基于ARM的无线数据传输系统设计

随 着 ２ 世 纪 社 会 经 济 的 迅 速 发 展 ，人 们 对 能 够 随 时 随 １ 地 提 供 信 息 服 务 的 移 动 计 算 与 宽 带 无 线 通 信 的 需 求 越 来 越 迫 切 。 在 工 业 生 产 中 ， 常 需 要 采 集 大 量 的 现 场 数 据 ． 温 常 如 度 、 量 、 压 等 ， 将 这 些 数 据 传 输 到 主 机 进 行 处 理 ， 主 重 气 并 由 机 根 据 处 理 的 结 果 ， 控 制 信 号 传 输 给 现 场 执 行 模 块 进 行 各 将 种 操 作 。 可 以 看 出 数 据 不 管 是 从 采 集 设 备 到 处 理 终 端 ， 是 还 从 监 测 控 制 指 令 从 处 理 终 端 到 采 集 设 备 。 需 经 过 传 输 过 程 均 这 一 重 要 环 节 。但 当 有 线 网 络 不 通 畅 或 由于 现 场 环 境 因 素 的 限 制 不 便 架 设 线 路 的情 况 下 。 用 无 线 通 信 技 术 进 行 数 据 采 使 集 、 输 显得 更 加 实 用 、 传 高效 、 捷 。 快
由于 ｎ Ｆ ０ Ｒ ９ ５芯 片 的 各 种 优 越 性 ， 系统 具 有 较 强 的 抗 干 扰 能 力 ， 有 较 高 的 实用 价 值 该 具
关 键 词 ：Ｌ Ｃ１ ６ Ｃ ｄｅ — ； 线 数 据 传 输 ； ＲＦ ０ Ｐ ７ ６； ｏ ｘ Ｍ３ 无 ｎ ９５
中图分类号 ： Ｎ ２． Ｔ ９ ９５
放 人 发 送 存 储 区 中 ；然 后 Ｌ Ｃ１６ Ｐ ７ ６将 Ｔ Ｘ Ｃ Ｒ ＿ Ｅ和 Ｔ ＿ Ｎ置 ＸＥ 高 ， ｎ Ｆ０ 使 Ｒ ９ ５开 始 传 输 ，Ｒ ９ ５启 动射 频 部 分 电 路 ， 成 数 ｎＦ０ 完
２ 无 线 数 据 传 输 系统 硬 件 设 计
无 线 数 据 传 输 系 统 硬 件 以 Ｌ Ｃ ７ ６微 控 制 器 及 其 外 围 Ｐ １６ 部 件 为 基 础 ， 过 串 口收 发 数 据并 控 制 无 线 传 输 模 块 。 终 通 最 达到系统要求 。
ｎＦ０ Ｒ ９ ５是 Ｎ ｒｉ ＶＬ Ｉ 司 推 出 的 单 片 射 频 收 发 器 。 ｏ ｃ Ｓ公 ｄ 工 作 电 压 为 １ ～ ． Ｖ，工 作 于 ４ ３ＭＨｚ８ ８ＭＨ 、 １ ｚ３ ． ３６ ９ ３ 、６ ｚ ９５ ＭＨ 个 ＩＭ 频 段 ， 频 道 转 换 时 间 小 于 ６ ０ ｓ Ｓ ５ ，最 大 数 据 速 率 为 １０ｋ ｉｓ ｎ Ｆ ０ ０ ｂ ／。 Ｒ ９ ５可 以 自动 完 成 处 理 字 头 和 Ｃ Ｃ 循 环 冗 余 ｔ Ｒ （
１ 无 线 数 据 传 输 系 统 工 作 原 理
如 图 １ 示 ， 个 系 统 首 先 用 传 感 器 将 现 场 信 号 转 换 为 所 整 电 信 号 ， 过 模 ／ 转 换 器 Ａ Ｃ采 样 、 化 、 码 后 转 换 成 数 经 数 Ｄ 量 编 字信 号 ， 到微 控 制 器 进 行 初 步处 理 ． 后 利 用 ｎ Ｆ ０ 送 然 Ｒ ９ ５无 线 数 据 传 输 芯 片 通 过 无 线 方 式 将 有 效 数 据 发 送 给 接 收 端 ， 收 接 端 在 接 收 到 有 效 数 据 后 通 过 串行 口将 数 据 送 到 输 出 设 备 并 且 对 有 效 数 据 的进 一 步 的处 理 。
Ａｂ ｔ ａ ｔ Ｉ ｔｏ ｕ ｅ ｒ ｌ ｓ ｉ ｒ ｕ ｅ ａ ａｔａ ｓ ｓｉ ｎ ｓ ｓｅ ｂ ｓ ｄ ｏ ｓｒ ｃ ： ｎ ｒ ｄ ｃ ｓａｗｉ ｅ ｓｄ ｓ ｉ ｔ ｄ ｄ ｔ ｒｎ ｍｉｓｏ ｙ ｔ ｍ ａ ｅ ｎ ＡＲＭ ｃ ｐ ｃ ｓ ｏ ．ｈ ａ ｄ ｒ ｓＬ Ｃ１ ６ ｅ ｔｂ ｍｉ ｒ ｒ ｅ ｓ ｒ ｅｈ ｒ ｗａ ｅｉ Ｐ ７ ６ ｏ ｏ Ｔ
包 被 接 收 时 ， Ｃ Ｃ 检 测 【 确 ， Ｒ ９ ５打 开 数 据 包 ， 掉 即 Ｒ 】 正 ｎ Ｆ０ 去
引 脚 ，０多 个输 入输 出 端 口 ， 他 端 口用 来 与 电 源 、 及 电阻 ７ 其 地 等 相 连 ； 有 看 门 狗 时 钟 、 时 时 钟 、Ｏ位 ８信 道 的 数 模 转 还 实 １ 换 等 。 其 中 Ｌ Ｃ ７ ６与 ｎ Ｆ ０ Ｐ １６ Ｒ ９ ５通 过 ＳＰ协 议进 行 通 讯 。 Ｉ
摘 要 ：介 绍 一 种 基 于 Ａ Ｍ 微 控 制 器 来 实 现 无 线 分 布 式 的 数 据 传 输 系 统 。 网络 节 点 硬 件 主 要 使 用 Ｎ Ｐ 公 司 的 Ｒ Ｘ Ｌ Ｃ１ ６ Ｐ ７ ６作 为微 控 制 器 、 ０ｄｃ 司 的 ｎ Ｆ ０ Ｎ ｒｉ 公 Ｒ ９ ５作 为 射 频 芯 片 。 件 以 Ｃ语 言 和 ｆ 编语 言 编 制 ， 用 多层 次 结 构 设 计 。 软 ｒ － 采
ＤＯＮＧ — ｕ，ＸＩ Ｌｕ ｙ Ｘｕ ｙ Ａ — ｉ
（ ｏ ｅｅｏ ｎｏｍ ｔ ｎＥ ｇｎｅｉ ， ａ ｕ ｎＵ ＆ ｒ ｏ ｅｈ ｏｏｙ，ａ ｕｎ０ ０ ２ ， ｈｎ ） Ｃ ／ｇ ｆｒ ａｉ ｎ ｉ ｒ ｇ Ｔ ｉ ａ ｎ ｅｓ ｆＴｃ ｎｌ Ｔｉ ａ ３ ０ ４ Ｃ ｉ ／ ｆＩ ｏ ｅ ｎ ｙ ｇ ｙ ａ
稿 件 编 号 ： ０ １ ０ 源自文库 ２ １ １ １６
作 者 简 介 ： 旭 宇 （９ ４ ） 男 ， 西 五 台人 ， 士研 究 生 。研 究 方 向 ： 能仪 表 。 董 １８一 ， 山 硕 智
－
董旭 宇 ， 等
基 于 Ａ Ｍ 的无 线数据 传榆 系统 设计 Ｒ
过 Ｓ Ｉ 口对 ｎ Ｆ ０ Ｐ接 Ｒ ９ ５的 各 种 配 置 寄 存器 （ 通 讯 频 率 、 机 如 本
５ ２ ｋ字 节 的 闪 存 和 ６ １ ４ ｋ字 节 的 Ｓ Ａ ． 富 的 增 强 Ｉ Ｒ Ｍ） 丰 ／ Ｏ端
口和 联 接 到 两 条 Ａ Ｂ总 线 的外 设 。该 板 包 含 ８通 道 １ Ｐ ２位 的 Ａ Ｃ和 １ Ｄ Ｏ位 的 Ｄ Ｃ、 Ａ ４个 通 用 １ ６位 定 时 器 、 机 控 制 Ｐ 电 ＷＭ
收 稿 日期 ：０ １ １ — ６ ２ １－ ０ ２
１ ４－ ２
使 用 Ｓ Ｉ 口与 微 控 制 器 通 信 ， 配 置非 常 方 便 ，其 功 耗 非 常 Ｐ接 低 。 Ｒ ９ ５工 作 模 式 主 要 包 括 活 动 模 式 和 节 电 模 式 。 活 动 ｎ Ｆ０ 在 模式下 ， 据能低速从处理器进入 ， 后 高速发射出去 ； 时 ， 数 然 同
码 校 验 ） 工 作 ， 由 片 内 硬 件 自动 完 成 曼 彻 斯 特 编 码／ 码 ， 的 可 解
Ｕ＇１ ６ Ｃ ７ ６芯 片 使 用 高 性 能 的 Ａ Ｍ Ｃ ｒ ｘ — ２位 的 Ｒ ｏ ｅＴ Ｍ３３ ｔ Ｍ ＲＳ ＩＣ内 核 ， 作 频 率 为 １ ０Ｍ 。 它 内置 高 速 存 储 器 （ 达 工 ０ Ｈｚ 高
ＴＲＸ
＿
Ｃ Ｅ被 设 置 为 低 ； 输 完 成 时 ， 传 如果 Ｔ Ｘ Ｃ Ｒ ＿ Ｅ被 置 为 低 ，
ｎ Ｆ ０ 自动进 入待 机状 态 。 Ｒ ９５ 接 收过程如下 ： 通过 设置 Ｔ Ｘ Ｃ 先 Ｒ Ｅ和 Ｔ ＿ Ｎ 为 低 ， Ｘ Ｅ 选
择 接 收 状 态 ；经 ６ ０ ｓ ｎ Ｆ ０ ５ ， Ｒ ９ ５开 始 检 测 空 中 的 信 号 ； 当 ｎ Ｆ０ Ｒ ９ ５检 测 到 接 收 频 率 上 的 载 波 ， 波 检 测 （ Ｄ） 载 Ｃ 引脚 置 高 ； 当 收 到 有 效 地 址 时 ， 址 匹 配 （ Ｍ） 脚 置 高 ； 地 Ａ 引 当有 效 的 数 据
发送 数 据 时 可 以 自动 生 成 数 据 帧头 并 计 算 Ｃ Ｃ校 验 和 。接 收 Ｒ 数 据 时 具有 载 波 检 测 功 能 ， 对 接 收 的代 码 进 行 地 址 检 测 。 并 并 计 算 Ｃ Ｃ 以 保 证 数 据 的准 确 性 。 Ｒ
地址、 目标 地 址 、 据 长 度 等 ） 行 设 置 ， 将 要 发 送 的 数 据 数 进 并
耗 的特 点 。 丰 富 的 外 设 配 置 ， 得 Ｌ Ｃ ７ ０微 控 制 器 适 合 于 使 Ｐ １０ 多 种 应 用 领 域 ：电机 驱 动 和 应 用 、控 制 医疗 和 手 持 设 备 汽 车 电子 等 领 域 。
１２ ｎ Ｆ ０ ． Ｒ ９ ５无 线 数 据 传 输 模 块
ｐ ｄ ｃ ｄ ｂ ＸＰ ａ ｓｍｉｒ ｐ ｃ ｓ ｏ ｎ ｈ ｈ ｐ ｉ ｎ ９ ５ ｂ ｒ ｉ． ｅｓ ｆ ｒ ｓ ｔ ｃ ｕ ｅ ｙ ｍｕ ｉ ｙ ｒｄ ｓｇ ｅ ｏ ｒ ｕ ｅ ｙ Ｎ ｓｉ ｃ ｒ ｅ ｓ ｒａ ｄ ｔ ｅＲＦ ｃ ｉ ＲＦ ０ ｙ Ｎｏ ｃ Ｔ ｏｔ ｅｉ ｒ ｔ ｒ ｄ ｂ ｈ ｌ ｅ ｅ ｉｎ ｄ ｔ ｏ ｏ ｓ ｄ ｈ ｗａ ｓｕ ａ
１１ ＡＲＭ 微 控 制 器 ＬＰ ７ ６ ． Ｃ１ ６
ｉｔ ｆｃ 。Ｌ Ｃ ７ ６芯 片 工 作 于 － ０ ＋ ０ Ｃ 的温 度 范 围 ． ｎｅ ａｅ Ｐ １６ ｒ ４ ～ １ ５。 供
电 电压 为 ２０ ３ 。 的一 系列 省 电模 式 突 显 出 了 它 的 低 功 ．～ ． Ｖ 它 ６
第２ ０卷 第 ２期
Ｖ０ ．０ １２ Ｎｏ２ ．
电 子 设 计 工 程
Ｅｌ ｃ ｒ ｎ ｃ Ｄｅ ｉ ｎ Ｅｎ ｉ ｅ ｔｏ ｉ ｓｇ ｇ ｎ
２１ ０ ２年 １月
Ｆｂ ２ １ ｅ． ０ ２
基于 ＡＲ 的无线数据 传输 系统设计 Ｍ
董旭 宇 ． 夏路 易
（ 太原 理 工 大 学 信 息 工程 学 院 ，山 西 太原 ０ ０ ２ ） ３ ０ ４
ｂ ｎ ｓ ｍｂ ｙ Ｂｅ ａ ｓ ｌ ｓ ｒｓｏ ｖ ｎ ａ ｅ ＲＦ ０ ｈ ｐ ｈ ｙ ｔｍ ｓ ｒ ｅｏ ｔｒｕ ｔ ｎ ａ ｄ ｉ ｆ ｒ ａ ｔ ｉ ｔ ｎ ｙ Ｃ ａ ｄ Ａｓ ｅ ｌ． ｃ ｕ ｅａｌ ｏ ｔ ｆ ｄ ａ ｔ ｇ ｓｎ ９ ５ ｃ ｉ ，ｔ ｅｓ ｓ ａ ｅ ｉ ｅ ｆ ｎ ｅ ｒ ｐ ｉ ｎ ｓ ｅ ｔ ｉ ｚ ｉ ． ｆ ｉ ｏ ｏｇ ｕ ｌａ ｏ Ｋｅ ｒ ｓ Ｌ Ｃ１ ６ ｙ ｗｏ ｄ ： Ｐ ７ ６；Ｃ ｒｅ — ｏ ｘ Ｍ３； ｒ ｌ ｓ ａａ ｔａ ｓ ｓ ｉ ｎ；ｎ ９ ５ ｔ ｗｉ ｅ ｓ ｄ ｔ ｒ ｎ ｍｉｓｏ ｅ ＲＦ ０
图 １ 整 体 系 统 框 架
Ｆ ｇ Ｓ ￣ｅ ｆａ ｗｏ ｋ ｉ ．１ ｙ ｍ ｒ ｍｅ ｒ
接 口 以 及 多 个 标 准 和先 进 的通 信 接 口 ：多 达 ３个 Ｉ Ｓ Ｉ２ ２ Ｐ、 Ｃ、
个 Ｉ 、 个 Ｓ Ｉ ４个 Ｕ Ａ Ｔ、 个 Ｕ Ｂ Ｈ ｓ Ｄ ｖｃ ／ １ 接 ２ １ Ｓ Ｄ Ｏ、 Ｓ Ｒ 一 Ｓ ｏｔ ｅ ｉ （ ／ ｅ） 口 和 两 个 Ｃ Ｎ、 ｔｅｎ ｔ ＭＩ 接 口 、 ｕ ｄ ａ ｒ Ｅ ｅ ｄ ｒ Ａ Ｅｈｒｅ Ｃ Ｑ ａ ｒｔ ｅ ｎ ｏ ｅ ｕ
２１ 微 控 制 器 模 块 的设 计 ． 本 设 计 中采 用 Ａ Ｒ 微 控 制 芯 片 Ｉ １ ６ ．其 有 １ ０个 Ｍ ７６ ０
据 打 包 ，用 Ｇ Ｓ 的 方 式 以 １０ｋｐ 的 速 率 将 数 据 传 出 ； ＦＫ ０ ｂ ｓ 如
果 Ａ Ｔ — Ｅ Ｒ Ｎ 被 设 置 为 高 ，Ｒ ９ ５重 复 发 送 数 据 直 到 Ｕ ＯＲ Ｔ Ａ ｎＦ０
文献标识码 ： Ａ
文 章 编 号 ：１ ７ — ２ ６ ２ １ ） ２ Ｏ ２ 一 ２ ６ ４ ６ ３ （０ ２ ０ 一 ｌ４ Ｏ
Ｄｅ ｉ ｎ ｏ ｓｇ ｆＡＲＭ － ｓ ｄ ｒ ｌ ｓ ｔ ｒ ｎｓ ｉｓｏ ｓ ｓ ｅ ｂａ ｅ ｗｉ ｅ ｅ ｓｄａ ａ ｔ ａ ｍ ｓ ｉ ｎ ｙ ｔ ｍ