基于51單片機(jī)的無線通信

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上湖北民族學(xué)院信息工程學(xué)院課程設(shè)計(jì)報(bào)告書題目: 基于51單片機(jī)的無線通信 課 程： 數(shù)字通信系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)專 業(yè)： 電子 班 級(jí)： 學(xué) 號(hào)： 學(xué)生姓名： 田紫龍 指導(dǎo)教師： 黃雙林 2017年 06月 18日摘 要本文設(shè)計(jì)了一種以AT89S52單片機(jī)為控制核心的無線通信控制模塊，詳細(xì)說明了該系統(tǒng)的基本原理、主要電路、硬件框架以及軟件框架。整個(gè)系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計(jì)，主要包括單片機(jī)與下位機(jī)之間的無線通信控制電路，以及無線通信模塊與51單片機(jī)之間通信接口電路。該通信控制系統(tǒng)通過51單片機(jī)和nrf2401的spi通信，從而通過無線通信控制模塊形成與下位機(jī)的聯(lián)系，控制下位機(jī)運(yùn)動(dòng)控制器

2、，并且將通信接收的數(shù)據(jù)保存到擴(kuò)展的存儲(chǔ)器內(nèi)。本模塊的通信方法簡(jiǎn)便，除了可以進(jìn)行遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)控制外，還可廣泛的應(yīng)用于工業(yè)監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。本系統(tǒng)具有性能可靠、抗干擾能力強(qiáng)、功耗低、性價(jià)比高等優(yōu)點(diǎn)，在無線通信領(lǐng)域具有重要的應(yīng)用價(jià)值和良好的發(fā)展前景。關(guān)鍵字：無線通信控制；AT89S52；nRF2401；串行通信目 錄專心-專注-專業(yè)1 緒論 伴隨著短距離低功率無線數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)的成熟，無線數(shù)據(jù)傳輸被越來越多地應(yīng)用到新的領(lǐng)域。與有線通信方式相比，無線通信以其不需鋪設(shè)明線，使用便捷等一系列優(yōu)點(diǎn)，在現(xiàn)代通信領(lǐng)域占重要地位。 以往的無線產(chǎn)品存在范圍和方向上的局限，例如，一些無線產(chǎn)品在使用時(shí)，無法將信息反饋給控制

3、者；還有一些無線產(chǎn)品不能很好地顯示參數(shù)或狀態(tài)信息，如果能在系統(tǒng)中增加一塊小型液晶顯示電路，產(chǎn)品不僅能向用戶顯示其狀態(tài)或狀態(tài)的改變，而且可以大大降低成本。正如人們所發(fā)現(xiàn)的，只要建立雙向無線通信-雙工通信并且選無線數(shù)據(jù)傳輸模塊基于微功耗單片射頻收發(fā)器NRF24L01設(shè)計(jì)，采用89C52單片機(jī)完成數(shù)據(jù)的處理和控制擇成本低的收發(fā)芯片，就會(huì)出現(xiàn)許多新應(yīng)用。本次設(shè)計(jì)主要是利用無線收發(fā)電路，加上單片機(jī)控制與液晶顯示制成一套完整的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)數(shù)據(jù)收發(fā)系統(tǒng)?？紤]到目前市場(chǎng)上的一些需求，設(shè)計(jì)的主要要求是方案成本低，體積小，低功耗，集成度高，盡量無需調(diào)外部元件，傳輸時(shí)間短，接口簡(jiǎn)單。2 總體設(shè)計(jì) 本設(shè)計(jì)使用M3單片機(jī)和5

4、1單片機(jī)通過nRF24L01模塊進(jìn)行通信實(shí)現(xiàn)51單片機(jī)發(fā)送字符到M3單片機(jī)上顯示。系統(tǒng)原理框如圖2.1所示.圖 2.1系統(tǒng)原理框圖當(dāng)51單片機(jī)通過spi對(duì)2401進(jìn)行數(shù)據(jù)讀寫完畢后，2401將儲(chǔ)存的字符通過射頻技術(shù)發(fā)送給等待的2401，這時(shí)M3對(duì)2401接受到的數(shù)據(jù)進(jìn)行讀寫，然后再TFT屏上顯示接收到的內(nèi)容。3 各個(gè)模塊簡(jiǎn)介1.單片機(jī)STC89C52和nRF2401的接口電路STC89C52有UART和SPI接口,而nRF2401用的是DRI、CLK和DATA三線傳輸?？紤]到速率的因數(shù), STC89C52和nRF2401的連接準(zhǔn)備用SPI接口實(shí)現(xiàn)。SPI(Serial PeriPheral I

5、nterface,串行外設(shè)接口)接口是一種同步串行外設(shè)接口,它可以使MCU和各種外圍設(shè)備進(jìn)行通信以交換信息。外圍設(shè)備包括Flash RAM,網(wǎng)絡(luò)控制器,LCD顯示驅(qū)動(dòng)器,A/D轉(zhuǎn)換器和MUC等。圖4說明了一個(gè)典型的SPI主從式總線結(jié)構(gòu)。它使用3根線連接了所有的設(shè)備。主設(shè)備通過并行的4個(gè)管腳來控制各個(gè)從設(shè)備的SS腳來選擇從設(shè)備。圖2典型的SPI主從式總線結(jié)構(gòu)1、MOSI (Master Output Slave Input):這個(gè)1bit的信號(hào)直接連接主設(shè)備和從設(shè)備。信號(hào)通過MOSI線從主設(shè)備串行傳輸?shù)綇脑O(shè)備。因此,對(duì)主設(shè)備而言,MOSI是信號(hào)輸出端口,對(duì)從設(shè)備而言,則是信號(hào)輸入端口。在這條線上

6、,一個(gè)Byte的信號(hào)通過高位(MSB)到低位(LSB)的傳輸。2、MISO (Master Input Slave Output):通過這個(gè)1bit的信號(hào)線,信號(hào)由從設(shè)備傳輸?shù)街髟O(shè)備,因此它是主設(shè)備的信號(hào)輸入端口,從設(shè)備的信號(hào)輸出端口。信號(hào)同樣是從MBS到LBS的傳輸。3、SCK (SPI Serial Clock):這個(gè)信號(hào)來同步所有設(shè)備的進(jìn)出MOSI和MISO的數(shù)據(jù)。它通過主設(shè)備的8個(gè)時(shí)鐘周期來驅(qū)動(dòng),允許交換串行線上的1個(gè)Byte的信號(hào)。4、SS (Slave Select)通過使某個(gè)從設(shè)備的SS管腳保持低電平來選擇該從設(shè)備。顯然只有主設(shè)備(它的SS管腳保持高電平)才能驅(qū)動(dòng)這個(gè)系統(tǒng)。主設(shè)備

7、通過軟件,利用端口來選擇從設(shè)備。通過阻止MISO線上的沖突,來保證主設(shè)備每次傳輸只選擇一個(gè)從設(shè)備。在設(shè)置主設(shè)備時(shí), SS管腳可以和SPI的狀態(tài)寄存器SPSTA中的MODF一起工作來阻止多個(gè)主設(shè)備一起驅(qū)動(dòng)MOSI和SCK。3.1NRF24L01 無線模塊簡(jiǎn)介NRF24L01 無線模塊，采用的芯片是 NRF24L01，該芯片的主要特點(diǎn)如下：1） 2.4G 全球開放的 ISM 頻段，免許可證使用。2）最高工作速率 2Mbps，高校的 GFSK 調(diào)制，抗干擾能力強(qiáng)。3） 125 個(gè)可選的頻道，滿足多點(diǎn)通信和調(diào)頻通信的需要。4）內(nèi)置 CRC 檢錯(cuò)和點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)的通信地址控制。5）低工作電壓（1.93.6V）

8、。6）可設(shè)置自動(dòng)應(yīng)答，確保數(shù)據(jù)可靠傳輸。 該芯片通過 SPI 與外部 MCU 通信，最大的 SPI 速度可以達(dá)到 10Mhz。 本章我們用到的模塊是深圳云佳科技生產(chǎn)的 NRF24L01，該模塊成熟度和穩(wěn)定性都是相當(dāng)不錯(cuò)的。該模塊的外形和引腳圖如圖 3.1 所示：圖 3.1 NRF24L01 無線模塊外形和引腳圖 模塊 VCC 腳的電壓范圍為 1.93.6V，建議不要超過 3.6V，否則可能燒壞模塊，一般用 3.3V電壓比較合適。 除了 VCC 和 GND 腳，其他引腳都可以和 5V 單片機(jī)的 IO 口直連，正是因?yàn)槠浼嫒?5V 單片機(jī)的 IO，故使用上具有很大優(yōu)勢(shì)。3.2 1602簡(jiǎn)介1.16

9、02字符液晶顯示模塊，可顯示數(shù)字和字母。與數(shù)碼管相比顯示內(nèi)容更豐富，而且編程簡(jiǎn)單。它能夠顯示系統(tǒng)的當(dāng)前工作時(shí)間、時(shí)間以及溫度傳感器檢測(cè)到的溫度。為使用者觀察提供了方便。LCD1602的接口信號(hào)說明如表3表3 LCD1602的接口信號(hào)編號(hào)引腳符號(hào)功能說明編號(hào)引腳符號(hào)功能說明1VSS電源地9D2DATA I/O2VDD電源正極10D3DATA I/O3VL液晶顯示偏壓信號(hào)11D4DATA I/O4RS數(shù)據(jù)/命令選擇端（H/L）12D5DATA I/O5R/W讀/寫選擇端（H/L）13D6DATA I/O6E使能信號(hào)14D7DATA I/O7D0DATA I/O15BLA背光正極8D1DATA I/

10、O16BLK背光負(fù)極2.基本操作時(shí)序如下：1）讀狀態(tài)：RS=L，RW=H，E=H2）寫指令：RS=L，RW=L，D0D7=指令碼，E=高脈沖3）讀數(shù)據(jù)：RS=H，RW=H，E=H4）寫數(shù)據(jù)：RS=H，RW=L，D0D7=數(shù)據(jù)，E=高脈沖3.初始化設(shè)置1）顯示模式設(shè)置如表5表4 顯示模式設(shè)置指令碼功能00111000設(shè)置16*2顯示，5*7點(diǎn)陣，8位數(shù)據(jù)接口2） 顯示開/關(guān)及光標(biāo)設(shè)置如表6： 表7 顯示開/關(guān)及光標(biāo)設(shè)置指令碼功能00001DCBD=1開顯示；D=0關(guān)顯示C=1顯示光標(biāo)；C=0不顯示光標(biāo)B=1光標(biāo)閃爍；B=0光標(biāo)不顯示000001NSN=1當(dāng)讀或?qū)懸粋€(gè)字符后地址指針加一，且光標(biāo)加一

11、N=0當(dāng)讀或?qū)懸粋€(gè)字符后地址指針減一，且光標(biāo)減一S=1當(dāng)寫一個(gè)字符，整屏顯示左移（N=1）LCD1602與MCU的接口電路LCD的D0D7分別接單片機(jī)的的P0口，作為數(shù)據(jù)線，因?yàn)镻0口內(nèi)部沒有上拉電阻，所以外部另外加上4.7K的上拉電阻；P2.5P2.7分別接LCD的RS、RW、E三個(gè)控制管腳；RV1用來調(diào)節(jié)LCD的顯示灰度；BLK、BLA為背光的陰極和陽極，接上相應(yīng)電平即點(diǎn)亮背光燈。如圖4圖4 1602顯示電路其中1602的第3腳接10K與1.5K的串聯(lián)電阻起到分壓作用，能夠調(diào)節(jié)第一行與第二行亮度對(duì)比。第16接個(gè)三極管的作用放大，是為了能夠讓液晶顯示器的背光燈亮起，從而在夜間也能觀看顯示內(nèi)容

12、。3.3 STC89C52單片機(jī)單片微型計(jì)算機(jī)是隨著微型計(jì)算機(jī)的發(fā)展而產(chǎn)生和發(fā)展的。自從1975 年美國(guó)德克薩斯儀器公司的第一臺(tái)單片微型計(jì)算機(jī)（ 簡(jiǎn)稱單片機(jī)）TMS-1000 問世以來，迄今為止，單片機(jī)技術(shù)已成為計(jì)算機(jī)技術(shù)的一個(gè)獨(dú)特分支，單片機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域也越來越廣泛，特別是在工業(yè)控制中經(jīng)常遇到對(duì)某些物理量進(jìn)行定時(shí)采樣與控制的問題，在儀器儀表智能化中也扮演著極其重要的角色。如果將8位單片機(jī)的推出作為起點(diǎn)，那么單片機(jī)的發(fā)展歷史大致可以分為以下幾個(gè)階段：第一階段（19761978）：?jiǎn)纹瑱C(jī)的探索階段。以Intel公司的MCS-48為代表。MCS-48的推出是在工控領(lǐng)域的探索，參與這一探索的公司還有M

13、otorola、Zilog等。都取得了滿意的效果。這就是SCM的誕生年代，“單片機(jī)”一詞即由此而來。第二階段（19781982）：?jiǎn)纹瑱C(jī)的完善階段。Intel公司在MCS-48基礎(chǔ)上推出了完善的、典型的單片機(jī)系列MCS-51。它在以下幾個(gè)方面奠定了典型的通用總線型單片機(jī)體系結(jié)構(gòu)。（1）完善的外部總線。MCS-51設(shè)置了經(jīng)典的8位單片機(jī)的總線結(jié)構(gòu)，包括8位數(shù)據(jù)總線、16位地址總線、控制總線及具有多機(jī)通信功能的串行通信接口。（2）CPU外圍功能單元的集中管理模式。（3）體現(xiàn)工控特性的地址空間及位操作方式。（4）指令系統(tǒng)趨于豐富和完善，并且增加了許多突出控制功能的指令。第三階段（19821990）：

14、8位單片機(jī)的鞏固發(fā)展及16位單片機(jī)的推出階段，也是單片機(jī)向微控制器發(fā)展的階段。Intel公司推出的MCS-96系列單片機(jī)，將一些用于測(cè)控系統(tǒng)的模數(shù)轉(zhuǎn)換器、程序運(yùn)行監(jiān)視器、脈寬調(diào)制器等納入片中，體現(xiàn)了單片機(jī)的微控制器特征。第四階段（1990）：微控制器的全面發(fā)展階段。隨著單片機(jī)在各個(gè)領(lǐng)域全面、深入地發(fā)展和應(yīng)用，出現(xiàn)了高速、大尋址范圍、強(qiáng)運(yùn)算能力的8位/16位/32位通用型單片機(jī)，以及小型廉價(jià)的專用型單片機(jī)。單片機(jī)是在集成電路芯片上集成了各種元件的微型計(jì)算機(jī)，這些元件包括中央處理器CPU、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器RAM、程序存儲(chǔ)器ROM、定時(shí)/計(jì)數(shù)器、中斷系統(tǒng)、時(shí)鐘部件的集成和I/O接口電路。由于單片機(jī)具有體積

15、小、價(jià)格低、可靠性高、開發(fā)應(yīng)用方便等特點(diǎn)，因此在現(xiàn)代電子技術(shù)和工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用較為廣泛，在智能儀表中單片機(jī)是應(yīng)用最多、最活躍的領(lǐng)域之一。在控制領(lǐng)域中,現(xiàn)如今人們更注意計(jì)算機(jī)的底成本、小體積、運(yùn)行的可靠性和控制的靈活性。在各類儀器、儀表中引入單片機(jī)，使儀器儀表智能化，提高測(cè)試的自動(dòng)化程度和精度，提高計(jì)算機(jī)的運(yùn)算速度，簡(jiǎn)化儀器儀表的硬件結(jié)構(gòu)，提高其性能價(jià)格比。單片機(jī)主要特點(diǎn)：（1）有優(yōu)異的性能價(jià)格比。（2）集成度高、體積小、有很高的可靠性。單片機(jī)把各功能部件集成在一塊芯片上，內(nèi)部采用總線結(jié)構(gòu)，減少了各芯片之間的連線，大大提高了單片機(jī)的可靠性和抗干擾能力。另外，其體積小，對(duì)于強(qiáng)磁場(chǎng)環(huán)境易于采取屏蔽措施，

16、適合在惡劣環(huán)境下工作。（3）控制功能強(qiáng)。為了滿足工業(yè)控制的要求，一般單片機(jī)的指令系統(tǒng)中均有極豐富的轉(zhuǎn)移指令、I/O口的邏輯操作以及位處理功能。單片機(jī)的邏輯控制功能及運(yùn)行速度均高于同一檔次的微機(jī)。（4）低功耗、低電壓，便于生產(chǎn)便攜式產(chǎn)品。（5）外部總線增加了I2C（Inter-Integrated Circuit）及SPI(Serial Peripheral Interface)等串行總線方式，進(jìn)一步縮小了體積，簡(jiǎn)化了結(jié)構(gòu)。（6）單片機(jī)的系統(tǒng)擴(kuò)展和系統(tǒng)配置較典型、規(guī)范，容易構(gòu)成各種規(guī)模的應(yīng)用系統(tǒng)。優(yōu)異的性能價(jià)格比。1）集成度高、體積小、有很高的可靠性。 單片機(jī)把各功能部件集成在一塊芯片上，內(nèi)部采

17、用總線結(jié)構(gòu)，減少了各芯片之間的連線，大大提高了單片機(jī)的可靠性與抗干擾能力。另外，其體積小，對(duì)于強(qiáng)磁場(chǎng)環(huán)境易于采取屏蔽措施，適合于在惡劣環(huán)境下工作。此外，程序多采取固化形式也可以提高可靠性。2）控制功能強(qiáng)。為了滿足工業(yè)控制要求，一般單片機(jī)的指令系統(tǒng)中均有極豐富的轉(zhuǎn)移指令、I/O口的邏輯操作以及位處理功能。單片機(jī)的邏輯控制功能及運(yùn)行速度均高于同一檔次的微機(jī)。單片機(jī)的系統(tǒng)擴(kuò)展、系統(tǒng)配置較典型、規(guī)范，容易構(gòu)成各種規(guī)模的應(yīng)用系統(tǒng)。 VCC：STC89C52電源正端輸入，接+5V。GND：電源地端。XTAL1: 單芯片系統(tǒng)時(shí)鐘的反相放大器輸入端。XTAL2： 系統(tǒng)時(shí)鐘的反相放大器輸出端，一般在設(shè)計(jì)上只要在

18、 XTAL1 和 XTAL2 上接上一只石英振蕩晶體系統(tǒng)就可以動(dòng)作了，此外可以在兩引腳與地之間加入一 20PF 的小電容，可以使系統(tǒng)更穩(wěn)定，避免噪聲干擾而死機(jī)。RESET：STC89C52的重置引腳，高電平動(dòng)作，當(dāng)要對(duì)晶片重置時(shí)，只要對(duì)此引腳電平提升至高電平并保持兩個(gè)機(jī)器周期以上的時(shí)間，AT89S51便能完成系統(tǒng)重置的各項(xiàng)動(dòng)作，使得內(nèi)部特殊功能寄存器之內(nèi)容均被設(shè)成已知狀態(tài)，并且至地址0000H處開始讀入程序代碼而執(zhí)行程序。EA/Vpp：EA為英文External Access的縮寫，表示存取外部程序代碼之意，低電平動(dòng)作，也就是說當(dāng)此引腳接低電平后，系統(tǒng)會(huì)取用外部的程序代碼（存于外部EPROM中

19、）來執(zhí)行程序。因此在8031及8032中，EA引腳必須接低電平，因?yàn)槠鋬?nèi)部無程序存儲(chǔ)器空間。如果是使用 8751 內(nèi)部程序空間時(shí)，此引腳要接成高電平。此外，在將程序代碼燒錄至8751內(nèi)部EPROM時(shí)，可以利用此引腳來輸入21V的燒錄高壓（Vpp）。ALE/PROG：ALE是英文Address Latch Enable的縮寫，表示地址鎖存器啟用信號(hào)。STC89C52可以利用這支引腳來觸發(fā)外部的8位鎖存器（如74LS373），將端口0的地址總線（A0A7）鎖進(jìn)鎖存器中，因?yàn)镾TC89C52是以多工的方式送出地址及數(shù)據(jù)。平時(shí)在程序執(zhí)行時(shí)ALE引腳的輸出頻率約是系統(tǒng)工作頻率的1/6，因此可以用來驅(qū)動(dòng)其

20、他周邊晶片的時(shí)基輸入。此外在燒錄8751程序代碼時(shí)，此引腳會(huì)被當(dāng)成程序規(guī)劃的特殊功能來使用。PSEN：此為Program Store Enable的縮寫，其意為程序儲(chǔ)存啟用，當(dāng)8051被設(shè)成為讀取外部程序代碼工作模式時(shí)（EA=0），會(huì)送出此信號(hào)以便取得程序代碼，通常這支腳是接到EPROM的OE腳。STC89C52可以利用PSEN及RD引腳分別啟用存在外部的RAM與EPROM，使得數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器與程序存儲(chǔ)器可以合并在一起而共用64K的定址范圍。PORT0（P0.0P0.7）：端口0是一個(gè)8位寬的開路汲極（Open Drain）雙向輸出入端口，共有8個(gè)位，P0.0表示位0，P0.1表示位1，依此類推。

21、其他三個(gè)I/O端口（P1、P2、P3）則不具有此電路組態(tài)，而是內(nèi)部有一提升電路，P0在當(dāng)做I/O用時(shí)可以推動(dòng)8個(gè)LS的TTL負(fù)載。PORT2（P2.0P2.7）：端口2是具有內(nèi)部提升電路的雙向I/O端口，每一個(gè)引腳可以推動(dòng)4個(gè)LS的TTL負(fù)載，若將端口2的輸出設(shè)為高電平時(shí)，此端口便能當(dāng)成輸入端口來使用。P2除了當(dāng)做一般I/O端口使用外，若是在STC89C52擴(kuò)充外接程序存儲(chǔ)器或數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，也提供地址總線的高字節(jié)A8A15，這個(gè)時(shí)候P2便不能當(dāng)做I/O來使用了。PORT1（P1.0P1.7）：端口1也是具有內(nèi)部提升電路的雙向I/O端口，其輸出緩沖器可以推動(dòng)4個(gè)LS TTL負(fù)載，同樣地若將端口1

22、的輸出設(shè)為高電平，便是由此端口來輸入數(shù)據(jù)。如果是使用8052或是8032的話，P1.0又當(dāng)做定時(shí)器2的外部脈沖輸入腳，而P1.1可以有T2EX功能，可以做外部中斷輸入的觸發(fā)腳位。PORT3（P3.0P3.7）：端口3也具有內(nèi)部提升電路的雙向I/O端口，其輸出緩沖器可以推動(dòng)4個(gè)TTL負(fù)載，同時(shí)還多工具有其他的額外特殊功能，包括串行通信、外部中斷控制、計(jì)時(shí)計(jì)數(shù)控制及外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器內(nèi)容的讀取或?qū)懭肟刂频裙δ?。其引腳分配如下：P3.0：RXD，串行通信輸入。P3.1：TXD，串行通信輸出。P3.2：INT0，外部中斷0輸入。P3.3：INT1，外部中斷1輸入。P3.4：T0，計(jì)時(shí)計(jì)數(shù)器0輸入。P3.5

23、：T1，計(jì)時(shí)計(jì)數(shù)器1輸入。P3.6：WR：外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的寫入信號(hào)。P3.7：RD，外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的讀取信號(hào)。RST：復(fù)位輸入。當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時(shí)，要保持RST腳兩個(gè)機(jī)器周期的高電平時(shí)間。ALE/PROG：當(dāng)訪問外部存儲(chǔ)器時(shí)，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的地位字節(jié)。在FLASH編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。在平時(shí)，ALE端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號(hào)，此頻率為振蕩器頻率的1/6。因此它可用作對(duì)外部輸出的脈沖或用于定時(shí)目的。然而要注意的是：每當(dāng)用作外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，將跳過一個(gè)ALE脈沖。如想禁止ALE的輸出可在SFR8EH地址上置0。此時(shí)， ALE只有在執(zhí)行MOVX，MOVC指令是A

24、LE才起作用。另外，該引腳被略微拉高。如果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài)ALE禁止，置位無效。PSEN：外部程序存儲(chǔ)器的選通信號(hào)。在由外部程序存儲(chǔ)器取指期間，每個(gè)機(jī)器周期兩次/PSEN有效。但在訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，這兩次有效的/PSEN信號(hào)將不出現(xiàn)。EA/VPP：當(dāng)/EA保持低電平時(shí)，則在此期間外部程序存儲(chǔ)器（0000H-FFFFH），不管是否有內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。注意加密方式1時(shí)，/EA將內(nèi)部鎖定為RESET；當(dāng)/EA端保持高電平時(shí)，此間內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。圖5 STC89C52單片機(jī)引腳圖4 各個(gè)模塊設(shè)計(jì)4.1硬件電路板的設(shè)計(jì) 在本系統(tǒng)中，電路板的設(shè)計(jì)使用的是Protel 99SE軟件。電路板設(shè)計(jì)的主要

25、步驟是：原理圖的設(shè)計(jì)產(chǎn)生網(wǎng)絡(luò)表印制電路板。（由于M3部分使用開發(fā)板這里只進(jìn)行51部分的敘述） 硬件電路板原理圖如圖4.1.1所示：圖4.1硬件電路板原理圖 PCB如圖4.1.2所示圖4.1 PCB圖 在硬件設(shè)計(jì)時(shí)，需要注意以下幾點(diǎn)：（1）電源線要加粗，合理走線、接地；（2）布線時(shí)避免90度折線，盡量平滑過渡；（3）充分考慮單片機(jī)的帶載驅(qū)動(dòng)能力。（4）盡可能的選擇典型電路，并符合單片機(jī)的常規(guī)使用方法；（5）在充分滿足系統(tǒng)功能要求前提下，留余地以便于二次開發(fā)；（6）硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)與軟件設(shè)計(jì)方案一并考慮；（7）封裝大小要嚴(yán)格按照元器件實(shí)際尺寸要特別注意元器件豎向所占空間；（8）硬件上要有可靠性與抗干

26、擾設(shè)計(jì)，電源要用電容濾波，增強(qiáng)電源的穩(wěn)定性；4.2軟件程序設(shè)計(jì)程序設(shè)計(jì)采用模塊化設(shè)計(jì)方法，依據(jù)了“任何復(fù)雜的程序都可以分解為順序結(jié)構(gòu)部分、分支結(jié)構(gòu)部分、循環(huán)結(jié)構(gòu)部分和子程序部分”的原則，將程序進(jìn)行分解設(shè)計(jì)。結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)具有結(jié)構(gòu)清晰、易于讀寫、易于驗(yàn)證和可靠性高等特點(diǎn)，在程序設(shè)計(jì)中被廣泛使用，易于文件規(guī)范管理。4.2.1主程序模塊模塊化程序設(shè)計(jì)思想是采用自頂向下、逐步求精的方法，將一個(gè)復(fù)雜的問題分解成若干獨(dú)立的子問題，每個(gè)子問題對(duì)應(yīng)一個(gè)功能獨(dú)立的程序模塊，將這些模塊有機(jī)的連接在一起，構(gòu)成完整的程序。先進(jìn)行主程序模塊的設(shè)計(jì)，描述程序的總體框架，在進(jìn)行子模塊的設(shè)計(jì)，完成相應(yīng)的子功能。該系統(tǒng)中需要分

27、別設(shè)計(jì)發(fā)送端和接收端的程序。在發(fā)送端，首先使其進(jìn)入發(fā)送工作模式CE=1，通過I/O接口裝入接收端地址和有效數(shù)據(jù)，然后啟動(dòng)發(fā)送CE=0，發(fā)送端等待數(shù)據(jù)發(fā)送完成。當(dāng)發(fā)送完成后模塊進(jìn)入接收狀態(tài)，接收接收端的應(yīng)答數(shù)據(jù)。 發(fā)送端程序流程圖如圖4.2.1.1:圖4.2 發(fā)送端程序流程圖在接收端，使能接收。如果接收到發(fā)送端數(shù)據(jù)，則將接收到的數(shù)據(jù)送入擴(kuò)展的外部RAM中，并且向發(fā)送端發(fā)送應(yīng)答數(shù)據(jù)。接收端程序流程圖如圖4.2.1.1。圖4.2接收端程序流程圖4.3 結(jié)果與分析結(jié)果如圖所示：圖4.3結(jié)果圖 對(duì)于2401這個(gè)模塊來說，發(fā)送的速率遠(yuǎn)大于spi的讀寫速度，所以不能別發(fā)送別讀寫，只能將發(fā)送的數(shù)據(jù)在2401模塊中進(jìn)行儲(chǔ)存，然后給控制器一個(gè)狀態(tài)位，當(dāng)控制器通過spi讀到這個(gè)位的數(shù)據(jù)時(shí)，就給2401一個(gè)發(fā)送的指令這時(shí)2401才開始發(fā)送，同樣的對(duì)應(yīng)的接受端，也是先將接受的數(shù)據(jù)進(jìn)行儲(chǔ)存之后再用spi對(duì)控制器進(jìn)行讀寫操作。從結(jié)果圖中我們看到 ，當(dāng)51做為發(fā)送端時(shí)，對(duì)應(yīng)的51接收端，進(jìn)行數(shù)據(jù)的接收