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1、探讨无线数据通信在MCU系统中的应用作品名称：基于单片机的键盘无线数据通信系统毕业设计（论文）原创性声明和使用授权阐明原创性声明本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指引教师的指引下进行的研究工作及获得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和道谢的地方外，不涉及其她人或组织已经刊登或发布过的研究成果，也不涉及我为获得 及其他教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过协助和做出过奉献的个人或集体，均已在文中作了明确的阐明并表达了谢意。作 者 签 名： 日 期： 指引教师签名： 日期： 使用授权阐明本人完全理解 大学有关收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校规定提交
2、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、数字化或其他复制手段保存论文；在不以获利为目的前提下，学校可以发布论文的部分或所有内容。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引下独立进行研究所获得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不涉及任何其她个人或集体已经刊登或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要奉献的个人和集体，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当。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
3、全理解学校有关保存、使用学位论文的规定，批准学校保存并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，容许论文被查阅和借阅。本人授权 大学可以将本学位论文的所有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解决。作者签名：日期： 年 月 日导师签名： 日期： 年 月 日探讨无线数据通信在MCU系统中的应用摘 要本作品研究的内容是通过MCU控制无线数据芯片，以此来实现大量数据的无线高速传播，无论是在国防军事方面，还是民用通讯方面均有很重要的研究意义。可改装数控操控设备、医疗设备、数据通信设备等，使数据控制、互换、采集简朴化，对无线数据通
4、信在MCU系统中的应用和多单片机协同工作中具有非常珍贵的参照价值。实物的作品，实现了一种基于PS/2接口和电脑进行无线数据通信的系统。电脑键盘输入的数据通过单片机采集传送到射频发射模块。在一百米，甚至到几公里（只需加PA模块拓展）将数据传送给另一块单片机，单片机再通过USB接口转换芯片和电脑进行通信。产品贴切实际具有抗干扰能力强、输入电压宽、功耗低、距离远、可靠性高、拓展性好，且成本低廉，的确为一款优秀实用的电子产品。核心词：PS/2接口，2.4G射频，MCU核心，MAX232，USB通信目 录一、作品研究的背景错误！未定义书签。二、数据无线传播的发呈现状及前景错误！未定义书签。三、作品研究的
5、目的和意义错误！未定义书签。四、作品的简介错误！未定义书签。五、基本思路和设计核心技术错误！未定义书签。1、整体设计思路和框图错误！未定义书签。2、数据采集模块错误！未定义书签。3、PS/2电器特性错误！未定义书签。4、数据传播模块简介错误！未定义书签。5、射频模块SHOCKBURSTTM模式应用错误！未定义书签。6、直接受发模式应用技术错误！未定义书签。7、数据接受模式应用技术错误！未定义书签。8、MCU硬件串行通信应用技术错误！未定义书签。9、PS/2接口与无线发射模块的数据传送应用技术错误！未定义书签。10、数据传播模块简介错误！未定义书签。六、工艺文献错误！未定义书签。1、PCB电路图
6、错误！未定义书签。2、元件装配图错误！未定义书签。3、元件清单错误！未定义书签。七、软件设计错误！未定义书签。1、程序流程图错误！未定义书签。2、发射板主程序错误！未定义书签。3、接受板主程序错误！未定义书签。4、USB通信程序错误！未定义书签。5、无线模块通信程序错误！未定义书签。八、 重要技术指标、调试及性能分析错误！未定义书签。1、性能分析错误！未定义书签。2 、结论错误！未定义书签。参照文献错误！未定义书签。一、 数据无线传播系统设计的研究背景随着社会的发展，数据传播已经成为人们生产、生活中不可或缺的一部分，小到用餐时的点菜系统，大到国家中央情报局的情报互换。数据传播中按传播介质可分为
7、有线传播和无线传播。有线传播就是用线缆传播信息，如光纤，同轴电缆，双绞线等等。在许多状况下，顾客往往由于受到地理环境和工作内容的限制，例如山地、港口和开阔地等特殊地理环境，对有线网络、有线传播的布线工程带来极大的不便，采用有线的施工周期将很长，甚至主线无法实现。无线就是不用线缆传递信息，而是运用电磁波传递信息，分发射部分和接受部分。采用无线可以挣脱线缆的束缚，有安装周期短、维护以便、扩容能力强，迅速收回成本的长处。近十几年来，移动通信技术飞速发展，越来越多的信息采集和远程控制系统采用了无线数据传送技术。与有线数据传播相比，无线数据传播布线成本低、安装简便、便于移动的长处，使其在遥控遥测、门禁系
8、统、无线抄表、社区传呼、工业数据采集、无线遥控系统、无线鼠标等领域都得到了广泛的应用，并且它在高科技领域的应用也正在迅猛发展，例如卫星、导弹、无人侦察机等的数据采集，遥控机器人等的控制，以及某些监控设备等。此外，在现代军事通讯领域方面，无线传播技术也有重要的战略地位。在将来高科技战斗中，由于军事卫星通讯手段在将来战争中容易被摧毁且难以紧急恢复，因此人们可以运用无线短波、超短波等方式实现数据是无线传播，因而获得战争中的积极权。民用方面，在某些线路架设比较困难的地方，或者有天然的阻隔的地理条件较复杂较恶劣的地方数据的无线传播便显示出了巨大威力。无线传播还便于通讯设备移动，具有明显的灵活性。二、数据
9、无线传播的发呈现状及前景进入21世纪，无线数据通讯技术在国内蓬勃发展，也得到了信息产业部以及各行各业的高度注重，由于任何有线数据传播网络只能是网状覆盖，而无线数据传播网可达到真正的面覆盖。目前重要的短距离无线数据传播技术重要有蓝牙、Zigbee、IEEE802.11x、微功率短距离无线通讯技术，与已具有相称规模的无线长距离通讯网络（例如蜂窝移动通讯网、卫星数据通讯）相比，短距离无线通讯系统在基本构造、服务范畴、应用层次以及通讯业务（数据、话音、视频）上，均有很大不同。下面分别简介这几种无线传播技术。蓝牙技术（Bluetooth）重要面对网络中的多种数据和语言设备，通过无线方式将它们连接起来，从
10、而以便迅速的实现数据传播，它使用2.4GHZ的ISM频段，最大传播率1Mbit/s 。IEEE802.11x的技术原则是无线局域网的国际原则，也是用2.4GHZ的ISM频段，合同重要在OSI的物理层和数据链路层，虽然传播速度快，但此类设备比较昂贵，技术复杂。Zigbee是一种新型的短距离、低速度、低功耗无线网络技术，是一种介于无线标记技术和蓝牙之间的技术，基于IEEE无线个人区域网原则，数据传播速率一般为10kb/s到250kb/s，有效覆盖范畴10到75米，由于其合同简朴、成本低、网络容量大等长处，使其在无线传感网络中得到广泛的应用。在将来，短距离无线数据传播将向着更高传播速率、更高传播精确
11、度的方向发展，并且传播设备的成本也会进一步减少，传播合同也会进一步简朴，从而是短距离无线通讯走入我们的生活，给我带来更多以便。三、作品研究的目的和意义 本作品研究的内容是通过MCU按照无线合同控制无线数据芯片，以此来实现大量数据的无线高速传播，无论是在国防军事方面，还是民用通讯方面均有很重要的研究意义。可改装数控操控设备、医疗设备、数据通信设备等，使数据控制、互换、采集简朴化，对无线数据通信在MCU系统中的应用和多单片机协同工作中具有非常珍贵的参照价值。四、作品简介实物作品，实现了一种基于PS/2接口和电脑进行无线数据通信的系统。电脑键盘输入的数据通过单片机采集传送到射频发射模块。在一百米，甚
12、至到几公里（只需加PA模块拓展）将数据传送给另一块单片机，单片机再通过USB接口转换芯片和电脑进行通信。五、基本思路和核心技术1、整体设计思路和框图通过单片机将键盘数据采集，再运用单片机转换将信号转换成数字信号，然后通过SPI总线将数据传播给无线发送芯片,无线发送芯片将数据发送出去。同样，接受端单片机通过SPI总线控制接受端芯片，将无线传播过来的数据接受，再通过USB接口芯片转换，将数据传送给电脑，从而实现了无线数据传播。 系统整体流程图如图1所示： 图1. 整体设计流程图2、PS/2数据采集接口一般，具有五脚连接器的键盘称之为AT键盘，而具有六脚miniDIN连接器的键盘则称之为PS/2键盘
13、。在本作品中使用的是六脚miniDIN连接器，其实这两种连接器都只有四个脚故意义，它们分别是Clock（时钟脚）、Data（数据脚）、5V（电源脚）和Ground（电源地）。在PS/2键盘与PC机的物理连接上只要保证这四根线一一相应就可以了。在本设计中只需将5V（电源脚）与单片机的40脚相连，Ground（电源地）与单片机的20脚相连，Clock（时钟脚）与单片机的12脚外部中断相连，Data（数据脚）与其他任一I/O口相连即可。1目前比较常用的连接器如图3所示。图3 PS/2的mini-DIN连接器3、PS/2电气特性PS/2通讯合同是一种双向同步串行通讯合同。通讯的两端通过Clock（时钟
14、脚）同步，并通过Data（数据脚）互换数据。任何一方如果想克制此外一方通讯时，只需要把Clock（时钟脚）拉到低电平。4如果是PC机和PS/2键盘间的通讯，则PC机必须做主机，也就是说，PC机可以克制PS/2键盘发送数据，而PS/2键盘则不会克制PC机发送数据。一般两设备间传播数据的最大时钟频率是33kHz，大多数PS/2设备工作在1020kHz。推荐值在15kHz左右，也就是说，Clock（时钟脚）高、低电平的持续时间都为40s。每一数据帧涉及1112个位，具体含义如表2所列。表2 数据帧格式阐明表1个起始位总是逻辑08个数据位（LSB）低位在前1个奇偶校验位奇校验1个停止位总是逻辑11个应答位仅用在主机对设备的通讯中4、数据传送输模块简介nRF2401是北欧集成电路公司生产的单片射频收发芯片，工作于2.42.5GHz 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备。芯片能耗非常低，以-5dBm的功率发射时，工作电流只有10.5mA，接受时工作电流只有18mA，多种低功率工作模式，节能设计更以便。其DuoCeiverTM技术使nRF2401可以使用同一天线，同步接受两个不同频道的数据。引脚分布图其特点如下：全球开放的2.4GHz频段多频道12
