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波特率；

（9）快速的锁定频率合成器以及 90 μS的建立时间使其适合于许多跳频系统； （10）提供同步字检测、地址校验、灵活的数据包长度和自动 CRC 处理的片上支持； （11）地址及CRC 检验功能及点对多点通信地址控制；

（12）数字 RSSI 输出，这是许多射频芯片无法输出的重要参数； （13）可编程信道滤波器带宽； （14）可编程载波监听 (CS) 指示器；

（15）可编程前导质量指示器 (PQI)，用于随机噪声伪同步字检测增强保护； （16）支持在信号发送之前自动空闲信道评估 (CCA)（用于载波监听系统） （17）支持每个数据包的链路质量指示 (LQI)； （18）可选数据自动白化和去白 (de-whitening)； （19）标准2.54 DIP 间距接口，便于嵌入式应用；

（20）125 个可选工作频道，满足多点通信和跳频通信需要； （21）1.8V～3.6V的宽工作电压；

本实验中所用的CC1101芯片模块的电路结构如图1.3所示

图1.3 CC1101芯片模块的电路结构图

2方案论证与设计

经过仔细地分析与论证，我认为此次的基于单片机的488M无线通信系统可分为无线通信模块CC1101、单片机STC89C52最小系统、STC-ISP系统编程下载三部分组成。

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2.1无线通信模块选择

方案一：nRF905芯片

nRF905单片无线收发器是挪威Nordic公司推出的单片射频发射器芯片，工作电压为1.9-3.6V，32引脚QFN封装（5mm×5mm），工作于433/868/915MHz3个ISM频道（可以免费使用）。最大发射功率+10dBm，GFSK调制模式，仅支持50kbps通讯速率，最大数据包长度32-Byte，内置CRC。校验测试nRF905时选用444.0MHz的工作频率，设置发射功率为+10dBm（10mW），开启CRC校验，设置数据包长度为32-Byte。nRF905通讯距离的测试结果与nRF2401A和nRF24L01+相似，距离500米通讯稳定（丢包率不足1%）。到700米时出现严重的丢包。同时，nRF905所采用的433MHz胶棒天线具有较强的方向性，在接近极限距离时尤为明显。如想在远距离通讯中获得更好的稳定性，建议换用高增益的定向天线。

方案二：CC1101芯片

德州仪器(TI)射频芯片CC1101，相较于nRF系列的无线数传芯片，CC1101提供了更加丰富的功能。支持ASK、OOK、GFSK、2-FSK、4-FSK和MSK调制模式，支持通讯速率0.6kbps～500kbps，最高发射功率+10dBm。64-Byte的数据缓冲区，支持数据白化、支持前向交错及曼彻斯特编码。它们会增加数据在传输时的可靠性和出现错误编码时的纠错功能。但开启这两个功能的同时也会使通讯速率增加一倍，这也在一定程度上降低了接收灵敏度（速率越高接收灵敏度越低）。

综上所述，考虑到芯片性价比和系统功能实现难易程度，本设计选用方案二中TI的射频芯片CC1101作为无线通信系统的数据传输模块。

2.2 单片机最小系统选择

方案一： STM32系列基于专为要求高性能、低成本、低功耗的嵌入式应用专门设计的ARM Cortex-M3内核。按性能分成两个不同的系列：STM32F103“增强型”系列和STM32F101“基本型”系列。增强型系列时钟频率达到72MHz，是同类产品中性能最高的产品；基本型时钟频率为36MHz，以16位产品的价格得到比16位产品大幅提升的性能，是16位产品用户的最佳选择。

方案二：STC89C52是一种低功耗、高性能CMOS8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、有效的解决方案。

经比较，考虑到在课程学习的进度和深度方面，方案二STC89C52的使用可以巩固课内知识的同时也提高可课外动手实践能力，可以在基本不增加硬件复杂性的情况下，大大降低了软件的复杂性，且硬件调节较软件调节具有更高的可操作性，故选择方案二。

2.3整体方案设计

本系统使用无线传输模块CC1101作为数据通信节点，STC89C52单片机作为微控制器

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核心，将程序下载到2个单片机中，然后按KEY后发送信息，发送信息完毕后，发送方单片机控制LED闪烁，如果接收方接受到发送方数据，且经验证接收数据信息的正确性和无丢包后，控制接收端LED闪烁。而且两个STC89C52均可做为发送端和接收端，一个做为发送，对应另一端即为接收，实现及时双向通信。

系统结构框图如图2.1所示

KEY键盘输入LED指示灯STC89C52最小系统STC89C52最小系统LED指示灯无线模块CC1101无线模块CC1101

图2.1 433M无线通信系统结构框图

3 硬件电路设计

3.1 STC89C52单片机最小系统

对51系列单片机来说，最小系统一般应该包括：单片机、晶振电路、复位电路。在制作51单片机最小系统时需注意以下几点：

（1）复位电路的极性电容C1的大小直接影响单片机的复位时间，一般采用10～30uF，51单片机最小系统容值越大需要的复位时间越短；

（2）晶振Y1也可以采用6MHz或者11.0592MHz，在正常工作的情况下可以采用更高频率的晶振，51单片机最小系统晶振的振荡频率直接影响单片机的处理速度，频率越大，处理速度越快；

（3）起振电容C2、C3一般采用15～33pF，并且电容距离晶振越近越好，晶振距离单片机越近越好；

（4）P0口为开漏输出，作为输出口时需加上拉电阻，阻值一般为10k； STC89C52单片机最小系统的电路设计图如图3.1所示。

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图3.1 STC89C52单片机最小系统电路设计图

3.2 无线通信模块CC1101

射频模块布线是整个系统PCB板设计中的核心。外围器件最好选用体积小的贴片元件，滤波电容尽可能接近器件引脚布置，这样滤波效果会更好。尽可能将数字电路远离射频电路因为数字电路存在陡峭的上升下降沿，所以MCU是射频电路的巨大噪声源，也可以考虑使用金属屏蔽罩，虽然该办法存在很多缺点，但仍然非常有效，而且在很多时候是隔离关键电路的唯一办法。虽然CC1101的使用手册给出了外围器件的详细参数，但实际应用中，很多时候阻抗匹配仍然需要重新测量计算，也要调整相应器件的参数。比如接地电容，由于板存在分布电容，实际使用的电容要比推荐的略小一些。整个PCB板最好采用统一接地方式。虽然数字地会干扰射频地和模拟地，但是若分开成3部分，最终总是有些高速信号线要穿过这些分开的接地点。

在CC1101无线通信模块的设计过程中要注意以下问题：

（1）VCC(5V)脚接电压范围为 4.5V到5.5V之间，推荐电压5V，不能在这个电压区间之外。

（2）VCC(3.3V)脚接电压范围为 1.8V-3.5V之间，不能在这个区间之外，超过3.6V将会烧毁模块。这里使用LM1117-3.3V芯片转换得到。

（3）硬件上面没有SPI的单片机也可以控制本模块，用普通单片机IO口模拟SPI不需要单片机SPI模块介入，只需添加代码模拟SPI时序即可。

（4）17脚、18脚为接地脚, 需要和母板的逻辑地连接起来。 CC1101模块的电路设计图如图3.2所示。

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