基于单片机的无线通信系统的设计

二零一四—二零一五学年＿二＿学期
山东科技大学电工电子实验教学中心
创新性实验研究报告
实验项目名称＿基于单片机的无线通信系统的设计
组长姓名联系电话成员姓名成员姓名成员姓名成员姓名专业卢兴
李洪川
陈卓
靳伟娜
张硕
通信工程
学号
E-mail
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班级2011-1
指导教师及职称王凤瑛（教授）2014 年 4 月26 日
山东科技大学电工电子实验教学中心
一、实验摘要
创新性实验研究报告
二、实验目的
三、实验场地及仪器、设备和材料：
四、实验内容
通过对 51 单片机汇编指令、STC89C52RC 单片机片上各功能模块的学习 和应用训练，进一步熟悉 51 单片机汇编程序设计。

掌握无线发射与接收模 块的相关知识，了解无线通信的基本原理，学习创新性实验报告的撰写方 法。

1、基于 STC89C52RC 单片机，利用无线发射模块与无线接收模块实现两 台计算机间的无线通信。

2.两台计算机之间要求一台计算机发送数据，另一台计算机实现无差错接收 。

3.利用 led 灯来显示传输的数据。

实验场地：院实验室 218。

实验仪器、设备和材料：pc 机两台，无线接收与无线发射模块各一个，最 小系统板与开发板各一个，导线若干，电烙铁，锡丝，锡枪等。

1、实验原理：
（1）根据实验要求与指标，本系统选用一个 MCS-51 系列单片机为主控 机，通过连接发射模块实现与另一个连接有接收模块的 MCS-51 单片机的 数据传输，实现无差错的无线数据通信。

我们选择按顺序循环发送二进制 数据 0 到 255。

（2）通过 led 灯显示传输的数据并判断数据的正确与否。

系统模块图：
5.P0口带10K上拉电阻(STC单片机P0口必须接上拉电阻才能正常工作！)
6.带电源开关，方便做实验
7.外接直流电源插座(规格为5.5*2.1mm)
8.带1路电源指示灯
9.带电容滤波电路
10.引出3路外扩电源，方便外接模块取电
MCS-52单片机引脚图
（二）无线发射与接收模块的电路设计
发射模块：
1、技术参数
工作电压：3-12V
工作频率：315、433.92MHz（其它频率可定制）
待机电流：0mA
工作电流：20-28mA
传输距离：>500m（开阔地接收板灵敏度在-103dBm以上距离）
输出功率：16dBm(40mW)
传输速率：<10Kbps
调制方式：OOK（调幅）
工作温度：-10℃~+70℃
尺寸：19×19×8mm
2、产品特点：
声表稳频、性能稳定；工作电压范围宽；
3、脚位（从左到右）及使用说明：
脚位名称功能说明
1ATAD数据输入脚
2VCC电源正极
3、4DATA数据输出
5GND电源负极
接收模块一共有四个外部接口，上面有英文表示。

“VCC”表示接电源正极，“DATA”表示输出，“GND”表示接电源负极。

使用前要接上50欧姆1/4 波长的天线，并且天线应该是直的，以达到最佳的接收效果，波长=光速/频率。

注意：
VCC电压要与模块工作电压一致，且要做好电源滤波；
天线对模块的接收效果影响很大，最好接1/4波长的天线，一般采用50欧姆单芯导线，天线的长度315M的约为23cm，433M的约为17cm；天线位置对模块接收效果亦有影响，安装时，天线尽可能伸直，远离屏蔽体，高压，及干扰源的地方；使用时接收频率、解码方式及振荡电阻应与发射匹配。

实验步骤：
1.发送程序框图：
2.接收程序框图：
化
发送中断 T0 程序框图：
接收串口中断：
r1=0？ ？ 开始
数据初始 发送 a
结束 开始
数据初始化
接收 a
结束
装初值
A 加一
返回 N
A 送 P0 口
RI 置 0
返回
五、实验结果与分析
1、实验现象、数据记录
试验中，先打开发送端使发送端开始发送数据（数据是八位二进制），然后打开接收端接收发送的数据，然后控制八位指示灯的亮灭用来判断接
收数据是否正确。

指示灯开始都是熄灭的，过一段时间第一个点亮，再过一段时间第二个点亮。

亮灭的指示灯正好是按二进制的0 到255的顺序循
环点亮。

此现象与发送程序发送的数据一致。

现象截取了接收55h和aah
的实物图（见附件）。

2、对实验现象、数据及观察结果的分析与讨论：
该实验达到了实验的基本要求，但是需要改进和提高的还有很多。

我们的实验通过简单的编程实现了两台计算机间的无线通信，但是我们的数据传输过于简单，需要改进的地方还有很多，也可以加入很多扩展的功能，
如蓝牙模块等。

对此，我们课下会继续需努力，争取做出更有技术含量的无线通信模块。

3、关键点：
实验过程中由于对单片机无线通信的了解的不彻底，想法太简单遇到了很多的阻碍。

由于一开始并没有接触过发射模块和接收模块，对他们的了解很少，导致一开始做得时候不知道从哪里下手，通过理解发射和接收模块的工作原理，我们一起讨论研究以后，使得我们的实验得以继续做下去。

该程序的逻辑性很强，每个细节都要考虑到，比如发送数据的时候不能一个数据只发送一次，这样发生的误码率太高，接收太困难，我们采用无限次发送寄存器a中的数据，用定时中断改变a中的数据值的方式解决误码
率问题。

再比如两个单片机所用的晶振必须一致，波特率必须一致等等。

调试程序需要一遍遍测试显示结果，直到得出最终正确的答案。

六、实验结论
创新实验是培养学生综合运用所学知识,发现,提出,分析和解决实际问题,锻炼实践能力的重要环节,是对学生实际工作能力的具体训练和考察过程.随着科学技术发展的日新日异，单片机已经成为当今计算机应用中空前活跃的领域，在生活中可以说得是无处不在。

因此作为二十一世纪的大学来说掌握单片机的开发技术是十分重要的。

回顾起此次创新实验，我仍感慨颇多，的确，从选题到定稿，从理论到实践，可以说得是苦多于甜，但是可以学到很多很多的的东西。

通过这次课创新实验程设计使我懂得了理论与实际相结合是很重要的，只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结论，才能真正为社会服务，从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。

通过这次创新实验使我得到了一次用专业知识、专业技能分析和解决问题全面系统的锻炼。

使我们在单片机的基本原理、单片机应用系统开发过程，以及在常用编程设计思路技
巧（特别是汇编语言）的掌握方面都能向前迈了一大步，为日后成为合格
的应用型人才打下良好的基础。

七、指导老师评语及得分：
签名：年月日
附件：源程序等。

发送程序清单：
org 0000h
ljmp main
org 000bh
ljmp t0_int
org 0100h
main: mov tmod,#21h;T0方式1T1方式2自动重装
mov tl0,#0h ;装初值
mov th0,#0h
mov tl1,#0f4h ;装初值
mov th1,#0f4h
setb ea ;开T0 中断
setb et0
setb tr0 ;开始计数
setb tr1
mov r1,#0fh ;用于延时计数
mov a,#0
mov scon,#40h ;方式1
amain:mov sbuf,a ;开始发送
jnb ti,$ ;判断发送是否结束
clr ti
ljmp amain
t0_int:mov tl0,#0h ;装初值
mov th0,#0h
djnz r1,next ;T0 计数r1次
inc a ;a数值加一
mmmm1,#0fh
nnnn: reti
end
接收程序清单：
org 0000h
ljmp main
org 0023h
ljmp bis
org 0100h
main: mov tmod,#20h;设置T1计数方式波特率mov tl1,#0f4h ;波特率设置为2.4kb/s
mov th1,#0f4h
setb tr1 ;启动T1
mov scon,#50h ;方式1允许接受
mov ie,#90h ;开串口中断
sjmp $
bis: jnb ri,bis ;等待接收完成
clr ri ;清除接受标志位
mov a,sbuf
mov p0,a ;送p0 口显示
reti
end
发射模块实物图：
接收模块实物图：
接收数据后的现象图：接收到55h后的现象图：
接收到aah后的现象图：。