毕业设计--采集与发射系统设计

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1、 1 目录 1 引言 2 2 设计思路和系统框图 3 3 系统理论分析 5 3.1 无线数字通信相关理论 . 5 3.2 超再生电路的特点和工作原理 . 7 4 系统硬件设计 8 4.1 编码与发射和接收与解码电路分析与设计 . 8 4.2 主控制器电路分析与设计 14 4.3 测温电路分析与设计 17 4.4 数据显示电路的设计 19 5 系统软件设计. 21 5.1 数据采集与发射部分程序设计 21 5.2 数据接收与显示部分程序设计 23 6 系统电路的制作与调试. 24 6.1 电路硬件焊接制作 25 6.2 系统调试及性能分析 25 7 结论. 27 参考文献 28 致 谢 30 附

2、录 1：采集与发射部分总电路图 31 附录 2：接收与显示部分总电路图 32 附录 3：英文资料 33 附录 4：英文资料译文 41 附录 5：程序清单 46 2 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 802.1

3、1b、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

4、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

5、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 300M1000MHz ISM 频段，发射功率 1020dB；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。 3 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

6、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 F05J04 系列射频收发模块使人们摆脱了无线 产品设计的困难，F05J04 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