控制器,系统如下图所示: 要求 (一)基本要求 (1)可实现无线控制八路LED 灯(键盘控制任意一路LED 灯的亮、灭、左循环、 右循环); (2)使该控制器具备密码保护功能,当输入正确的密码后方能对键盘进行控制,反 之控制器发出报警; (3)设计控制距离以使用者为中心,圆半径距离设定在5米内均可接收. (二)发挥部分 (1)可实现LED 灯的分级亮度控制; (2)可实现测量无线LED 控制器的电源电压V,当V 下降到(7/8)V 时, 8路LED 有7个亮、满格电压V 时8路LED 全亮; (3)设计控制距离以使用者为中心,圆半径距离设定在1米内、5米内、10米内 三档可设置,且每档设计控制距离的实际测量不能超出所要求的距离; (4)有其他的创新和发挥. 三、评分标准

单片机无线传输系统设计(89C51)

毕业论文(设计) 题目:单片机无线传输系统设计完成人: 班级:11 学制: 专业: 指导教师: 完成日期:

目录 摘要 (1) 引言 (1) 1总体设计 (2) 1.1设计技术背景 (2) 1.1.1 AT89S51单片机简介 (2) 1.1.2 AT89S51主要功能特点 (2) 1.2单片机无线数据传输原理 (3) 1.2.1 单片机无线数据传输原理概述 (3) 1.2.2 无线数据传输常用编码方式 (3) 1.2.3 无线数据传输解码 (5) 1.2.4 无线数据传输调制和解调 (6) 2无线数据收发模块 (7)

2.1无线收发模块nRF905简介 (7) 2.2 nRF905无线模块特点 (7) 2.3 工作模式及芯片结构 (7) 3系统软硬件设计 (8) 3.1 硬件设计 (8) 3.1.1 概述 (8) 3.1.2 电路原理 (9) 3.1.3 SPI接口配置 (9) 3.2 软件设计 (12) 3.2.1 概述 (12) 3.2.2 发射程序 (13) 3.2.3 接收程序 (17) 4结束语 (21) 参考文献 (22) Abstract (23)

单片机无线传输系统设计 作者: 指导教师: 摘要:当今社会发展迅速,人们迫切的期望能随时随地、不受时空限制地进行信息交互。当今的各种智能化控制系统也离不开数据信息的传输。其中,无线数据传输是区别于传统的有线传输的新型传输方式,系统不需要传输线缆、成本低廉、施工简单。现在,有很多的电器产品(如一些家用电器)的操作控制也都采用了无线数据传输方式,一些无线数据传输功能相对简单的电器产品,无线数据传输信号的接收识别往往采用与编码调制芯片配套的译码芯片。而无线数据传输功能比较复杂的一些电器产品,无线数据传输信号的识别与译码多采用单片机,其编码调制方法也有多种。本文介绍一种基于AT89S51单片机以及无线收发模块nRF905的无线数据传输方案,以及用单片机对其进行识别的程序设计方法,以供参考。 关键词:AT89S51单片机,nRF905模块,无线数据传输; 引言 当今的各种智能化控制系统,比如智能化小区部的无线抄表系统、门禁系统、防盗报警系统和安全防火系统等,工业数据采集系统,水文气象控制系统,机器人控制系统、数字图像传输系统等等,都离不开数据信息的传输。可以说,数据信息传输系统是各种智能化控制系统的重要组成部分。[1]在有线数据传输方式当中,数据的传输载体是双绞线、同轴电缆或光纤。在一些单片机监测系统中,数据采集装置是安装在环境条件恶劣的现场或野外。采集到的数据通信传输到手持终端, 然后通过手持终端送到后台机(PC机) 进行数据分析、处理。这样,数据采集装置与手持终端之间的数据传输需解决通信问题。若采用有线数据传输方式显然是不合适的。相比于传统的有线数据传输方式,无线数据传输方式可以不考虑传输线缆的安装问题,从而节省大量电线电缆,并且降低施工难度和系统成本,是一个很有发展潜力的研究课题。无线数据传输因其传输距离远和受障碍影响小而得到广泛应用,随着各种专用无线数据传输集成电路和无线数据传输发射和接收专用集成电路的不断涌现,使许多复杂的无线数据传输系统的设计变得愈来愈简单,而且工作稳定性可靠。本文介绍利用单片机以及发射/接收

无线数据传输系统设计样本

科信学院 CDIO二级项目 设计说明书 ( / 第一学期) 题目 : 无线数据传输系统设计 专业班级 : 通信工程 学生姓名 : 学号 : 指导教师 : 贾少瑞 设计周数 : 1 周 设计成绩 : 1月8日

目录 1、引言 (2) 2、设计要求 (2) 3、概述 (2) 4、 CDIO设计目的 (3) 4.1 总体设计目的 (3) 4.2 无线数据传输系统 (3) 5、无线传输系统设计 (4) 5.1 无线数据传输系统 (4) 5.1.1 无线数据传输系统重要器件介绍 (4) 5.1.2 无线传输系统电路图 (6) 5.1.3发射模块图 (8) 5.1.4接收模块图 (8) 5.1.5发射模块电路图 (9) 5.1.6接收模块电路图 .................. 错误!未定义书签。 6、无线遥控开关的特点 (10) 7、设计总结 (11) 8、参考文献 (13)

1、引言 近十几年信息通信领域中发展最快、应用最广的就是无线通信技术。而无线通信技术又有着集成化、低功耗、易操作的发展趋势。当前一些只由微控制器和集成射频芯片构成的无线通信模块不断推出这 种微功率短距离无线数据传输技术在工业、民用等领域得到应用广泛。无线射频技术作为本世纪最有发展前景的信息技术之一已经得到业界 的高度重视。该技术利用射频方式进行非接触双向通信能够自动识别目标对象并获取相关数据具有精度高、适应环境能力强、抗干扰强、操作快捷等许多优点。 2、设计要求 利用315M无线发射头和315M无线接收头, 以及编解码芯片PT2262和PT2272设计实现一个无线遥控电器控制器能对电器( 电扇、电灯、电机等) 进行遥控控制其开和关, 每组要求设置的地址码不同, 进行 遥控式互不干扰。 3、概述 无线遥控器顾名思义就是一种用来远程控制机器的装置。现代的遥控器主要是由集成电路电板和用来产生不同讯息的按钮所组成。时至今日无线遥控器已经在生活中得到了越来越多的应用给人们带来了 极大的便利。随着科技的进步无线遥控器也扩展到了许多种类简单来说

无线通信系统物理层的传输方案设计

(无线局域网场景) 一、PBL问题二: 试设计一个完整的无线通信系统物理层的传输方案,要求满足以下指标: 1. Data rate :54Mbps, Pe<=10-5 with Eb/N0 less than 25dB 2. 20 MHz bandwidth at 5 GHz frequency band 3. Channel model :设系统工作在室内环境,有4条径,无多普勒频移,各径的相对时延为:[0 2 4 6],单位为100ns ,多径系数服从瑞利衰落,其功率随时延变化呈指数衰减:[0 -8 -16 -24]。 请给出以下结果: A. 收发机结构框图,主要参数设定 B. 误比特率仿真曲线(可假定理想同步与信道估计) 二、系统选择及设计设计 1、系统要求 20MHz带宽实现5GHz频带上的无线通信系统; 速率要求: R=54Mbps; 误码率要求: Pe <=10^ (-5)。 2、方案选取 根据参数的要求,选择802.11a作为方案的基准,并在此基础上进行一些改进,使实际的系统达到设计要求。 802.11a中对于数据速率、调制方式、编码码率及OFDM子载波数目的确定如表1 所示。

与时延扩展、保护间隔、循环前缀及OFDM符号的持续时间相关的参数如表2 所示。 关的参数 参考标准选择OFDM系统来实现,具体参数的选择如下述。 3、OFDM简介 OFDM的基本原理是将高速信息数据编码后分配到并行的N个相互正交的子载波上,每个载波上的调制速率很低(1/N),调制符号的持续间隔远大于信道的时间扩散,从而能够在具有较大失真和突发性脉冲干扰环境下对传输的数字信号提供有效的保护。OFDM系统对多径时延扩散不敏感,若信号占用带宽大于信道相干带宽,则产生频率选择性衰落。OFDM的频域编码和交织在分散并行的数据之间建立了联系,这样,由部分衰落或干扰而遭到破坏的数据,可以通过频率分量增强的部分的接收数据得以恢复,即实现频率分集。 OFDM克服了FDMA和TDMA的大多数问题。OFDM把可用信道分成了许多个窄带信号。

无线通信射频收发系统设计研究

无线通信射频收发系统设计研究 射频是一种特定频率的电磁波信号,它可以在自由空间中传播,射频通信技术具有宽频带、高信息容量、体积小、可用频谱多、干扰小等特点,在无线通信系统中应用广泛,日常生活中有线电视信号就是通过由射频通信系统传送的。射频收发系统处理线通信系统中信号的接收和发射,它位于无线通信系统的最前端,关系到通信的质量。研究射频收发系统工作原理优化其设计方案,可有效提高无线通信质量。 一、射频收发系统的构成及工作原理 射频收发系统根据它的应用目的和使用环境的不同,会有不同的组成部分。但从射频收发系统的工作原理来看,射频发射机、射频接收机、天线是系统的基本组成部分。(一)射频发射机的构成及工作原理。射频发射机是通过调制、功率放大、上变频、滤波等手段把低频的基本频带信号转换为对应的高频信号,并把处理后的信号经天线发出。天线、滤波器、数模转换器、调制器、混频器、放大器、本振器等组成射频发射机系统。调制器通过数字调制或模拟调制的方式将低频信号向高频段传播;本振器通过数字分频电路、鉴相器电路,锁相环电路等将频率送至混频器;滤波器可以对不同的信号进行分离,得到特定频率的信号或消除干扰信号,滤波器种类繁多,实际使用时可根据需要处理信号的形式选用模拟滤波器或数字滤波器;数模转换器主要作用是完成数字信号到模拟信号的转换;混频器主要作用是实现频率变化,常用的有双平衡混频器和三平衡混频器。放大器是把信号通过幅度放大器增大或降低,在经由功率放大器将信号功率放大用以满足天线发射需要。(二)射频接收机的构成及工作原理。射频接收机主要作用是从天线接收的众多信号中选出基本频带所需的有用信号并放大。射频接收机的信号选择能力关系到信号的接收质量,影响无线通信射频收发系统的运行状况。射频接收机把天线接收到信号传送至低噪声放大器,通过两次下变频,将信号变为满足需要的基本频带信号。射频接收机主要性能指标要求包括:接收微弱信号的灵敏度要求,降低系统噪声系数要求,相似频率信号的选择能力要求及射频接收机接收信号大小比的动态范围要求,射频接收机的性能指标关系到无线通信射频收发系统运行质量。

无线通讯系统设计方案

无线通讯系统设计方案目录 1 概述 2 2 KT106系统技术优势 3 3 系统组成 4 4 传输平台 5 5 组网方式 6 6 设备部署 6 7 系统主要功能9

1概述 长久以来,国内外矿井的无线通讯技术一直停留在窄带低速范围内,普遍存在设备复杂、功能单一、无法复用通道,重复布线的问题。重庆分院在进行大量的前期调研、资料收集、分析研究总结的基础上,利用目前国内外成熟的Wi-Fi 技术,结合广泛应用的RFID技术,通过技术改进、本质安全设计,开发出了适应煤矿特殊环境的KT106矿井无线通讯系统。 KT106矿井宽带无线通讯系统作为新一代的矿井无线传输系统,采用Wi-Fi 与RFID技术相结合,在煤矿井下实现了通过一套系统实现语音和人员定位数据传输。是我院最新研究的产品。突破传统系统结构模式,无线通讯及人员定位共用一套传输线路,具有很高的性价比。系统网络结构将采用以工业以太网为主干的星型结合总线型的网络结构方案,以工业以太网交换机作为星型的中心点,基站之间采用串行连接方式。基站同时具有语音通信和定位功能,定位终端包括带定位功能的手机和专用的定位卡两种。系统采用本质安全供电的方式,使设备达到在回风巷道和工作面使用的安全等级和技术要求。 本系统通过配套的管理软件、工业以太网、PBX网关等设备,形成一套完整的以矿井工业以太环网为传输主干,无线信号进行空间覆盖的矿井无线通讯系统,使煤矿无线通讯技术跃上一个新的台阶,并处于国内外技术领先水平。 本系统是重庆研究院历时5年,经过不断探索和完善,为煤炭行业研制出了能够实现井下无线语音通话功能的最新技术装备,并能够24小时对煤矿出入井人员进行实时跟踪监测和定位,随时清楚掌握每个人员在矿井下活动轨迹,是煤矿最新一代安全生产管理系统。 KT106无线通讯系统结构如下:

无线电报收发系统设计

河北工业大学实验设计报告书 题目:无线电报收发系统设计 (理论设计) 学院:信息工程学院 专业:电子信息工程 班级: XX 姓名: XXX 学号: XXXX 2012年12 月8 日

无线电报收发系统设计 1、引言 随着科学技术的不断发展,我们的生活越来越科技化。正是这些科学技术的进步,才使得我们的生活发生了翻天覆地的变化。 这学期,我们学习了《高频电子线路》这门课,让我对无线电通信方面的知识有了一定的认识与了解。通过这次的实验课程理论设计,可以来检验和考察自己理论知识的掌握情况,同时,将理论变成实践,更是能使自己加深对理论知识的理解,提高自己的设计能力。 1.1 发报机原理概述及框图 发报机的主要任务是完成有用的低频信号对高频载波的调制,将其变为在某一中心频率上具有一定带宽、适合通过天线发射的电磁波。 通常,发射机包括三个部分:高频部分,低频部分和功率发大器部分。高频部分为载波振荡器,载波振荡器的作用是产生频率稳定的载波。低频部分包括音频振荡器、音频放大器、发报电键。低频信号通过放大,在振幅调制器处获得所需的调幅信号,末级高频功率放大器进行信号发射。因此,末级为高频功率放大器和发射天线。发报机系统原理框图如图1.1所示。 图1.1 发报机系统原理框图 1.2 接收机原理概述及框图 接收机的主要任务是从已调制AM波中解调出原始有用信号,主要由输入电路、选频放大器、检波电路、滤波低频功率放大电路和喇叭或耳机组成。原理框图如图2所示。

输入电路和选频放大器把空中许多无线电信号选择其中一个并放大,送给检波电路。由检波器将调幅信号所携带的音频信号取下来,送给低频放大器。滤波低频放大器检波出来音频信号并进行放大。放大到其功率能够推动扬声器或耳机的水平。由扬声器或耳机将音频电信号转变为声音。 2、调幅发射机电路设计与工作原理 2.1 载波振荡器的设计 此次设计,主振荡器采用经典的克拉泼振荡电路,要求产生一个30MHz 的正弦波。该电路的稳定性较好,所以,其振荡器的频率也相对稳定。 图2.1 克拉泼振荡电路 图2.1为克拉泼振荡电路, L2为高频扼流圈,为集电极提供直流偏置;C4为旁路电容,保证晶体管的基极交流接地,直接接入LC 回路,减小损耗;极小的C3可以获得较高的频稳定度。 2.2 音频振荡器的设计 音频信号是一个低频信号,音频放大器被用作一个普通的低频放大器,放大到调制信号需要的幅值上。 图1.2 接收机系统原理框图

无线电能传输系统设计

本科毕业论文(设计) 题目中短距离小功率 无线电力传输系统设计 指导教师张军职称讲师 学生姓名陈昂学号20091526102 专业通信工程(无线移动通信方向) 班级2009级无线移动通信1班 院(系)电子信息工程学院 完成时间2013年4月20日

中短距离小功率无线电力传输系统设计 摘要 移动互联网的井喷式繁荣,移动互联设备(MID)层出不穷的涌现,电池技术瓶颈的限制已难以满足人们的用电需求;物联网的深入发展,越来越广泛的网络节点能量供给等都要求更为先进的无线能量传输技术的发展,尤其是中短距离中小功率的无线电能传输的发展。两者共同昭示着无线电能传输光明的未来。 本文对无线电能传输(WPT)做出了简要但系统的介绍,并对其中的微波输能技术(MPT)做出了深入的探讨,在此基础上建立起了中短距离中小功率无线电力传输系统模型,即为MPT-MDSP式系统的模型。这种系统是由发射和接收两部分组成,发射部分用声表面波射频发生电路将DC转变成RF并通过特制天线辐射出去,接收部分再通过接收天线接收RF能量,用整流电路将RF转变成DC,供应用电设备。 关键词无线电能传输(WPT)/微波输能 (MPT) /天线

MIDDLE DISTANCE & SMALL POWER WIRELESS POWER TRANSPOTAION SYSTEM ABSTRACT The Wireless Power Transportation (WPT) shows a outstanding necessity in our today`s daily life .For one thing The Mobile Internet device (MID) comes out one after another because of The prosperity of Mobile Internet.The limitations of the technology bottleneck in battery capacity can not fit people`s requirement in these devises .For another the booming of Internet of Things brings large quantity of net nodes .These nodes cannot be charged easily.However,WPT will be the best way to solve this problem.Especially,the Middle Distance & Small Power Wireless Power Transportation System(WPT-MDSP) will plays a great role in these scopes. In this paper ,I made a brief but clear introduction of the WPT,and a thorough discussion in Microwave Power Transportation (MPT) ,which was used to leed to the applied system WPT-MDSP .This system contains two parts,the eradiation part and the Receive part .The first part works for changing Direct-current(DC)into R adiofrequency (RF),the other does the converse work.Both of them are designed for exclusive use. They works together to charge the Electrical equipment. Key words Wireless Power Transportation (WPT)/ Microwave Power Transportation (MPT)/Antenna

无线数据传输系统毕业设计论文

毕业论文声明 本人郑重声明: 1.此毕业论文是本人在指导教师指导下独立进行研究取得的成果。除了特别加以标注地方外,本文不包含他人或其它机构已经发表或撰写过的研究成果。对本文研究做出重要贡献的个人与集体均已在文中作了明确标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。 2.本人完全了解学校、学院有关保留、使用学位论文的规定,同意学校与学院保留并向国家有关部门或机构送交此论文的复印件和电子版,允许此文被查阅和借阅。本人授权大学学院可以将此文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本文。 3.若在大学学院毕业论文审查小组复审中,发现本文有抄袭,一切后果均由本人承担,与毕业论文指导老师无关。 4.本人所呈交的毕业论文,是在指导老师的指导下独立进行研究所取得的成果。论文中凡引用他人已经发布或未发表的成果、数据、观点等,均已明确注明出处。论文中已经注明引用的内容外,不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究成果做出重要贡献的个人和集体,均已在论文中已明确的方式标明。 学位论文作者(签名): 年月

关于毕业论文使用授权的声明 本人在指导老师的指导下所完成的论文及相关的资料(包括图纸、实验记录、原始数据、实物照片、图片、录音带、设计手稿等),知识产权归属华北电力大学。本人完全了解大学有关保存,使用毕业论文的规定。同意学校保存或向国家有关部门或机构送交论文的纸质版或电子版,允许论文被查阅或借阅。本人授权大学可以将本毕业论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用任何复制手段保存或编汇本毕业论文。如果发表相关成果,一定征得指导教师同意,且第一署名单位为大学。本人毕业后使用毕业论文或与该论文直接相关的学术论文或成果时,第一署名单位仍然为大学。本人完全了解大学关于收集、保存、使用学位论文的规定,同意如下各项内容:按照学校要求提交学位论文的印刷本和电子版本;学校有权保存学位论文的印刷本和电子版,并采用影印、缩印、扫描、数字化或其它手段保存或汇编本学位论文;学校有权提供目录检索以及提供本学位论文全文或者部分的阅览服务;学校有权按有关规定向国家有关部门或者机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅。本人授权大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入学校有关数据 库和收录到《中国学位论文全文数据库》进行信息服务。在不以赢利为目的的前提下,学校可以适当复制论文的部分或全部内容用于学术活动。 论文作者签名:日期: 指导教师签名:日期:

无线语音通信系统设计【开题报告】

毕业论文开题报告 机械设计制造及其自动化 无线语音通信系统设计 一、选题的背景和意义 选题的背景: 信息时代社会的飞速发展,以科技技术尤其是移动通信技术的发展,改变了人们的生活方式和沟通方式。人们对操作简单、体积小巧、功能强大、携带方便的移动通信设备越来越钟爱,这就极大的促进了无线语音通信技术的发展。近十年来,随着信息科学技术和计算机科学的变革和发展,无线语音通信技术逐渐取代有线语音通信技术,因此无线语音通信成为科学技术发展最活跃最光明的领域之一。无线通信技术的发展日新月异,新理论、新技术、新方法不断涌现。无线语音通信技术已经成为一种发展趋势在各个领域当中逐步得到应用,无线语音通信技术已经广泛的应用在通信、计算机、自动控制、遥控/遥测、医疗设备和家用电器等领域中。无线语音通信传输技术具有成本低、无需通讯电缆、不受应用环境限制、组态灵活、重构性强等优点,这使得无线语音通信技术有广阔的发展空间。 选题的意义: 当代科学技术日益向高速化、信息化、网络化发展,使得各种各样的制造业和通信业的设备除了可以与计算机连接外,还可以相互之间连接,从而实现设备之间相互联机的最具发展潜力的方式就是无线语音通信。与有线语音通信方式相比,无线语音通信具有一系列优点,架设周期短,架设方便,通话质量好,保密度高等等优点。过去的无线数据传输产品需要较多的无线电专业知识和价格高昂的专业设备,而且传统的电路方案不是电路繁琐就是调试非常困难,所以会影响用户的使用和新产品的开发。nRF2401系列高速单片无线收发芯片为短距离无线数据传输的应用提供了较好的解决方案,因为采用了低发射功率和高接收灵敏度的设计,因而可以满足无线管制要求,而且使用无需许可证,是目前低功率无线数据传输的最理想的选择,可广泛用于遥控装置、工业控制、无线通信、电信终端、车辆安全、家庭自动化、报警和安全系统等等方面。本项目依照实验的目的和无线语音通信的优点,考虑各种情况和使用环境的不同,通过对多种芯片进行认真选择比较,并进行了详细的论证和思考,最终本

课程设计开题报告-无线数据传输系统设计

西安电子科技大学通信工程学院 课程设计开题报告 ( 2016 届) 学生姓名 专业信息安全 学号 指导教师冯军 2016年 1 月 6 日

四、我的设计 基于S9018的调频发射电路和接收电路,接收电路的音频放大电路采用 LM386,采用STM32F030对接收信号进行采样-滤波-匹配滤波-同步-帧同步-解校验-串口发送等操作,采用STM32F030对串口接收来的数据进行加校验-组帧-加扩展头-发送等操作,在PC机上实现基于串口的数据接收和发送界面及功能。具体设计图如下图所示: 发射高频电路:

本设计采用S9018高频三极管组成LC振荡器并对调制信号进行功率放大。在该电路中电容C6、C2、C3、L2、L1和高频三极管Q1组成电容三点式振荡器,产生高频振荡信号,作为发射机的载波与输入的音频信号进行调制;C4,C5和L2谐振频率就是调频发射机的发射频率,调制信号经过三极管放大再经过C1耦合到天线上发射出去;R3和R2为基极偏置电阻,稳定基极电压作用,给三极管提供一定的基极电流,使Q1工作在放大区。 接收高频电路: 本设计采用S9018高频三极管采用共基放大电路设计方法,该方法电压放大倍数大,其输入信号Vi 由E极输入,输出信号V o 由C 极输出。输入与输出信号与共集极放大器模式一样,不会发生相位颠倒的情形。即输出与输电压同相,同时其输入电阻小,输出电阻大。共基极放大电路特别突出的优点在于晶体管的截止频率,较之共射电路晶体管的截止频率提高了(1+β)倍,因此该电路有更高的工作频率,适用于宽频带放大电路、高频谐振放大器等适合该信号传输实现。 音频放大电路: 本设计采用LM386音频放大器(由于该仿真软件未能找到LM386所以用LM344代替,具体引脚以LM386为准)LM386引脚图已在上面介绍,引脚2为反相输入端,3为同相

无线传输系统分析方案

无线数据传输系统设计报告 1.系统目的、用途、功能 该系统目的是运用两个无线收发模块实现向计算机传输信息的功能。在该系统中,用一块单片机来控制信号发送模块,另一块单片机来控制信号接收模块并将信息通过USART口传输给计算机。 该系统可方便的实现无线通信,功能扩展之后还可在计算机之间实现无线通信。 在该系统中,用两个NewMsg RF905C 模块实现无线通信,然后通过USART口将信息在计算机上显示。 2.软件设计思想、流程图 模块采用了NRF2401芯片进行无线传输,一次传输的数据包的大小总共为28字节,由于加入了包的校验机制,占用了第1,2字节,故只有后26字节可用,其格式为:1字节的“标识字节”+25字节的“数据段”,标志字节用来表示数据段中的数据的有效数,数据段用来存放用户的数据。注意:标识字节一定要正确表示后25字节数据的有效字节,否则在PC上的应用程序就不能正确标识出有效数据。 以下发送的原理示意图:

以下是接收的示意图:

3.详细软件功能 以下是主机完成一次发送的步骤: (1)在主机发送一个包前,先在“序号字节”标识好该次包顺序n,再在“标志字节”中写入0X22标志 DATA包,最后在后26字节中打包好数据,最终发 送出去,等待Twait时间接收从机的ACK包(2)若在Twait时间内等待到了ACK包,并校验ACK包中的“标志字节”是0X11和“标志字节”是步骤 <1)中写入的顺序号n,则说明从机已经正确接收到 了本次数据;若在Twait时间内没接收到ACK包, 则说明可能是从机没收到本次数据包或是ACK包丢 失,则重新进行步骤<1),总共尝试10次。 (3)完成一次发送后,把“标志字节”自加1,为下一个包做准备 以下是从机完成一次接收的步骤: (1)从机接收到一个数据包,检验“标志字节”中是0X22,说明是DATA包,则接收,否则丢弃该包。 (2)从机检验“序号字节”,并以该“序号字节”的值作为即将发送的ACK包的“序号字节”的值

相关文档
最新文档