基于單片機實現短距離無線通信設計

1 引言

短距離無線傳輸具有抗干擾性能強、可靠性高、安全性好、受地理條件限制少、安裝靈活等優點，在許多領域有著廣泛的應用前景。低功耗、微型化是用戶對當前無線通信產品尤其是便攜產品的實際需求，短距離無線通信逐漸引起廣泛關注。常見的短距離無線通信有基于802.11的無線局域網WLAN、藍牙(blueTooth)、HomeRF及歐洲的HiperLAN(高性能無線局域網)，但其硬件設計、接口方式、通信協議及軟件堆棧復雜，需專門的開發系統，開發成本高、周期長，最終產品成本也高。因此這些技術在嵌入式系統中并未得到廣泛應用。普通RF產品不存在這些問題，且短距離無線數據傳輸技術成熟，功能簡單、攜帶方便，使其在嵌入式短程無線產品中得到了廣泛應用。

2 PTR2000引腳簡介及設計

2.1 PTR2000器件引腳功能

PTR2000是基于nRF401器件的無線數據傳輸模塊，采用低發射頻率、高靈敏度設計。該器件使用433 MHz頻段，是真正的單片UHF無線收發一體器件，其工作模式包括工作頻道的設置和發送、接收、待機狀態，由TXEN、CS、PWM 3個引腳共同決定，其工作模式設置如表1所示。

2.2 PrR2000模塊設計

該器件外圍的主要電路有以下兩個：

(1)與單片機的連接電路單片機AT89C52的RXD和TXD引腳與PTR2000模塊的DO和DI引腳直接相連。PTR2000的模式控制引腳與單片機的控制引腳相連。

(2)與PC機的連接電路采用MAX202器件對PTR2000模塊和計算機串口進行RS-232和TTL電平轉換，將PTR2000與MAX202的輸入和輸出信號連接，轉換后的信號與計算機的串口連接。

3 硬件設計

在無法使用有線傳輸的場合，采用無線數據傳輸模塊和單片機相結合進行數據傳輸是較合理的方案。PTR2000利用串口進行數據傳輸，而單片機和PC機均帶有串口，因此，可利用PTR2000作為單片機和PC機之間數據傳輸的無線接口，其硬件結構框圖如圖1所示。

該采集系統主要以AT89C52單片機為控制處理核心。由它完成對數據的采集處理以及控制數據的無線傳輸。AT89C52單片機具有快速8051內核、8 KB Flash E2PROM、256字節RAM。為實現無線數據傳輸，采用無限收發一體數據傳送MODEM模塊PTR2000器件，該器件內部集成高頻接收、PLL合成、PSK調制/解調、參量放大、功率放大、頻道切換等功能，完全符合無線數據通信的硬件要求。為降低成本，在最小硬件設計的基礎上，利用C51高級C語言編程，系統的功能盡可能用軟件程序實現。

3.1 單片機的時鐘電路和復位電路設計

單片機時鐘電路設計中，選擇晶振頻率11.059 2 MHz，約定PC機和單片機的通信速率為9 600 b/s，并選擇相應電容與單片機的時鐘引腳相連構成時鐘回路。在復位電路設計中，采用復位引腳和相應的電容、電阻構成復位電路。單片機與PTR2000接口原理電路如圖2所示。