武汉理工大学《学科基础课群综合训练》报告

Abstract

With the continuous improvement of information capacity of communication system, radio frequency technology plays an important role in wireless communication. Wireless rf technology using non-contact two-way communication in the form of radio frequency (rf) can automatically identify the target object and obtain the relevant data, has high precision, strong ability to adapt, strong anti-interference, quick operation and many other advantages. The main content of this paper is the application technology of single chip microcomputer and wireless transceiver technology as the theoretical basis to realize the wireless transmission and status display of data.

First of all, this paper introduces the relevant theoretical knowledge of STC89C52 single chip microcomputer and wireless transceiver chip CC1101. Secondly, this paper introduces how to construct train of thought and plan analysis. This paper introduces the design scheme of the system and the device selection and hardware circuit design of each module, the software design flow chart of the MCU part and the software programming key points of the wireless communication module CC1101. The design and implementation of the 33m wireless communication system based on SCM is completed. The advantage of the 433MHz frequency band is that there is no need to apply for the band license, and the whole antenna is used as the transmitting and receiving antenna, and there is no dead zone in the laboratory environment.

Key words: STC89C52 CC1101 433M wireless communication.

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1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。 单片射频 微控制器 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 图1.1 无线传输系统结构图

1.2芯片简介

1.2.1单片机STC89C52

STC89C52是一种低功耗、高性能的CMOS 8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Flash ROM，512字节RAM， 32 位I/O 口线，看门狗定时器，内置4KB EEPROM，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 停止工作，允许RAM、定时器/计数器、串口、中断继续工作。掉电保护方式下，RAM内容被保存，振荡器被冻结，单片机一切工作停止，直到下一个中断或硬件复位为止。最高运作频率35MHz，6T/12T可选。

1.参数说明：

（1）增强型8051单片机，6时钟/机器周期和12时钟/机器周期可以任意 选择，指

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令代码完全兼容传统8051；

（2）工作电压：5.5V～3.3V（5V 单片机）/3.8V～2.0V（3V 单片机）；

（3）工作频率范围：0～40MHz，相当于普通8051 的0～80MHz，实际工作 频率可达48MHz；

（4）用户应用程序空间为8K 字节； （5）片上集成512 字节RAM；

（6）通用I/O 口（32个），复位后为：P0/P1/P2/P3 是准双向口/弱上拉， P0 口是漏极开路输出，作为总线扩展用时，不用加上拉电阻，作为 I/O 口用时，需加上拉电阻；

（7）ISP（在系统可编程）/IAP（在应用可编程），无需专用编程器，无需专用仿真器，可通过串口（RXD/P3.0,TXD/P3.1）直接下载用户程序，数秒即可完成一片；

（8）具有EEPROM 功能； （9）具有看门狗功能；

（10）共3个16位定时器/计数器。即定时器T0、T1、T2；

（11）外部中断4 路，下降沿中断或低电平触发电路，Power Down 模式可由外部中断低电平触发中断方式唤醒；

（12）通用异步串行口（UART），还可用定时器软件实现多个UART； （13）工作温度范围：-40～+85℃（工业级）/0～75℃（商业级）； （14）PDIP 封装； 2.引脚说明 （1）电源引脚 VCC:+5V 电源 VSS:接地端 （2）外接晶体引脚 XTAL1:外接晶振输入端 XTAL2:外接晶振输入端 （3）输入输出引脚

P0.0～P0.7:不作为地址/数据线使用时，可作为准双向I/O口使用。但必须外接上拉电阻。

P1.0～P1.7:带内上拉电阻的8位准双向通用I/O 口。

P2.0～P2.7:带内上拉电阻的8位准双向通用I/O 口。访 问片外存储器时，P2 口用作高8位地址线。

P3.0～P3.7:8位准双向I/O接口，每个引脚还具有第二功能 （4）控制线

RST是复位端,当RST端出现持续两个机器周期以上的高电平时，即可实现复位操

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作。

本实验基于STC89C52的单片机最小系统如图1.2所示

图1.2 单片机最小系统电路结构图

1.2.2 无线通信CC1101芯片

CC1101是TI（德州仪器）推出的一款低功耗433/868/915M频段的无线传输射频芯片，集2-FSK、GFSK、MSK调制方式于一体，提供扩展硬件支持的信息包处理、数据缓冲、群发信息、空闲信道评估、连接质量指示(RSSI)和无线唤醒,其具有多种优势特性，使得此芯片得到广泛应用。CC1101芯片具有以下基本特征：

（1）支持 2-FSK、4-FSK、GFSK、MSK以及 OOK等等灵活的 ASK 波形整形的实现的方式；

（2）工作频段：300～348 MHz、387～464 MHz 和 779～928 MHz； （3）高灵敏度（1.2 kBaud、433 MHz、1% 误包率条件下为 –112 dBm）； （4）低电流消耗（1.2 kBaud、433 MHz 下 RX 中为 15 mA）； （5）所有支持频率下高达 +12dBm 的可编程输出功率； （6）0.6～500kBaud 的可编程数据速率；

（7）高效的 SPI 接口；利用一次“突发”数据传输便可对所有寄存器进行编程，编程很简洁；

（8）64字节发送/接收FIFO，从而用户可以设计出高效编程缓冲，以达到最快传输

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