基于无线数传模块实现的单片机间甚高频无线数据通信.pdf

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1、2 0 0 9 年第4 期青岛远洋船员学院学报V O I。3 0N O 4文章编号：1 6 7 l 一7 9 9 6(2 0 0 9)0 4 一0 0 1 2 0 4基于无线数传模块实现的单片机间甚高频无线数据通信魏伟(青岛远洋船员学院航海系，山东青岛2 6 6 0 7 1)提要：本文首先介绍了一款高效、使用可靠方便的微功率无线数据传输模块S R w F l 模块，并对8 0 5 l 单片机的串行接口及串行通信做了简要论述。基于S R W F l 模块，实现了8 0 5 l 单片机间的无线数据通信和无线控制。关键词：S R W F l无线数据通信串行通信单片机中图分类号：U 6 6 5文献标识

2、码：A1 概述随着信息技术、无线网络技术、计算机通信技术的发展，无线数据通信技术在航海、交通运输、航空、工业、军事及民用中发挥着越来越重要的作用。无线数据通信以其可移动、快捷、方便等优势在船舶导航、船舶间数字通信、海事监测等海事通信方面发挥了不可估量的作用。目前工业、家庭自动化控制和工业、海事遥测遥控、海洋监测等领域，对无线数据通信的需求越来越强烈。2S R W F 一1 型微功率无线数传模块2 1S R W F 一1 无线数传模块性能特点S R W F l 型微功率无线数传模块是上海众芯电子科技有限公司采用高效F E C 前向纠错技术结合高性能的无线射频I C 以及高速微处理器，开发出的一款

3、无线通信模块，该无线通信模块具有很强的抗干扰能力，全透明传输，体积小，功耗低传输距离远，使用时不需要任何编码技术，如图I 所示。该模块主要有以下特点：I)I S M 频段工作频率(工业、科学研究和医用频段)，无需申请频点。载频频率4 2 9 4 3 3 M H z，也可提供3 1 5 8 6 8 9 1 5 M H z 等载频。2)基于F S K 的调制方式，采用高效前向纠错收稿日期：2 0 0 9 0 9 1 4作者简介：魏伟男。副教授1 2 信道编码技术，提高了数据抗突发干扰和随机干扰的能力。图1S R W F 一1 型微功率无线数传模块3)在视距情况下，天线高度 3 米，可靠传输离距 3

4、 0 0 m。4)提供透明的数据接口，能适应任何标准或非标准的用户协议。S R W F l 型模块可提供12 0 0 b p s、2 4 0 0 b p s、4 8 0 0 b p s、9 6 0 0 b p s、19 2 0 0 b p s 等多种通信波特率，并且无线传输速率与接口波特率成正比以满足客户设备对多种波特率的需要。5)双串1 2 1，3 种接口方式：S R W F 一1 型模块提供2 个串口3 种接口方式，C O M I 为1 T r L 电平U A R T 接口。C O M 2 由用户自定义为标准的R s 一2 3 2 R s 一4 8 5 接口(用户只需要拔插短路器再上电即可

5、改变接口类型)。万方数据2 0 0 9 年第4 期青岛远洋船员学院学报V oL 3 0N o 46)高速无线通讯和大的数据缓冲区：可1 次传输无限长度的数据，用户编程更加灵活。智能数据控制，用户无需编制多余的程序：即使是半双工通信，用户也无需编制多余的程序，只要从接口收发数据即可，其它如空中6 发转换，网络连接，控制等操作，S R W F l 型模块能够自动完成。7)看门狗实时监控：M C U 内部看门狗除了监控自行运行状况外，还监控射频芯片C C l o o o，即使射频芯片被干扰(如雷电干扰)也可重新启动。改变了目前无线通讯行业的致命问题，使该产品永不死机。2。2S R W F 一1 无线

6、数传模块应用方法S R W F l 型微功率无线数传模块提供标准R S 一2 3 2，R S 一4 8 5 和U A R T(，r 几电平)3 种接口方式，可与计算机、用户的R S 一4 8 5 设备、单片机或其它U A R T 器件直接连接使用，表l 是该模块接口的定义及连接方法。S R W F l 型无线数传模块应用原理图如图2 所示：图2S R W F 一1 型无线数传模块应用原理图表l连接器C O N l 的定义及连接方法序号S R W F 一1 端说明电平连接到终端备注1e N D电源地电源地2V C C电源D C+3 6 5 0 V3R X D 下r L串行数据接收端1 r r L

7、D【D4 r X D T T L串行数据发射端1 t I LR X D5S G N D信号地模拟地可与电源地相连6A(T X)R S 一4 8 5 的A，R S 一2 3 2 的T XA(R X)7B(R X)R S 一4 8 5 的B，R S-2 3 2 的R XB(T X)8S L E E P休眠控制(输入)r r L休眠信号低有效t 1 5 m s9R E S E 了复位控制(输入)，I，r L复位信号负脉冲1 m s注：没有使用的引脚可以悬空不连。但不能连接长悬空线，以免引入干扰。38 0 5 1 单片机及其串行接口3 18 0 5 1 单片机8 0 5 1 单片机是美国A T M E

8、 L 公司生产的具有多个中断、定时器的单片机，它具有一个标准的全双工串行接口，其电平为，I，I L 电平，8 0 5 1 单片机内部结构如图3 所示。图38 0 5 1 单片机内部结构1 3 万方数据2 0 0 9 年第4 期青岛远洋船员学院学报V O L 3 0N O 43 28 0 5 l 单片机串行接口8 0 5 1 单片机的串行口是由发送寄存器(S B U F)、接收寄存器(S B U F)和移位寄存器三部分组成。在完成串行口初始化后只需将要发送的数据写入S B U F，C P U 将自动启动并完成串行数据的发送；同样，接收时，C P U 将自动接收到的数据存人S B U F，用户只需

9、从S B U F 中渎出接收数据。串行数据通信有异步通信和同步通信两种形式。异步通信依靠起始位、停止位保持通信同步，同步通信依靠同步字符保持通信同步。同步传输方式比异步传输方式速度快，但同步传输方式必须要用一个时钟来协调收发器的工作，所以它的设备也较复杂。异步串行通信常用于M C U 到C R T 终端、字符打印机之间的通信、直通电报、无线电通信的数据发送及工业现场的数据远传等。波特率是串行通信中一个重要的概念，是指传输数据的速率，波特率(b i tp e rs e c o n d)的定义是每秒传输数据的位数。互相通信的甲乙双方必须具有相同的波特率，否则无法成功地完成串行数据通信。在8 0 5

10、 1 单片机中，串行口主要是由串行控制寄存器S C O N、电源控制寄存器P C O N 来控制的，因此，我们在对串口进行编程前，必须要了解这两个特殊功能寄存器的结构及其作用。S C O N 是一个可位寻址的专用寄存器，用于串行数据通信的控制。其单元地址为9 8 H，位地址为9 8 H 一9 F H，其内容及位地址如表2 所示。表2S C O N 寄存器位序D 7D 6D 5D 4D 3D 2D 1D 0位地址9 F H9 E H9 D H9 C H9 B H9 A H9 9 H9 8 H位名S M 0S M lS R E N1 】3 8R B 8T IR IR E N：接收使能位。R E N

11、 位用于对串行口数据的接收进行控制，该位由软件置位或清除。当l I E N=0 时，禁止接收；R E N=l 时，允许接收。在方式0中，发送完8 位数据后，由硬件置位；在其他方式中，在发送停止位之前由硬件置位。T I：发送中断标志位。T I=1 时，表示帧发送结束，其状态既可申请中断，也可供软件查询使用。r H 位必须由软件清0。R I-接收中断标志位。在方式O 时，接收完8位数据后，由硬件置位；在其他方式中，在接收停止位的中间，由硬件置位。R I=1 时，表示帧接收结束，其状态既可申请中断，也可供软件查询使用。R I 位必须由软件清0。P C O N 寄存器单元地址为8 7 H，该寄存器不能

12、位寻址。在P C O N 中只有一位S M O D 与串行口工作有关，该寄存器各位的定义如表3 所示。表3P C O N 寄存器I位序I T I)6D 5D 4D 3D 2D lD 0I位名S M O D，G F lG F l DP DI D LIS M O D(P C O N 7)：波特率选择位。S M O D=l时，在串口模式l，2，3 时，波特率和2 S M O D 成正比，即当S M O D=l，波特率提高一倍。复位时，S M O D=0。4 单片机收发汇编程序的编写我们实现了两个8 0 5 1 单片机系统基于S R W Fl 数传模块的无线数据通信及控制。每个单片机系统以数码键盘做为

13、输入设备，输出设备为L E D 数码管。在甲系统按下任何键盘，在乙系统的L E D 数码管上均有相应的显示，反之亦然，从而-1 4 实现了无线数据通信和“控制”，系统电路示意图如图4 所示。图4 单片机无线数据传输控制系统 万方数据2 0 0 9 年第4 期青岛远洋船员学院学报V O L 3 0N O 4这里我们给出单片机发射、接收程序的部分代码，如下所示。；甲单片机发送数据子程序T X D A：M O VT M O D，#2 0 H；定时器T 1 为工作方式2M O VT L I，#0 F,8 H；置T l 计数初值M O VT H l 棚E 8 HC L RE T l；禁止T l 中断S

14、E T BT R l；T 1 启动M O VS C O N，#4 0 H；置串行方式1，禁止接收M O VP C O N，#0 0 H；置S M O D=0C L RE S；禁止串行中断M O VR 0，#T A B；读取数据L O O P：T R S A：M O VA，R 0；读取数据M O VS B U F，A；发送数据J N BT I，$；等待一帧数据发送完成C L R 耵；清除发送中断标志I N CR 0；指向下一字节单元C J N ER 0，杞，T R S A；判断数据发完否R E T；乙单片机接收子程序R X D B：M O VT M O D，#2 0 H；定时器T 1 为工作方式

15、2M O VT L I，#O E 8 H；置T l 计数初值M O VT H l，o E 8 H；C L RE T l；禁止T 1 中断S E T BT R l；T I 启动M O VS C O N，#4 0 H；串行方式1，禁止接收M O VP C O N，#0 0 H；置S M O D=0C L RE S；禁止串行中断M O VR 0，#5 0 H；置接收数据首地址M O VR 2，#1 6；置接收数据长度S E T BR E N；启动接收R D S B：J N BR I，$；等待一帧数据接收完毕C L RR I；清接收中断标志M O VA，S B U F；读接收数据M O V R 0，A

16、；存接收数据I N C R 0；指向下一数据存储单元D J N Z R 2，R D S B；判断1 6 个数据接收完否R E T；返回5 小结本文论述了无线数据通信技术的应用及其重要性，介绍了一款高效、使用方便、稳定可靠的数传模块，并给出了其主要性能参数及使用方法。对8 0 5 1 单片机、接口及串行通信的方式、波特率等做了简要介绍。最后制作完成了两个单片机系统问基于数传模块的无线数据传输控制电路。实验证明，本设计方案可靠合理，完全可以实现近距离内可靠的无线数据传输及控制。参考文献：1 上海众芯电子科技有限公司，S R W F 一1 型微功率无线数传模块使用说明书 2 张志良单片机原理与控制技

17、术 M 北京，机械工业出版社T h eW i r e l e s sR a d i oC o m m u n i c a t i o nB e t w e e nM C UB a s e do nS R W F 一1W E IW e i(D e p a r t m e n to fN a v i g a t i o n，Q i n g d a oO c e a nS h i p p i n gM a r i n e r sC o l l e g e，Q i n g d a o2 6 6 0 7 1，C h i n a)A b s t r a c t：I nt h i sp a p e rw e

18、f i r s ti n t r o d u c e do n eh i 曲c o s t、r e l i a b l em i n ip o w e rw i r e l e s sc o m m u n i c a t i o nm o d u l eS R W F 一1 T h e nw eg i v eab r i e fd i s c u s s i o nt oM C U ss e r i a li n t e r f a c ea n ds e r i a lc o m m u n i c a t i o n W ei m p l e m e n t e dt h ew i r

19、e l e s sc o m m u n i c a t i o na n dc o n t r o lb e t w e e nM C Ub a s e dS R W F lm o d u l e T h et e s th a sp r o v e nt h a tt h i ss y s t e mi se f f e c t i v ea n dr e l i a b l e K e y w o r d s：S R W F l，W i r e l e s sC o m m u n i c a t i o n，S e r i a lC o m m u n i c a t i o n。M

20、C U1 5。万方数据基于无线数传模块实现的单片机间甚高频无线数据通信基于无线数传模块实现的单片机间甚高频无线数据通信作者：魏伟，WEI Wei作者单位：青岛远洋船员学院航海系,山东,青岛,266071刊名：青岛远洋船员学院学报英文刊名：JOURNAL OF QINGDAO OCEAN SHIPPING MARINERS COLLGE年，卷(期)：2009,30(4)参考文献(2条)参考文献(2条)1.张志良 单片机原理与控制技术2.上海众芯电子科技有限公司 SRWF-1型微功率无线数传模块使用说明书 本文读者也读过(10条)本文读者也读过(10条)1.张文军.姜焱.陈洁 用无线数传模块构建嵌

21、入式系统的无线数据通信会议论文-20042.陈景航.杨宜民.李健桢.师凯.CHEN Jing-hang.YANG Yi-min.LI Jian-zhen.SHI Kai 足球机器人无线通信子系统的研究期刊论文-电路与系统学报2006,11(1)3.王化民.王晓娟 海上HF数据和电子邮件无线电通信技术期刊论文-航海技术2008(1)4.李敏.孟臣 SA68D21DL全双工无线数传报警模块及其应用期刊论文-国外电子元器件2003(7)5.高伟燔 谈船舶E-MAIL通信的注意事项期刊论文-航海技术2003(6)6.魏伟.WEI Wei 甚高频船舶电话FURUNO VHF模拟器的研究与实现期刊论文-青岛远洋船员学院学报2008,29(4)7.王新.滕玉才.李长富 浅谈船上甚高频无线电话使用中的不良现象与管理会议论文-20028.丁方平 SAILOR中高频组合电台模拟器研制与开发学位论文20099.丛力 通信电源市场现状与技术发展趋势会议论文-200210.万琦 AIS技术在广州交管系统中的应用会议论文-2002 本文链接：http:/