《单片机应用设计-基于单片机的433M无线通信系统》廖永斌

学号：课程设计题目基于单片机的433M无线通信系统学院专业班级姓名指导教师2018年1月13日《单片机应用设计》任务书学生姓名：专业班级：指导教师：工作单位：题目:基于单片机的433M无线通信系统课程设计目的：1、熟悉单片机应用系统的硬件设计及软件设计的基本方法；2、将《单片机原理与应用》理论课的理论知识应用于实际的应用系统中；3、训练单片机应用技术，锻炼实际动手能力4、提高正确地撰写论文的基本能力。课程设计内容和要求1、完成硬件电路的设计，其中包括单片机和CC1101模块的设计；2、完成无线通信模块的程序设计与实现，上机运行调试程序，记录实验结果（如图表等），并对实验结果进行分析和总结；3、课程设计报告书按学校统一规范来撰写，报告主要包括以下内容：目录、摘要、关键词、基本原理、方案论证、硬件设计、软件设计(带流程图、程序清单)、仿真结果、实物运行结果照片、结论献等；4、查阅不少于6篇参考文献。初始条件：1、STC89C52和CC1100H模块；2、先修课程：单片机原理与应用。时间安排：第19周，安排设计任务，完成硬件设计；第20周，完成软件设计、撰写报告，答辩。指导教师签名：年月日系主任（或责任教师）签名：年月日目录摘要..................................................................................ⅠAbstract..............................................................................Ⅱ1基本原理..............................................................................11.1无线通信系统.....................................................................11.2芯片简介.........................................................................11.2.1单片机STC89C52.............................................................11.2.2无线通信CC1101芯片........................................................32方案论证与设计........................................................................52.1无线通信模块选择.................................................................52.2单片机最小系统选择..............................................................52.3整体方案设计.....................................................................63硬件电路设计.........................................................................64软件程序设计..........................................................................84.1发送端编程.......................................................................84.2接收端编程.......................................................................94.3程序调试与下载..................................................................105硬件仿真.............................................................................126实物制作与调试.......................................................................126.1STC89C52单片机最小系统.........................................................126.2无线通信模块CC1101.............................................................136.3稳压电路模块....................................................................137心得体会.............................................................................158参考文献.............................................................................16附录..................................................................................17武汉理工大学《学科基础课群综合训练》报告I摘要随着通信系统信息容量的不断提高，射频技术在无线通信中占据着举足轻重的位置。无线射频技术利用射频方式进行非接触双向通信，可以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。本文主要内容是以单片机应用技术、无线收发技术为理论基础，实现数据的无线收发及状态的显示。首先，本文介绍了STC89C52单片机以及无线收发芯片CC1101的相关理论知识。其次本文对于要解决的实验任务，介绍了如何构建思路及方案分析。详细介绍了系统的设计方案及各个模块的器件选型和硬件电路设计，MCU部分的软件设计流程图以及无线通信模块CC1101的软件编程要点。完成了基于单片机的433M无线通信系统的设计实现。433MHz频段的优点在于无需申请频段许可，采用全向天线作为发射和接收天线，在实验室环境内发射无死区。关键字：STC89C52CC1101433M无线通信武汉理工大学《学科基础课群综合训练》报告IIAbstractWiththecontinuousimprovementofinformationcapacityofcommunicationsystem,radiofrequencytechnologyplaysanimportantroleinwirelesscommunication.Wirelessrftechnologyusingnon-contacttwo-waycommunicationintheformofradiofrequency(rf)canautomaticallyidentifythetargetobjectandobtaintherelevantdata,hashighprecision,strongabilitytoadapt,stronganti-interference,quickoperationandmanyotheradvantages.Themaincontentofthispaperistheapplicationtechnologyofsinglechipmicrocomputerandwirelesstransceivertechnologyasthetheoreticalbasistorealizethewirelesstransmissionandstatusdisplayofdata.Firstofall,thispaperintroducestherelevanttheoreticalknowledgeofSTC89C52singlechipmicrocomputerandwirelesstransceiverchipCC1101.Secondly,thispaperintroduceshowtoconstructtrainofthoughtandplananalysis.Thispaperintroducesthedesignschemeofthesystemandthedeviceselectionandhardwarecircuitdesignofeachmodule,thesoftwaredesignflowchartoftheMCUpartandthesoftwareprogrammingkeypointsofthewirelesscommunicationmoduleCC1101.Thedesignandimplementationofthe33mwirelesscommunicationsystembasedonSCMiscompleted.Theadvantageofthe433MHzfrequencybandisthatthereisnoneedtoapplyforthebandlicense,andthewholeantennaisusedasthetransmittingandreceivingantenna,andthereisnodeadzoneinthelaboratoryenvironment.Keywords:STC89C52CC1101433Mwirelesscommunication.武汉理工大学《学科基础课群综合训练》报告11基本原理1.1无线通信系统无线通信就是不用导线、电缆、光纤等有线介质，而是用自由空间来传递电磁信号的通信方式。无线通信主要包括短波通信﹑微波通信﹑卫星通信和红外线通信。而无线收发顾名思义，就是将两块通信模块以空气为传输介质来实现发送和接收数据。发送时，通过模块中携带数据的变化高频电流，在天线上形成电磁波信号，发送出去。而接收端中，天线将接收到的电磁波信号转换为携带数据的变化高频电流。短距离无线数据传输技术是作为一种无线通信的实用技术广泛应用于工业、农业以及人们日常生活中的，它是在一个单片的射频收发芯片和微控制器以及一些外围的电子器件（如电阻、电容等）构成的无线通信模块硬件电路的基础上，再配合软件上的开发，并按照命令字节的协议进行数据包的操作，便可实现其最基本的无线数据传输功能。简单的讲，只要有微控器，单片射频收发芯片以及少量的外围和显示设备就可以构成一个无线传输系统，传输系统结构如图1.1所示。图1.1无线传输系统结构图1.2芯片简介1.2.1单片机STC89C52STC89C52是一种低功耗、高性能的CMOS8位微控制器，具有8K在系统可编程Flash存储器。在单芯片上，拥有灵巧的8位CPU和在系统可编程Flash，使得STC89C52为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案。具有以下标准功能：8k字节FlashROM，512字节RAM，32位I/O口线，看门狗定时器，内置4KBEEPROM，MAX810复位电路，2个16位定时器/计数器，一个6向量2级中断结构，全双工串行口。另外STC89X52可降至0Hz静态逻辑操作，支持2种软件可选择节电模式。空闲模式下，CPU停外围操作和显示设备微控制器单片射频收发芯片单片射频收发芯片微控制器外围操作和显示设备武汉理工大学《学科基础课群综合训练》报告2止工作，允许RAM、定时器/计数