无线串口通信(1)

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1、I无线串口通信实验报告无线串口通信实验报告CHINAJIA1无线串口通信无线串口通信一一 实验目的实验目的1 完成串口基本实验（MCU 和 PC 通信）2 完成无线模块的调试3 编制通信协议是通信可靠稳定二实验原理1、无线数据传输模块 PTR 2000 和无线通信芯片 nRF401本实验项目选用的无线传输模块为 PTR2000，他是一种超小型、低功耗、高速率的无线收 发数据传输模块，使用的是挪威 Nordic 公司推出的 nRF401 无线通信芯片。该芯片使用了 433MHz IGM 频段，是真正的单片 UHF 无线收发一体芯片。在数据编码方面，nRF401 采用串口传输，无须多数据进行曼彻斯

2、特编码，应用及编程 非常简单，传送的效率很高，标称速率就是实际速率。在控制芯片外围元件的数量方面，nRF401 也是一个较为理想的选择，它的外围元件仅需 10 个左右，无须声表面滤波器、变容器等昂贵的元件，只需使用 4MHz 的晶体，收发天线 合一，减小了系统开发的难度。 在目前较为流行的无线通信芯片中，无论是从使用的方便性、传输速度还是输出功率 等各个方面考虑，nRF401 都是较为理想的选择，本实验项目就是基于 nRF401 芯片的无 线数据传输模块。PTR2000 是一种超小型、低功耗、高速度的无限数据传输模块，它的通信速率最高可达 20Kbps,也可工作在其他速率，如 4800bps/

3、9600bps。PTR2000 采用了低发射功率、高灵 敏度设计，可满足无线管制的要求且无须使用许可证，是目前低功率无线数据传输的理 想选择。 2、无线通信芯片 Nrf401 引脚功能说明 Nrf401 使用 20 引脚的 SSOCI 封装，其引脚分布如下图 1-1 下面介绍各个引脚的功能。 XC1、XC2（引脚 1、20）：这两个引脚用于连接外部参考晶振，其中，XC1 为晶振输入， XC2 为晶振输出。 VDD(引脚 2、8、13)：电源输入脚，电压范围 2.7-5.2V。 VSS（引脚 3、7、14、17）：电源地。 FILT1(引脚 4)：滤波器接入端。2VCO1、VCO2(引脚 5、6

4、)：外界压控振荡电感。 DIN(引脚 9)：发射数据输入端，该引脚用于从单片机接收要发送的数据。 DOUT(引脚 10)：接收数据输出端，该引脚讲无线接收到的数据送入单片机。 RF_PWR（引脚 11）：发射功率设置。 CS（引脚 12）：频道选择端。CS=0，芯片工作在频道 1，即 433.92MHz 频道；CS=1,芯片 工作频道 2，即 434.33MHz。 ANT1、ANT2(引脚 16、15)：天线接口。 PWR(引脚 18)：低功耗控制。PWR=1 时，芯片处于正常工作状态；PWR=0 时，芯片为待机 微功耗状态。 TXEN（引脚 19）：工作模式切换。TXEN=1 时，芯片为数据

5、发射状态；TXEN=0 时；芯片为 数据接收状态。3、无线数据传输模块 PTR2000 引脚功能说明PTR2000 是基于 Nrf401 芯片的无线数据传输模块，它的引脚分布如图 1-2 所示。下面介绍各个引脚的功能。 VCC（引脚 1）：电源输入脚，电压范围 2.7-5.2V。 CS（引脚 2）：频道选择端。CS=0,芯片工作在频道 1，即 433.92MHz 频道；CS=1,芯片工 作在频道 2，即 434.33MHz。 DO（引脚 3）：数据输出端。 DI（引脚 4）：数据输入端。 GND（引脚 5）：电源地。 PWR（引脚 6）：低功耗控制。PWR=1 时，模块处于正常工作状态；PWR

6、=0 时，模块为待机 微功耗状态。 TXEN（引脚 7）：工作模式切换。TXEN=1 时，模块为数据发射状态；TXEN=0 时，模块为 数据接收状态。 正确地设置工作模式对于使用 PTR2000 模块至关重要，对于 PTR2000 模块而言，它的工 作模式设置主要包括工作频道的设置和发送、接收、待机状态的设置，这由 TXEN、CS、PWR 三个引脚共同决定，如 下表 1-3：引脚电平工作模式TXENCSPWR工作频道工作状态0011（433.92MHz接收0112（434.33MHz接收1011（433.92MHz）发射1112（434.33MHz）发射-0-待机表 1-3 PTR2000 工

7、作模式设置35、发送端单片机和 PTR2000 的接口电路设计本实验项目中单片机选用 Atmel 公司的 AT89C52,它通过自己的串口以及 I/O 控制口与 PTR2000 直接相连，接口电路如图 1-4 所示：图 1-4 中，AT89C52 单片机主要完成数据的采集和处理，向 PTR2000 模块发送数据并且 接收 PC 机通过 PTR2000 传送过来的数据。和单片机相连的 PTR2000 模块主要是将单片机的 待传数据调制成射频信号，发送到 PC 机端的 PTR2000 模块，同时接受 PC 机端 PTR2000 模 块传过来的射频信号，并调制成单片机能够识别的 TTL 信号送给单片

8、机。P1.0(T2)1P1.1(T2EX)2P1.23P1.34P1.45P1.56P1.67P1.78P0.732P0.633P0.534P0.435P0.336P0.237P0.138P0.039P2.021P2.122P2.223P2.324P2.425P2.526P2.627P2.728VSS20VCC40(RXD)P3.010(TXD)P3.111ALE(PROG)30PSEN29P3.2(INT0)12P3.3(INT1)13P3.4(T0)14P3.5(T1)15EA/VPP31XTAL018XTAL119RESET9P3.6(WR)16P3.7(RD)17U189C52TXEN

9、_M CS_M PWR_MDO DIVCCVCCVCC0.1uFC5 0.1uFC412Y1 11.0592M22pFC122pFC210uFC3VCCS1RST10KR1VCC1CS2DO3DI4GND5PWR6TXEN7U2PTR2000VCCCS_M DO_M DI_MPWR_M1 2 3 45 6U3USBVCC1234 5 6U4 SWITCHVCC5KR10D1 LED012U100ASN74HC14NOE11A12A24A36A48Y412Y314Y216Y118Y83Y75Y67Y59GND10A511A613A715A817OE219VCC20U5SN74HC244ND DI

10、 I_ _M MD DI ID DO O_ _M MD DO OT TX XE EN N_ _M MVCC1 2 3 4 5 6 7 8910111213141516RPO-5.6KP0RES1 2 3 4 5 6 7 8P0Header 81 2 3 4 5 6 7 8910111213141516LEDLEDRES1 2 3 4 5 6 7 8910111213141516LED11LEDRES1 2 3 4 5 6 7 8LEDINHeader 8a a0 0 a a1 1 a a2 2 a a3 3 a a4 4 a a5 5 a a6 6 a a7 7a a0 0 a a1 1 a

11、a2 2 a a3 3 a a4 4 a a5 5 a a6 6 a a7 7图 1-4 单片机和 PTR2000 接口电路原理图 6 6、接收端单片机和、接收端单片机和 PTR2000PTR2000 的接口的接口 电路电路P1.0(T2)1P1.1(T2EX)2P1.23P1.34P1.45P1.56P1.67P1.78P0.732P0.633P0.534P0.435P0.336P0.237P0.138P0.039P2.021P2.122P2.223P2.324P2.425P2.526P2.627P2.728VSS20VCC40(RXD)P3.010(TXD)P3.111ALE(PROG)3

12、0PSEN29P3.2(INT0)12P3.3(INT1)13P3.4(T0)14P3.5(T1)15EA/VPP31XTAL018XTAL119RESET9P3.6(WR)16P3.7(RD)17U189C52TXEN_M CS_M PWR_MDO DIVCCVCCVCC0.1uFC5 0.1uFC412Y1 11.0592M22pFC122pFC210uFC3VCCS1RST10KR1VCC1CS2DO3DI4GND5PWR6TXEN7U2PTR2000VCCCS_M DO_M DI_MPWR_M1 2 3 45 6U3USBVCC1234 5 6U4 SWITCHVCC5KR10D1 L

13、ED012U100ASN74HC14NOE11A12A24A36A48Y412Y314Y216Y118Y83Y75Y67Y59GND10A511A613A715A817OE219VCC20U5SN74HC244ND DI I_ _M MD DI ID DO O_ _M MD DO OT TX XE EN N_ _M MVCC1 2 3 4 5 6 7 8910111213141516RPO-5.6KP0RES1 2 3 4 5 6 7 8P0Header 81 2 3 4 5 6 7 8910111213141516LEDLEDRES1 2 3 4 5 6 7 8910111213141516

14、LED11LEDRES1 2 3 4 5 6 7 8LEDINHeader 8a a0 0 a a1 1 a a2 2 a a3 3 a a4 4 a a5 5 a a6 6 a a7 7a a0 0 a a1 1 a a2 2 a a3 3 a a4 4 a a5 5 a a6 6 a a7 74图 1-5 接收端单片机和 PTR2000 接口电路原理图7、串行无线通信协议设计无线通信中，由于外部环境的干扰，通常误码率是比较高的，因此通信协议的设计对保证通信的可靠性十分重要。对于协议设计而言，最重要的就是帧结构的设计。本实验存在指令帧和数据帧。数据帧的内容包括起始字节、数据长度字节、数据字节

15、、结束字节、和校验和字节，见下表 1-6表 1-6 串行无线通信的数据帧结构起始字节数据长度字节数据字节校验和字节结束字节1 字节1 字节N 字节1 字节1 字节三源程序1、发送端单片机程序设计/发送模块/#include/#define uchar unsigned char#defineuint unsigned int/sbit TXEN=P20;/定义发送接受模式选择位sbit PWR_UP=P21;/工作模式待机模式选择位sbit CS=P22;/频率通道选择位sbit test=P00;/uchar T_buffer11=0x55,0xaa;uchar R_buffer11;/配置

16、 UART;9600;void init_UART()TMOD=0X20;TH1=0XFD;TL1=0XFD;TR1=1;/波特率设置SCON=0X40;/void delay_1s()2uint delay_1s_aa=60000;while(delay_1s_aa0);/uchar flag=0;uchar i=0;uint aa=0;void main()init_UART();/初始化 UART,9600IE=0x90;/开启 UART 中断/aa=240;while(aa0);TXEN=0;/TXEN 经过反相器反向后变成高电平aa=78;while(aa0);while(1)SBUF=T_buffer