單片機(jī)在無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸中的應(yīng)用

劉偉

摘? 要：無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸工作開展過(guò)程中，單片機(jī)發(fā)揮著非常重要的作用，不僅能夠?qū)崟r(shí)采集數(shù)據(jù)信息，還能應(yīng)用無(wú)線手段將采集到的數(shù)據(jù)信息發(fā)送至主控站設(shè)備，具有較為優(yōu)越的抗干擾能力，提升信息數(shù)據(jù)傳遞的準(zhǔn)確性。本文就單片機(jī)在無(wú)線數(shù)據(jù)闡述中的應(yīng)用進(jìn)行研究，以期能夠提高數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶?shí)時(shí)性。

關(guān)鍵詞：?jiǎn)纹瑱C(jī);無(wú)線數(shù)據(jù);傳輸

常見的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的工作方法一般是利用傳感器對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的信號(hào)進(jìn)行捕捉再轉(zhuǎn)化為電信號(hào)的形式，然后再通過(guò)數(shù)轉(zhuǎn)換器ADC進(jìn)行采樣。這些信號(hào)經(jīng)過(guò)采樣后還要經(jīng)過(guò)量化和編碼最終以數(shù)字信號(hào)的形式被存入到數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器中，當(dāng)然也可能會(huì)被送入微處理器進(jìn)行處理或者是將數(shù)據(jù)信號(hào)交給授收端進(jìn)行處理，以上就是無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行傳輸?shù)倪^(guò)程。而在整個(gè)的無(wú)線傳輸系統(tǒng)中單片機(jī)無(wú)疑起到了非常重要的作用，不僅能夠?qū)崿F(xiàn)無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性傳輸，還能夠抵抗因?yàn)楦鞣N因素對(duì)傳輸帶來(lái)的干擾，提高了傳輸數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。本文以AT89C51單片機(jī)為例，詳細(xì)地對(duì)單片機(jī)在無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸中的應(yīng)用進(jìn)行闡述。

1 單片機(jī)常見類型

1.1 折疊總線型/非總線型

對(duì)折疊總線型和非總線型進(jìn)行區(qū)分的主要依據(jù)為該單片機(jī)是否可以對(duì)并行總線加以提供。其中總線型的單片機(jī)的設(shè)置信息有并行地質(zhì)總線、數(shù)據(jù)總線、控制總線，而引腳的作用則是對(duì)并行的外圍器件進(jìn)行擴(kuò)展。尤其是現(xiàn)在有很多的單片機(jī)完全可以實(shí)現(xiàn)將所需要的外圍器件和在外面所設(shè)置的接口進(jìn)行集合，使得所有的外圍器都能集成在一片區(qū)域內(nèi)，而在這樣的情況下并不需要對(duì)總線進(jìn)行擴(kuò)展，優(yōu)點(diǎn)在于可以減少封裝成本減小芯片的體積，總體來(lái)說(shuō)，具有以上功能的單機(jī)片都被稱之為非總線型單片機(jī)。

1.2 折疊控制型/家電型

這是按照單片機(jī)大致應(yīng)用的領(lǐng)域進(jìn)行區(qū)分的。一般而言，工控型尋址范圍大，運(yùn)算能力強(qiáng);用于家電的單片機(jī)多為專用型，通常是小封裝、低價(jià)格，外圍器件和外設(shè)接口集成度高。顯然，上述分類并不是唯一的和嚴(yán)格的。例如，80C51類單片機(jī)既是通用型又是總線型，還可以作工控用。

2 單片機(jī)在無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸中的應(yīng)用

2.1 系統(tǒng)的組成

系統(tǒng)組成如圖1、圖2所示。

首先是對(duì)無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)的組成進(jìn)行介紹，該系統(tǒng)組成部分主要是分為測(cè)量站和主控站。二者在系統(tǒng)中的任務(wù)不同，其中測(cè)量站主要是為了完成對(duì)現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)的采集和存儲(chǔ)再將數(shù)據(jù)進(jìn)行發(fā)送。而主控站的任務(wù)較多，不僅要對(duì)指令進(jìn)行遙控，還要對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的數(shù)據(jù)進(jìn)行收集以及對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和管理。而單機(jī)片在無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸中如何進(jìn)行應(yīng)用下文會(huì)以T89C51為例進(jìn)行詳細(xì)的闡述。

2.2 AT89C51與數(shù)字電臺(tái)的串行通信

AT89C51單片機(jī)的發(fā)明者是Atmel公司，該單片機(jī)的特點(diǎn)在于低消耗和高性能并且具有較高的容量，是一個(gè)含有4KB Flash ROM的8位CMOS單片機(jī)。該單片機(jī)在進(jìn)行工作時(shí)對(duì)電壓的要求一般在2.7～6v，包括了8位的數(shù)據(jù)總線。另外，該單片機(jī)的通信接口可以串行，因此可以很好地實(shí)現(xiàn)串行發(fā)送和接收的功能。利用串行數(shù)據(jù)的接收端和發(fā)送端來(lái)實(shí)現(xiàn)和外界的通信。

2.3 通信協(xié)議與波特率

數(shù)字電臺(tái)與單片機(jī)、終端主控機(jī)的通信協(xié)議通信接口一標(biāo)準(zhǔn)申行RS232接口，9線制半雙工方式：通信幀格式一1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。

進(jìn)行通信時(shí)將波特率定位1200baud，以GM系列車載電臺(tái)作為通信電臺(tái)，在進(jìn)行通信時(shí)調(diào)至VHF/UHF頻段，可以選擇利用無(wú)線進(jìn)行通信，也可以利用話音的方式進(jìn)行通信，選擇的是二進(jìn)制移頻鍵控對(duì)解調(diào)的方式進(jìn)行調(diào)制，以上的選擇均符合CCITT.23標(biāo)準(zhǔn)。當(dāng)數(shù)據(jù)率低于1200b/s時(shí)方可進(jìn)行話帶內(nèi)的數(shù)字傳輸工作。另外，在進(jìn)行數(shù)字傳輸時(shí)應(yīng)當(dāng)確保電臺(tái)處于220～240MHz頻率之間。

2.4 AT89C51串行口工作方式

AT89C51串行口可設(shè)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申行口工作于方式3，即每幀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(shè)置第9位數(shù)據(jù)（TB8）作奇偶校驗(yàn)位，將要發(fā)送的數(shù)據(jù)寫入SBUF.啟動(dòng)發(fā)送過(guò)程。申行口能自動(dòng)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TI=1.系統(tǒng)采用異步申行通信方式傳輸測(cè)量數(shù)據(jù)。利用單片機(jī)串口與數(shù)字電臺(tái)RS232數(shù)據(jù)口相連。電臺(tái)常態(tài)為收狀態(tài)（PPT=0，收狀態(tài);PPT=1，發(fā)狀態(tài)），單片機(jī)P3.5腳輸出高電平。單片機(jī)使用TTL電平，電臺(tái)使用RS232電平，由MAX232完成TTL電平與RS232電平之間的轉(zhuǎn)換。3片光電耦合器6N137實(shí)現(xiàn)單片機(jī)與電臺(tái)之間的電源隔離，增強(qiáng)系統(tǒng)的抗干擾性能。

單片機(jī)通過(guò)帶控制端的三態(tài)緩沖門74HC125.非門74HC14控制電臺(tái)的收發(fā)轉(zhuǎn)換，以及指令的接收和數(shù)據(jù)的發(fā)送。接收時(shí)，P3.5=1.c，=1.74HC125B截止;P3.5經(jīng)74HC14反相、光電隔離，使電臺(tái)PPT腳為低電平，將其置為接收狀態(tài);同時(shí)c，=0，74HC125A導(dǎo)通，接收的指令由電臺(tái)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(jī)RXD腳。發(fā)射時(shí)，P3.5=0，經(jīng)74HC14反相、光電隔離，使電臺(tái)PPT腳為高電平，將其置為發(fā)射狀態(tài);同時(shí)c=1.74HC125A截止，c，=0，74HC125B導(dǎo)通，數(shù)據(jù)由單片機(jī)TXD腳輸出，經(jīng)74HC125B緩沖門、光電隔離、MAX232電平變換，通過(guò)電臺(tái)TXD端口將數(shù)據(jù)發(fā)送出去。

3 結(jié)束語(yǔ)

無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間對(duì)單片機(jī)的使用后，通過(guò)運(yùn)行的結(jié)果可以表明該數(shù)據(jù)運(yùn)輸系統(tǒng)具有一定的穩(wěn)定性和可靠性。在對(duì)該系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)采用了較為完善的軟硬件設(shè)計(jì)和抗干擾措施，因此該系統(tǒng)的工作質(zhì)量和安全性都得到了一定的保障。該系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)將現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)傳送到主控站，因此對(duì)數(shù)據(jù)的處理具有較高的實(shí)時(shí)性?？偠灾?，由于單片機(jī)和數(shù)字電臺(tái)接口的軟硬設(shè)計(jì)都具有較強(qiáng)的實(shí)用性，因此可以得出單片機(jī)能夠在無(wú)線數(shù)據(jù)設(shè)備中得到廣泛的應(yīng)用的結(jié)論。

參考文獻(xiàn)

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