一种基于单片机的无线呼叫系统设计

一种基于单片机的无线呼叫系统设计一种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展起来，越来越多的研究者将目光投向了无线领...

一种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，图2所示。其中图1为无线发送模块，以STC89C52RC为主控制核心，及时响应终端的呼叫信息，然后利用nRF905无线传输模块将呼叫信息发送给无线接收模块进行处理。图2为无线接收模块，以STC89C52RC为主控制核心，利用nRF905无线传输模块接收呼叫信息，然后利用串口转USB线上传给PC，利用上位机软件可以实时监测。 2 系统硬件电路设计 2.1 3.3 V供电电源模块该设计可用3.3 V电压供电，故采用ASM1117-3.3电源供电系统，如图3所示。无线发送模块和STC89C52RC单片机皆为低功耗器件。对发送端而言，在对通信距离要求较远时，也可采用5 V供电。接收端可通过与PC连接的USB提供5 V电源。核心部件LM1117-3.3是一个低压差电压调节器系列。压差在1.2 V输出，此时相应的负载电流为800mA。 2.2 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、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4所示。 2.3 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。NewMsg RF905单片无线收发器工作电压为1.9,3.6 V，工作在433,868,915 MHz的ISM频段，最大数据速率为100 Kb,s。芯片内部由1个完全集成的频率调制器、1个带解调器的接收器、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+10 dBm时，发射电流为30 mA接收电流为12.5 mA。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。 3 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nVision 2集成开发环境下完成从源程序编辑、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16 MHz晶体，XOF应配置为01，PA2PWB为发射功率，RX2 RED2 PWB为接收灵敏度，可根据需要配置。另外还有发送地址、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4 B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TRX_ CE被置高的时间内数据一直在重复不断的发送。程序中设计延时500 ms，之后拉低TRX_CE引脚，回到待机模式。 3.3 接收数据 STC89C52RC把nRF905的TRX_CE引脚置为高电平，TX_EN引脚置为低电平后，即开始接收数据。在设计中可设定在一定的时间内一直判断nRF905的DR引脚是否变高，若为高，则证明接收到了有效数据，可以退出接收模式;若一直没有接收到，待时间到也退出接收模式。退出后在待机模式，CPU把nRF905内部的接收数据寄存器中的数据读出，即接收到的有效数据。 3.4 主程序设计在该系统中，主程序包括两部分:第一部分是主机(单片机)部分，通过无线模块接收下位机(呼叫器)的信息。程序流程图如图5所示;第二部分是下位机(呼叫器)部分，响应客户的呼叫，并通过无线模块将信息传送至主机(单片机)。程序流程图如图6所示。 4 结语该呼叫系统运行稳定可靠，并运用无线射频控制技术，通过软件更新可迅速增容，根据企业的规模随时更新软件，保证系统有最优的服务质量。该系统的运用，降低了运行维护费用、节约管理成本，具有较大的经济效益。

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