單片機無線數(shù)據(jù)傳輸管理論文

1、編號：時間：2021年X月X日書山有路勤為徑，學海無涯苦作舟 頁碼：第1頁共8頁單片機無線數(shù)據(jù)傳輸管理論文摘要：介紹無線數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)的組成、AT89c51單片機串行口的工作方 式及其與無線數(shù)字電臺接口的軟硬件設計與實現(xiàn)方法。關鍵詞：AT89c51申行口無線數(shù)字電臺串行通信一般的數(shù)字采集系統(tǒng)，是通過傳感器將捕捉的現(xiàn)場信號轉換為電信號, 經(jīng)模/數(shù)轉換器ADC采樣、量化、編碼后，為成數(shù)字信號，存入數(shù)據(jù)存儲器，或 送給微處理器，或通過無線方式將數(shù)據(jù)發(fā)送給接收端進行處理。無線數(shù)據(jù)傳輸系 統(tǒng)就是樣一套利用無線手段，將采集的數(shù)據(jù)由測量站發(fā)送到主控站的設備。1系統(tǒng)組成系統(tǒng)組成如圖1、圖2所示。系統(tǒng)由測量站和主

2、控站兩部分組成。測量站主要完成對現(xiàn)場信號的采 集、存儲，接收遙控指令并發(fā)送數(shù)據(jù)。主控站的主要工作是發(fā)送遙控指令、接收 數(shù)據(jù)信息、進行數(shù)據(jù)處理和數(shù)據(jù)管理、隨機顯示打印等。2AT89C51與數(shù)字電介的串行通信Atmel公司的AT89c51單片機，是一種低功耗、高性能的、片內含有 4KBFlashROM的8位CMOS單片機，工作電壓范圍為2.76V （實際使用+5V供 電），8位數(shù)據(jù)總線。它有一個可編程的全雙工串行通信接口，能同時進行串行 發(fā)送和執(zhí)著收。通過RXD引腳（串行數(shù)據(jù)接收端）和TXD引腳（串行數(shù)據(jù)發(fā)送 端）與外界進行通信。2.1 通信協(xié)議與波特率 數(shù)字電臺與單片機、終端主控機的通信協(xié)議為:

3、 通信接口一一標準串行RS232接口，9線制半雙工方式；通信幀格式一一1位起始位，8位數(shù)據(jù)位，1位可編程數(shù)據(jù)位，1位停 止位；波特率1200baudo數(shù)字電臺選用Motorola公司的GM系列車載電臺，工作于VHF/UHF 頻段，可進行無線數(shù)傳（9線制標準串行RS232接口），也可進行話音通信；采 用二進制移頻鍵控（2FSK）調制解調方式，符合國際電報電話咨詢委員會CCITT.23 標準。在話帶內進行數(shù)字傳輸時，推薦在不高于1200b/s數(shù)據(jù)率時使用。實際使 用時，電臺工作于220240MHz頻率范圍，采用半雙工方式（執(zhí)行收、發(fā)操作， 但不能同時進行）即可滿足系統(tǒng)要求。2.2 AT89C51申

4、行口工作方式AT89c51串行口可設置四種工作方式，可有8位、10位和11位幀格式。 本系統(tǒng)中，AT89c51串行口工作于方式3,即鰲幀11位的異步通信格式：1位起 始位，8位數(shù)據(jù)位（低位在前），1位可編程數(shù)據(jù)位，1位停止位。發(fā)送前，由軟件設置第9位數(shù)據(jù)（TB8）作奇偶校驗位，將要發(fā)送的數(shù) 據(jù)寫入SBUF,啟動發(fā)送過程。吊行口能自動把TB8取出，裝入到第9位數(shù)據(jù)的 位置，再逐一發(fā)送出去。發(fā)送完畢，使Tl=l。接收時，置SCON中的REN為1,允許接收。當檢測到RXD （P3.0端 有 1到0的跳變（起始位）時，開始接收9位數(shù)據(jù)，送入移位寄存器（9位）。 當滿足RI=0且SM2=0或接收到的9位

5、數(shù)據(jù)為1時，前8位數(shù)據(jù)送入SBUF,第9 位數(shù)據(jù)送入SCON中的RB8,置RI為1：否則，這次接收無效，不置位RI。串口方式3的波特率111定時器T1的溢出率與SMOD值同時決定：方式3波特率=T1溢出率/n當SMOD=0時，n=32； SMOD=1時，n=16。T1溢出率取決于T1的計 數(shù)速率（計數(shù)速率=fosc/12）和TI預置的初值。定時器T1用作波特率發(fā)生器，工作于模式2（自動重裝初值）。設TH1 和TL1定時計數(shù)初值為X,則每過“28-X個機器周期，T1就會發(fā)生一次溢出。初 值X確定如下：X=256-foscx（SMOD+l）/384xBTL本系統(tǒng)中，SMOD=0,波行率BTL=12

6、00,晶振fosc=6MHz,所以初值X=F3Ho2.3 AT89C51與數(shù)字電臺的硬件連接AT89C51與數(shù)字電臺的硬件連接如圖3所示。系統(tǒng)采用異步串行通信方式傳輸測量數(shù)據(jù)。利用單片機串口與數(shù)字電 臺RS232數(shù)據(jù)口相連。電臺常態(tài)為收狀態(tài)（PPT=0,收狀態(tài)；PPT=1,發(fā)狀態(tài)）， 單片機P3.5腳輸出高電平。單片機使用TTL電平，電臺使用RS232電平，由MAX232 完成TTL電平與RS232電平之間的轉換。3片光電耦合器6N137實現(xiàn)單片機與電 臺之間的電源隔離，增強系統(tǒng)抗干擾性能。單片機通過帶控制端的三態(tài)緩沖門74HC125、非門74HC14控制電臺 的收發(fā)轉換，以及指令的接收和數(shù)據(jù)

7、發(fā)送。接收時，P3.5=l,c2=l, 74HC125B截 止;P3.5經(jīng)74HC14反相、光電隔離，使電臺PPT腳為低電平,將其置為接收狀 態(tài)；同時cl=0, 74HC125A導通，接收的指令由電臺的RXD端輸入,經(jīng)MAX232 電平變換、光電隔離、74HC125A緩沖門,送入單片機RXD腳。發(fā)射時,P3.5=O,經(jīng)74HC14反相、光電隔離，使電臺PPT腳為高電平，將其置為發(fā)射狀態(tài)；同時 cl=l, 74HC125A截止，c2=0, 74HC125B導通,數(shù)據(jù)由單片機TXD腳輸出,經(jīng) 74HC125B緩沖門、光電隔離、MAX232電平變換，通過電臺TXD端口將數(shù)據(jù)發(fā) 送出去。3通信軟件設計

8、通信軟件至關重要，一旦出現(xiàn)問題，整個系統(tǒng)就會癱瘓。采取差錯控 制與容錯技術是非常重要的。* 主控站發(fā)送的指令中包含一定數(shù)量的同步符55H和3字節(jié)的密碼。測量站在連續(xù)收到5個同步符后進行密碼驗證，驗證通過后正式接收指令字節(jié); 如未通過，則測量站發(fā)一信號讓主控站重發(fā)，三次驗證不過則停發(fā)該命令。測量 站發(fā)/主控站收時，驗證方式與此相同。驗證通過后，測量站開始發(fā)送數(shù)據(jù)。* 一個指令由3字節(jié)構成，第二字節(jié)等于第一字節(jié)加上35H,第3字節(jié) 等于笫二字節(jié)加上36H。如果收到的指令不符合此規(guī)則，則重發(fā)該命令，連續(xù)三 次錯誤時停發(fā)。* 主控站每發(fā)一個指令，測量站都回送一個應答信號。該應答信號中包 含原指令樣本。

9、下面給出單片機串行口與電臺的基本通信程序。初始化程序：BTLEQU2FH：波特率放在內部RAM的2FH單元MOVTMOD, #21H： TO方式1, 16位計數(shù)器，T1方式2,串口用SETBTR0；啟動 T0MOVBTL, #0F3H；波特率設定為1200MOVSCON, #OCOH；串口方式3, 9位數(shù)據(jù)，禁止接收接收及驗證程序：NUMEQU2BH：同步符個數(shù)值存放在內部RAM的2BH單元TEMPEQU2CHROM-CH： DB55H, 55H, 55H, 55H, 55H, 55H, 55H, 55H, 55H, 55HDB55H, 55H, 55H, 55H, 55H, 55H, 55H

10、, 55H, 55H, 55H： 20 字節(jié)同步符MIMDBWSC： 3 字節(jié)密碼"WSC"SETBP3.5；置電臺收狀態(tài)SETBREN；允許串口接收Al： MOVNUM, #0：記錄連續(xù)到同步符55H的個數(shù)A2： JBRI, A2；串口有數(shù)據(jù)轉A3A3： CLRRI；清接收中斷標志MOVA, SBUF；讀串口數(shù)據(jù)CJNEA, #55H, Al；不是同步符轉AlINCNUM；收到的同步符個數(shù)加1MOVA, NUM；取收到的同步符個數(shù)CJNEA, #5, A2；未收夠連續(xù)5個55H轉A2A4:MOVNUM,#0;密碼驗證，記錄收到密碼字節(jié)數(shù)A5： MOVDPTR, #MIM；

11、密碼字符首址MOVA, NUMMOVCA, A+DPTR：查表取密碼MOVTEMP, A：保存密碼JBRI, A6：串口收完一個字節(jié)轉A6 A6： CLRRI；清接收中斷標志MOVA, SBUF；讀串口數(shù)據(jù)CJNEA, TEMP, A4；與密碼不符轉A4INCNUM；收到的密碼個數(shù)加1MOVA, NUM；取已收到的密碼字節(jié)數(shù)CJNEA, #3, A5；密碼未收完轉A5發(fā)送程序：CLRP3.5：置電臺發(fā)狀態(tài)MOVB, #23MOVDPTR, #ROM-CH Bl： CLRAMOVCA, A+DPTR：查表發(fā)送同步符和密碼共24字節(jié)INCDPTRLCALLSEND-CH：調發(fā)送單字節(jié)子程序 DJNZB, B1CLRAMOVDPTR, #7000H；外部RAM數(shù)據(jù)首址，發(fā)送外部RAM中的數(shù)據(jù)到電臺B2： CJNER4, #0, B3CJNER3, #0, B3； R4R3=發(fā)送字節(jié)數(shù)B3： MOVXA, DPTR；取數(shù)據(jù)INCDPTRLCALLSEND-CHCJNER3, #0, B4CJNER4, #0, B5B4： DECR3LJMPB2DECR3DECR4LJMPB2 SEND-CH： SETBTB8MOVSBUF, ADB0, 0, 0, 0, 0,