采集与发射系统设计毕业设计.doc

采集与发射系统设计毕业设计 目录 1 引言 1 2 设计思路和系统框图 2 3 系统理论分析 4 3.1 无线数字通信相关理论 4 3.2 超再生电路的特点和工作原理 6 4 系统硬件设计 7 4.1 编码与发射和接收与解码电路分析与设计 7 4.2 主控制器电路分析与设计 13 4.3 测温电路分析与设计 16 4.4 数据显示电路的设计 18 5 系统软件设计 20 5.1 数据采集与发射部分程序设计 20 5.2 数据接收与显示部分程序设计 22 6 系统电路的制作与调试 23 6.1 电路硬件焊接制作 24 6.2 系统调试及性能分析 24 7 结论 26 参考文献 27 致　谢 29 附录1：采集与发射部分总电路图 30 附录2：接收与显示部分总电路图 31 附录3：英文资料 32 附录4：英文资料译文 39 附录5：程序清单 44 1 引言 随着短距离、低功率无线数据传输技术的成熟，特别是802.11b、红外线、蓝牙等应用的推广，无线数据传输的应用再次成为热点。许多应用领域都采用无线的方式进行短距离数据传输，这些领域涉及小型无线网络、无线抄表、门禁系统、小区传呼、工业数据采集系统、无线遥控系统、无线标签身份识别、非接触RF智能卡等。这些大多采用蓝牙技术或无线射频收发芯片，因此这方面的研究也受到广泛关注。 目前常用的短距离无线通信主要有802.11b、红外通信、蓝牙、以及一些无线射频收发芯片。其中IEEE802.1Ib实现的是有形的、特定的网络，传输距离长、速度快，可以满足用户运行大量占用带宽的网络操作，成为无线局域网的国际标准。IEEE802.11b比较适用于办公室中的企业无线网络，有效距离长达100米，较适合用在影像等高速无线传输，在计算机局域网中应用广泛。红外通信IrD A是一种点到点、窄角、专用数据传输标准，工作在0-1 m距离之内，速率在9 600 bit/s-16 M bit/s之间，适配器包括传统的串口和并口。红外通信技术成熟，但红外通信属视距离技术，也就是说红外通信接口的设备之间传输数据，中间不能有阻碍物，并且总体实现成本较高，只在一些中高端的手持设备中有所应用。蓝牙有一个完整协议规范，功能全面但协议复杂，不容易掌握，需要长时间学习掌握，并且实现成本相对较高，因此应用发展较慢。 而现在最常用的射频无线收发芯片大多集成了全部射频收发和基带传输处理，设计、调试成本低、周期短，并且它们体积小、价格便宜、传输距离相对较远、可靠性高，特别适合于低成本的无线通讯设备使用。因而在工业上得到广泛应用。 射频无线收发电路以射频芯片为核心，通过外围电路及其参数的设计来实现无线数据的接收和发射。无线收发射频芯片内部一般集成了完整的接收和发射功能电路，芯片外部接少数几个到几十个分立无源元件即可实现无线数据的收发。 射频芯片一般工作在300M～1000MHz ISM 频段，发射功率 10～20dB；调制方式常采用AM/FM/ASK/OOK/FSK中的一种和几种；可电池供电；可嵌入己有的仪器仪表、控制设备和便携式移动装置中；可直接与计算机、单片机等接口。射频芯片分单发芯片、单收芯片和收发一体芯片。设计时要充分考虑发射和接收芯片的匹配，各项指标要一致。由于无线收发芯片的种类和数量比较多，无线收发芯片的选择在设计中是至关重要的，正确的选择可以减小开发难度，缩短开发周期，降低成本，更快地将产品推向市场。选择无线收发芯片时应需要考虑以下几点因素：功耗、发射功率、接收灵敏度、收发芯片所需的外围元件数量、芯片成本、数据传输是否需要进行曼彻斯特编码等。 2 设计思路和系统框图 以往设计无线数传产品往往需要相当的无线电专业知识和价格高昂的专业设备，传统的电路方案不是电路烦琐就是调试困难，令人望而却步，影响了用户的使用和新产品的开发。而采用F05—J04系列射频收发模块使人们摆脱了无线产品设计的困难，F05—J04系列射频收发模块功耗极低，工作频率稳定可靠，外围元件少，频率一致性较好，调试简单，便于设计生产，且价格低廉，适合于便携式手持产品的设计，由于采用了低发射功率，高接受灵敏度的设计，且工作频率为国际通用的数传频段315MHz，满足无线管制要求，无需使用许可证，是目前低功率无线数据传输的理想选择。 作为一个通信系统，应有其主控制器。单片机自问世以来，性能不断提高和完善，其资源又能满足很多应用场合的需要，加之单片机具有集成度高、功能强、速度快、体积小、功耗低、使用方便、价格低廉等特点，因此，在工业控制、智能仪器仪表、数据采集和处理、通信系统、高级计算器、家用电器等领域的应用日益广泛，并且正在逐步取代现有的多片微机应用系统。单片机的潜力越来越被人们所重视。特别是当前用CMOS工艺制成的各种单片机，由于功耗低，使用的温度范围大，