基于单片机的无线呼叫系统设计

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1、基于单片机的无线呼叫系统设计专业班级：电信1003学号：0121009310320姓名：余伟炜5基于单片机的无线呼叫系统设计随着科技的进步以及生活质量的不断提高，人们要求在消费中得到的服务更加快捷、方便、舒适；同时处于激烈竞争中的服务性企业也需要进一步吸引顾客，提高企业自身的服务档次和形象。在这样的背景下，产生了各种不同类型的呼叫系统。传统的呼叫系统多是有线的，比如采用分布控制方式的单片机系统，主机和呼叫器的应答通过一根三芯导线，包括电源线、信号线、地线来完成，各呼叫器并行挂接。这样的系统存在着布线繁琐，安装麻烦、成本高等问题，针对这些问题，无线呼叫系统逐渐发

2、展起来，越来越多的研究者将目光投向了无线领域。1.系统设计方案　　低功耗无线呼叫系统的发送和接收模块的框图如图1所示。呼叫终端键盘STC89C52RCMIC模块A/DnRF905无线传输模块音频输出模块D/A图1　采用相同的模块，可以做出多个系统进行通讯，采用了STC89C52RC作为主控芯片，作为电路的核心，采用nRF905作为无线传输模块，键盘控制接收呼叫，做成半双工的无线呼叫系统。呼叫：当处于呼叫模式时，AD模块从麦克风提取模拟信号并转换为数字信号，传输到单片机进行处理，然后发给无线模块进行传送。5接收：当处于接收模式时，从无线模块接收的数据传到单片机进

3、行处理，然后传到DA模块转换成模拟信号，最后在放大输出。2.系统硬件电路设计2.13.3V供电电源模块　　该设计可用3.3V电压供电，故采用ASM1117-3.3电源供电系统，如图2所示。无线发送模块和STC89C52RC单片机皆为低功耗器件。核心部件LM1117-3.3是一个低压差电压调节器系列。压差在1.2V输出，此时相应的负载电流为800mA。图22.2单片机控制电路　　从电源供给及功耗等各方面的考虑，数据处理部分采用STFC89C51RC／RD+系列的STC89C52RC单片机。STC89C52RC单片机除具有MCS-51系列单片机FLASH、RAM、

4、分频器、位定时器／计数器等结构外，具有如下主要特点：加密性强，无法解密；超强抗干扰；对外部的电磁辐射低；超低功耗，正常工作模式时典型功耗为4～7mA。　　STC89C52RC单片机与单片射频收发器nRF905连接如图3所示。5图32.3数据传输模块的选择　　数据传输模块采用NewMsg_RF905SE模块，该模块采用挪威Nordic公司推出的单片射频收发器nRF905芯片开发而成。NewMsgRF905单片无线收发器工作电压为1.9～3.6V，工作在433／868／915MHz的ISM频段，最大数据速率为100Kb／s。芯片内部由1个完全集成的频率调制器、1个

5、带解调器的接收器、1个功率放大器、1个晶体振荡器和1个调节器组成。ShockBurst工作模式的特点是自动产生前导码和CRC可以很容易通过SPI接口进行编程配置电流消耗很低，在发射功率为+10dBm时，发射电流为30mA接收电流为12.5mA。进入POWERDOWN模式可以很容易实现节电。nRF905是单工工作方式，且在待机模式、接收模式、发送模式之间切换需要延时，所以在无线通信过程中，通信软件应该有合理的时序。表1为nRF905的工作模式及相应功能。53.系统的软件设计　　系统软件选用德国Keil公司推出的Cx51编译器，在nVision4集成开发环境下完成

6、从源程序编辑、编译调试，直到生成最终可执行文件代码的全部过程。该系统的重点是控制nRF905的程序设计。首先应对nRF905进行初始配置，配置完成后按需要编写用户数据的发送和接收程序。3.1初始化配置　　初始化配置分为以下3个部分：　　（1）编写SPIWRITE和SPIREAD子函数，即通过软件为单片机配置SPI功能。　　（2）初始化nRF905的射频配置寄存器。这些寄存器中有很多信息，必须根据实际情况进行配置。设计中nRF905外接16MHz晶体，XOF应配置为01，PA2PWB为发射功率，RX2RED2PWB为接收灵敏度，可根据需要配置。另外还有发送地址、

7、接收地址、发送数据和接收数据的长度，可根据实际应用配置。　　（3）配置nRF905的发送地址，最多4B发送端的发送地址应与接收端设备的接收地址相同。在实际工作中，nRF905可以自动滤除地址不相同的数据，只有地址匹配且校验正确的数据才会被接收，并存储在接收数据寄存器中。3.2发送数据　　nRF905发送数据前，通过条用SPI写函数，在待机模式下先把待发数据填进发送数据寄存器。然后把nRF905的TRX_CE、TX_EN引脚都置为高电平，数据就会自动通过天线发送出去。为了数据可靠地传输，将射频配置寄存器中的自动重发位（AUTO_RE_TRAN）设为有效，这样在T

8、RX_CE被置高的时间内数据一直在重复