基于A(yíng)T89S52單片機數據通信終端設計

摘要：目前，以單片機為核心的應用技術(shù)越來(lái)越廣。文中基于A(yíng)T89S52單片機控制技術(shù)，設計了一個(gè)數據通信終端，對其系統的原理、構成和技術(shù)特點(diǎn)進(jìn)行介紹。達到可以實(shí)時(shí)、穩定傳輸數據的預期，在無(wú)線(xiàn)遙控方面有一定的應用。

隨著(zhù)計算機技術(shù)尤其是單片微型機技術(shù)的發(fā)展，人們已越來(lái)越多的采用單片機來(lái)對一些工業(yè)控制系統中如溫度、流量和壓力等參數進(jìn)行檢測和控制。這種方便簡(jiǎn)單的操作，能方便人們的生活工作，具有非常重要的現實(shí)意義。

近年來(lái)，通信技術(shù)發(fā)展迅猛，給人們工作、生活帶來(lái)極大的便利。隨著(zhù)數據通信業(yè)務(wù)需求的發(fā)展，對數據傳輸提出了更高的要求。針對通信數據終端傳輸要求，基于A(yíng)T89S52單片機設計了一個(gè)無(wú)線(xiàn)傳輸系統。

1 系統總體設計

AT89S52單片機功耗低，采用高性能的CMOS技術(shù)制成的8位單片機，有8K的存儲空間。采用先進(jìn)的高密度和非易失性存儲技術(shù)，對通用的單片機指令系統和引腳分布都兼容，這樣更加完善了芯片的功能和豐富了它的靈活應用，在嵌入式控制系統中有著(zhù)廣泛的應用前景。

NRF24L01芯片它的工作頻率是在2.4到2.5 GHz，ISM頻段的單片機無(wú)線(xiàn)收發(fā)器芯片，它由頻率發(fā)生器，模式控制器，功率放大器，晶體振蕩器，調制器，解調器這幾個(gè)部分組成。在電流很低的時(shí)候，發(fā)射功率為-6DBM它的消耗電流時(shí)9 mA，接收電流為12.3 mA，在待機模式或者停電模式下它的消耗更低。

以AT89S52單片機為核心，在輸入模塊用的是物理按鍵進(jìn)行數據的輸入，并通過(guò)數碼管顯示。顯示模塊是用的是四位共陽(yáng)數碼管，發(fā)送接收模塊用的是NRF2041無(wú)線(xiàn)發(fā)送接收芯片。采用HT7133A作為穩壓芯片。以單片機AT89S52為控制核心的數據通信終端主要包括以下幾大模塊：1)輸入模塊;2)顯示模塊;3)發(fā)送模塊;4)接收模塊。系統設計框圖如圖1所示。

2 硬件設計及實(shí)現

Protel2004 DXP是Altium公司基于Prote199SE基礎，于2004年推出的新版本的電路設計軟件，該軟件具備從概念設計，頂層設計直到輸出生產(chǎn)數據以及這之間的所有分析驗證和設計數據的管理功能。

該數據通信終端分為發(fā)送模塊和接收模塊兩個(gè)部分，兩個(gè)模塊電路相似。以發(fā)送電路為例，基于Protel2004 DXP設計的電路原理圖如圖2所示。

在發(fā)送數據是把它設置成發(fā)送模式，然后把節點(diǎn)地址和有效數據，按照時(shí)鐘順序寫(xiě)入無(wú)線(xiàn)發(fā)送模塊的緩存區域，有效數據應該在CSN為低電平時(shí)連續寫(xiě)入，節點(diǎn)地址在發(fā)送時(shí)寫(xiě)一次就行，接著(zhù)CE管腳保持10μs高電平并延遲130μs后發(fā)射數據;如果開(kāi)啟了自動(dòng)應答，則nRF24L01在發(fā)射數據后隨即開(kāi)始準備接收信號，自動(dòng)應答接收地址應該與接收節點(diǎn)地址TX_ADDR一致。如果發(fā)送信號得到回應，那么可以得出通信成功，TX_DS置高，同時(shí)TX_PLD從TX FIFO中清除;如果沒(méi)有收到回復，那么自動(dòng)重新發(fā)送，若重復發(fā)送數據達到最大值，MAX_RT置高，TX FIFO中數據保留以便再次重發(fā);MAX_RT或TX_DS置高時(shí)，IRQ為低電平，產(chǎn)生中斷，報告MCU。最終成功發(fā)送時(shí)，如果CE為低電平則nRF24L01為空閑狀態(tài)1;如果發(fā)送存儲器中還有數據，那么進(jìn)入下一輪發(fā)送模式。

在接收端，同樣要將nRF24L01設為接收模式，然后在延遲130μs后開(kāi)始進(jìn)入接收狀態(tài)。當接收方檢測到有數據來(lái)時(shí)，就將數據存儲在RXFIFO，此時(shí)標志位中斷，IRQ變低，產(chǎn)生中斷，此時(shí)MCU讀取數據，如果開(kāi)啟了自動(dòng)應答模式，接收方則自動(dòng)進(jìn)入應答狀態(tài)。

3 軟件設計與實(shí)現

3.1 軟件設計

軟件設計主要基于Keil c51 uVision4 C語(yǔ)言單片機開(kāi)發(fā)環(huán)境，是現階段使用最廣泛，也最容易操作學(xué)習的軟件，基于80C51單片內核的處理軟件平臺來(lái)進(jìn)行的開(kāi)發(fā)，包含多種工業(yè)標準的開(kāi)發(fā)工具，可以完成項目的管理，建立編譯、鏈接、對象代碼生成，軟件和硬件模擬完整的開(kāi)發(fā)過(guò)程，特別是C編譯器生成的代碼工具的準確性和效率達到了更高的水平，在發(fā)展大型的項目非常理想。

STC-ISP是一款單片機下載編程燒錄軟件，是專(zhuān)門(mén)為STC系列單片機設計的，它適用于STC89系列、12C2052系列和12C5410等系列的STC單片機，使用簡(jiǎn)便，被廣泛的使用。

基于以上兩個(gè)軟件，所設計的數據傳輸系統流程圖如圖3所示。

3.2 部分代碼

程序設計主要包含無(wú)線(xiàn)發(fā)送和接收兩部分，以無(wú)線(xiàn)發(fā)送為例，部分代碼如下：

4 結束語(yǔ)

基于A(yíng)T89S52單片機數據通信終端系統設計完成后，將程序編譯生成的文件寫(xiě)入單片機，并對系統的運行狀況進(jìn)行觀(guān)察，實(shí)驗表明：本系統具有性能穩定、操作簡(jiǎn)單、性?xún)r(jià)比好的特點(diǎn)，很好的實(shí)現了通信終端數據無(wú)線(xiàn)傳輸的要求。其穩定性好，價(jià)格低廉且電路結構簡(jiǎn)單，適用于智能電子玩具、機器人等近距離無(wú)線(xiàn)傳輸，具有較好的實(shí)用價(jià)值。