数传电台

毕业设计说明书 数传电台 孙运强 梁焱宽 信息与通信工程学院 110507423111 通信工程 学生姓名：    梁焱宽          学号1105074231    学    院：          信息与通信工程学院                        专    业：              通信工程                            指导教师：                孙运强                              2015年  6 月 数传电台 摘要 随着社会的不断发展，科学也越来越发达，电子产品的发展从有线通信朝着无线通信的方向发展着。近距离的控制行为不在受到通信线缆的约束，能够随意的在通信范围内调整通信距离；远距离通信不用在担心通信线缆成本的问题，已经布线的问题，仅仅需要在特点地点设立通信中转站就可以实现远距离通信。 本设计以直流电压源为核心，通过4节干电池和1个稳压芯片LM1117来输入6V电压和3.3V电压，分别为单片机系统和FRS-DEMO-A无线模块提供电压，主控芯片采用AT89S52增强型单片机，单片机最小系统由复位电路、时钟振荡电路构成作为控制无线简易数传电台的核心电路。它通过软件的运行来控制整个系统的工作，从而完成设定的功能。通过独立按键来设置通信频道和频率，只要当两个对讲机处于相同的频道和频率时，才可以进行远程对讲，否则，将无法进行远程对讲；此外，FES-DEMO-A提供AT指令集可以完成和PC端、单片机之间的数据传输，实现数传功能。整个系统采用液晶1602显示器用来显示当前频道信息和频率信息以及接收到的数据。语音传输采用半双工通信方式，双方对讲不能同时进行。此系统可实现数话兼容。 关键词： AT89S52单片机，稳压芯片，无线模块，液晶显示器 Based MCU radios Abstract With the continuous development of society, science has more and more developed, the development of electronic products, from wired communication toward the development of wireless communications. Close control behavior is not constrained by the communication cable, can freely adjust the communication distance is within communication range; do not worry about long-distance communications communication cable cost, have wiring problems, only need to set up a communication relay at the characteristics Location station can achieve long-distance communications. The design of a DC voltage source as the core, through four batteries and a regulator chip LM1117 voltage and 3.3V to 6V input voltage, respectively, the SCM system and FRS-DEMO-A wireless radio module provides a voltage, the master chip AT89S52 Enhanced MCU, from the smallest single-chip system reset circuit, clock oscillation circuit as the core circuit control radios. It controls the operation of the entire system by running software, thus completing the set of functions. To set up a communication channel and frequency by separate buttons on radios,walkie-talkie only when the two are in the same channel and frequency, it can be remotely intercom, otherwise, it would not be remote intercom; the entire system uses a liquid crystal display with 1602 to display the current channel information and frequency information. Entire wireless radio using half-duplex communication, the two sides can not talk at the same time. The entire system can transmit voice and data compatible. Keywords: AT89S52 MCU,Regulator Chip, Wireless radio module ,LCD,display 目  录 1 绪论    1 1.1 绪论    1 1.2 设计概述    1 1.2.1 设计 规划 污水管网监理规划下载职业规划大学生职业规划个人职业规划职业规划论文     .2 1.2.2 设计目的    2 2 研究背景    2 2.1 国内研究    2 2.1.1 国内现状    3 2.1.2 国内发展前景    3 2.2 国外研究    4 2.2.1 国外现状    4 2.2.2 国外发展前景    4 3 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 的论证    5 3.1 方案设计    5 3.1.1 主控芯片的论证    5 3.1.2 电源供电部分的论证    6 3.1.3 显示器电路的论证    7 3.1.4 无线对讲部分的论证    7 3.1.5 按键选择部分的论证    9 3.1.6 电源电路部分的论证    9 4 硬件电路设计    10 4.1 总体硬件框架图    10 4.2 总体电路原理图    10 4.2.1 电源电路    11 4.2.2 单片机控制电路    11 4.2.3 显示器电路    11 4.2.4对讲模块接口电路    12 4.2.5 独立按键电路    12 5 软件设计    14 5.1 软件总体流程图    14 5.2 实物制作    15 5.3 主程序    15 6 系统测试与数据    16 6.1 硬件测试    16 6.2 软件测试    16 7 结果 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 与 总结 初级经济法重点总结下载党员个人总结TXt高中句型全总结.doc高中句型全总结.doc理论力学知识点总结pdf     17 7.1 系统测试结果    17 7.2 系统结果分析    20 7.3 系统制作总结    20 结论    22 附录A 程序    23 附录B PCB图    35 参考文献    36 致谢    37 1 绪论    1.1 绪论 近年来随着科技的飞速发展，对于远程通信的运用越来越广泛。从原来的有线通信，发展到如今的远程通信，这是一个很大的跨越，无疑让许许多多的事情变得方便和轻松起来。从原来的无线控制需要复杂的处理器来控制，到现在利用普通单片机也能进行远程通信的发展，让单片机的应用正在不断地走向深入，同时让无线通信的应用变得更加广泛。 数传电台是利用现有的超短波无线信道完成远距离数据传输，同时保留了通话的功能，可以数话兼容。数传电台的发展经历了电报，模拟电台发展到目前的软件无线电，DSP；传输信号也有低速变为了高速。无线数传电台能够提供某些专用网络中实时数据的传输和监控，具有易于维护，方便安装，组网灵活等特点。 无线对讲机的存在是非常广泛的，就我们生活周围，我们也能看到许多的无线对讲机的应用例子，大型超市的导购员之间的对话；广场活动时，维持秩序的安保人员之间的通信；出租车司机之间的通信等等。可以说无线对讲机的出现，让我们变得十分方便，在此之前，对于一个城市范围内的通信，我们只能打电话来联系对方，虽然，电话费并不贵，但对于长期频繁的使用电话来进行对话，对于大多数群众来说，也是十分头疼的事情。但是，对讲机却能轻松解决这一问题，在通话距离一定的情况下，对讲机可以进行随时随地的通信，而且使用方便快捷，同时，功能强大的对讲机，还可以调节非常多的频道，避免一个频道的多人对话的干扰。 借助毕业课题的选择，我选择了借助一般的无线模块完成语音和数据的传输。在我的设计中，我采用了单片机控制无线模块进行远程语音和数据的通信，单片机的作用一是为了调节两个对讲机的频道和频率，二是为了借助无线模块完成数据的传输。此外，我的设计也完成了PC端数据的传输。 1.2 设计概述 1.2.1 设计规划 本设计是基于单片机的简易数传电台，整个系统是以无线对讲为主体，完成语音和数据的传输。我首先是在网上购买了制作PCB板的材料，覆铜板、油墨、显影剂、腐蚀剂、脱膜剂；接下来就是简易数传系统电路的设计，整个控制电路是以AT89S52单片机为控制核心，外围电路有复位电路，时钟电路，电源电路，其次是显示电路，经过网上查阅资料，对比价格，最终选用液晶1602显示器；接下来制作无线通信电路，无线传输采用FRS-DEMO-A模块，根据该模块的资料，这种模块的承受电压值只能是3.3V电压，同时与单片机通信是采用的串口 协议 离婚协议模板下载合伙人协议 下载渠道分销协议免费下载敬业协议下载授课协议下载 ；接下来是按键电路，这里采用独立按键来作为频道和频率的调节；整个系统采用4节干电池供电，4节干电池通过电源电路进行电压转换，电源电路上3.3V的稳压芯片，通过这个芯片能够输出我们所需要的3.3V左右的电压，这样能够保证系统正常稳定的工作。 1.2.2 设计目的 对于我的这个设计课题的目的，是为了探究目前社会上的远程通信的运用原理，目前市面上有许许多多的远程通信运用的事例，就目前我们最常用的手机来说，也是对远程通信的一种最普遍的运用；远程监控设备这个更是在城市到处可见，远程监控设备的出现能够很大程度上保障城市的安全，店铺里的运用也能够减少盗窃的损失，那么对于远程通信的运用还有非常多的事例。这里，我对无线通信的研究选择的是基于单片机的简易数传电台，那么通过对此次课题的研究，我能够对现在科技社会的发展有个更深层的了解，同时，也能够自己尝试制作简单的无线通信设备。    同时，在大学几年里，我也学习了许许多多的本专业的知识，但这些知识仅仅限于书本课后习题，和考试的理论知识运用，在实际的生活中，我感觉我所学的知识并不能对我带来帮助，总的来说就是理论不能很好的运用的实际生活中，这次的毕业设计课题，让我意识到了，要完成我的这个设计，我需要把大学四年所学的知识进行一个汇总整理，梳理出其中对我有帮助知识。同时，也是对我实践动手能力的一个锻炼，不管是在购买所需元器件或者是电路板的设计，电路板的制作，焊接和调试等；软件的编写和调试。都让我在这次制作中得到了充分的锻炼。 2 研究背景 2.1 国内研究 对于“远程通信”这个词，在国内对于人们来说并不陌生，现在的生活，已经离不开手机了，不管是利用手机进行打电话，发短信，聊QQ    ，玩微信等都是在与对方进行远程通信，可见远程通信的方便性。从原来的寄信件和远方朋友聊天，一来一去花上很长的时间，到现在的随时随地的进行通信，“远程通信”已经让我们的生活变得十分方便了。 对于“远程通信”的运用，除了上面的手机通信，那么远程监控也是非常普遍的，城市的大大小小街道都安装了监控设备，这些监控设备在很大程度上保障了人们的安全，实时的监控着城市的状况；同时，许许多多的店铺也安装了这种远程监控设备，这些监控设备的出现大大减少了盗窃的损失。 对于远程通信的运用还有在远程数据监控和采集方面，许多环境不适于人们长期进入，但为了监控这些环境的参数，又不得不进去观察，这样往往会带来对人们的身体健康造成很大的影响；但远程通信的出现，解决了这一大问题，人们只需要利用两个设备，一个是环境监控设备，一个是显示设备，在这两个设备间建立无线通信，借助这些通信设备可以完成数据的实时传输和监控，可以长期的在安全地点监控环境的因素了，而不用担心环境会对人体造成大量的伤害。 2.1.1 国内现状 自从国内的远程通信设备出现了，对于远程设备的利用率是非常的高，我们可以在许许多多的地方看到有关于远程通信的设备出现。 在城市的大大小小的街道，能够看到许多的远程监控设备的出现，这些监控设备一天24小时监控着城市的各个角落，这些设备把监控的录像通过远程通信方式实时传送到终端显示器上。这样，城市的状况就能随时看到，在很大程度上保障了城市的安全性。 在许多店铺里，现在能够看到店铺的四周安装了许多的监控摄像头，然后有一台终端显示器，把店铺里的状况实时显示出来。这样，店铺的被盗窃损失大大减少了。同时，人们在不用烦恼每次购物，有人跟在后面监视自己了。 在工农厂，人们现在不用亲自到一线去观察环境情况了，一线场地的环境非常不适合人们久留。在原来，因为没有先进的设备，也只能靠工人们亲身考察；自从远程通信出现后，我们能看到，人们只需要在一个安全合适的地方，观察着显示器就可以了，而数据的监测只需要监测设备在一线场地监测后通过一个远程设备发送到终端显示器就可以了。 数传电台广泛应用于遥测遥控系统：配网系统，电力负荷监控系统，城市路灯监控，无人飞机控制，环境监测，防火防盗的系统。 2.1.2 国内发展前景 随着科学的发展，以后远程通信这种方式必然会更加普遍，更加快捷。目前的远程通信设备并没有普及到家家户户，并且远程通信的方式也比较单一。并且很容易受到干扰，而使数据不准确。但现在对于远程通信的研究方向已经越来越深入了。可以预见，在未来发展中，必然会有更多更加先进的远程通信方式，准确，高效。 2.2 国外研究 在国外，相信大家一定都知道，国外的科技一直领先我国。对于无线通信的研究也很早就开始进行了，因为国外很早就意识到，有线通信的有很大的局限线，受距离的影响，特别进行远距离通信时，使用有线通信将会使成本，工程变得十分巨大。这样，使用无线代替有线进行通信就逐渐开始研究了，从第一部电话的试验成功，到后面的试验光通信的实验，都让无线通信的研究进程在不断深入着，到后面对于无线通信的利用越来越广泛，使国外的人们在生活中感受到了无线通信带来的众多的方便。同时，对无线通信的使用也变得越来越广泛，运用到各个方面中。 2.2.1 国外现状 在美国，许许多多的家庭，公共场所，已经安装有远程监控报警设备，并且实施远程数据采集与监控，在终端显示设备上只需要少量的人手就可以了，这样不仅仅节约了大量的人力资源，同时，保障了人们的家庭财产的安全性，公共场所的良好秩序。 在日本，许多研究场所，都采用远程监控设备来观察实验的发展性，因为许多实验都会对人体造成伤害，如果人们长期面对着这些进行实验，必然会对人体带来巨大的伤害。所以，在很多不必要的情况下，都是采用远程监控设备来观察实验的发展性，保障了人们身体的健康性。 在韩国，能看到许多的道路上有监控摄像，这些监控摄像都是远程通信的，将监控到的道路情况通过无线通信模式发送到终端显示器上，代替了警察日夜在道路上巡逻，而且更加准确，快捷。 总之，在国外，对于无线远程通信的利用是十分广泛的，并且远远领先了我国。 2.2.2 国外发展前景 在生活方面，对于远程通信的依赖程度可以说是百分之百的，就我们日常利用手机打电话，发短信，上网，都是利用远程通信的方式。 在军事方面，现在大量的无人侦测机已经出现，无人机会将监测到的各种情况，实时发送到终端显示器上，军事人员只需要在会议室根据无人机侦测的情况来做出相应的判断等。 在工业方面，许许多多的工厂都采用远程监控设备来监控一些对人体有害的场所的变化情况，比如，重金属研究，生化研究等，都需要远程设备来进行监控，避免对工人们的身体造成伤害，而产生不必要的损失。 综上所述，在国外，人们对于远程通信设备的研究力度是十分巨大，这样不仅使人们的日常生活变得十分方便，而且在其他各个领域的工作变得十分准确与安全。 3 方案的论证 3.1 方案设计 对于我的这个课题的研究，我设计的是基于单片机的简易数传电台。我的设计规划是这样的，我需要买的电子元器件清单如下：AT89S52单片机，若干电阻、瓷片电容、电解电容、LM7805、LM1117、LED灯、稳压二极管、无线对讲机模块、排针、排座、电池盒、排阻、晶振和杜邦线。考虑到无线通信模块需要对讲，我决定制作2个相同的电路板：电路由单片机最小系统，电源接口电路，无线对讲模块接口电路，独立按键电路。整个单片机最小系统，需要由主控芯片AT89S52单片机，22uf的电解电容、10K的电阻和一个独立按键组成复位电路，12M晶振和2个33pf的瓷片电容构成时钟电路，在由一个LED灯和一个500欧姆的电阻构成发射数据指示灯，按键电路是用来作为频道和频率调节的电路，采用独立按键来控制，无线模块电路，采用排针来作为接口，这样避免直接焊接，造成模块烧毁和方便更换坏了的模块，这样就是系统电路的规划。考虑到要使整个对讲机系统正常工作，我们需要两类电源，一类是4节电池直接供电，是供给单片机最小系统和显示电路，还有一类是3.3V电压，是让无线模块正常工作的，所以整个电源电路需要1个稳压芯片LM1117芯片，需要在输入部分和输出部分分别加上一个100uf的电解电容和0.1uf的瓷片电容，这样能稳定输出3.3V左右的电压，最后只需要适当的排针将这些电压接出来就可以了。考虑到稳压芯片的工作条件，我们使用4节电池盒，总电压6V是最合适的。以上就是我对我的这个基于单片机的简易数传电台的设计规划，并且按照这个规划，我购买了相应的电子器件和制作PCB板的材料。 3.1.1 主控芯片的论证 本设计系统在选用主控芯片时，也就是单片机时，我们做出来如下论证。 方案一:采用AT89S52单片机作为整个系统的主控核心芯片，这个单片机是国外一家电子公司生产的单片机，也是51子系列单片机，也是通用的51内核，可以直接编写C语言，编译后可直接控制单片机。这个单片机下载程序是采用SPI协议下载程序，也就是单片机上P1.5、P1.6、P1.7、RESET、电源正极和电源负极，在实物调试时，AT系列单片机支持在线编程，而且AT单片机下载程序的时候不需要下载驱动，这一点是非常方便的。 方案二：采用STC89C52单片机作为整个系统的主控核心芯片，这个单片机是国内一家电子公司生产的单片机，也是51子系列单片机，也是通用的51内核，可以直接编写C语言，编译后可直接控制单片机。这个单片机下载程序是使用串口协议下载程序的，也就是单片机上的P3.0和P3.1两个引脚（RXD和TXD）和电源正极和电源负极，STC单片机在下载程序时必须要先断电在上电，程序才能被烧录进去，这一点很不方便，而且下载程序的软件必须要安装驱动，同时会占用电脑的一个COM口。所以，如果使用STC单片机在调试无线模块的时候，会出现一些不必要的麻烦。 综上所诉，在我的这个基于单片机的简易数传电台设计中，我选用AT89S52单片机作为整个系统的主控核心芯片。 3.1.2 电源供电部分的论证 方案一：采用移动电源供电，现在的社会是科技社会，被我们熟知的电子产品就是移动电源，我们通过查询网上的资料，移动电源也就是“充电宝”，这类移动电源本来是为手机所设置的，也能够看到它的使用说明书上说的，对外输出电压是5V左右，而且，这类移动电源可以在电能耗尽后，对其进行充电并且再次利用，避免了一次性电池使用后对环境造成污染。但是这种供电方案的使用的移动电源的体积和重量过大，不利于对讲机随身携带，所以这种方案不予以考虑。 方案二：采用干电池供电，5号干电池的输出电压是1.5V，对于这个智能循迹小车来说，我们需要5V的电压和3.3V的电压，所以我们需要电源电路来稳定输出这两类电压。因为对于5V的稳压芯片和3,3V的稳压芯片，根据芯片的资料要让这两类芯片稳定工作，所以需要高于输出电压1V左右电压，所以考虑5V输出电压，我们需要总电压为6V，也就是4节干电池同时输出。同时，使用干电池的更加方便的是，可以在电池没有电的时候，可以快速更换新的电池，而且电池的成本相对于充电宝也是很低的。 综上所诉，在我的这个基于单片机的简易数传电台的设计中，我选用4节干电池来为整个系统供电，加上制作的电源电路，就可以稳定输出我们需要的3.3V电压和3.3V电压了。 3.1.3 显示设备的论证 方案一：采用12864液晶显示屏作为无线传输的显示设备，本系统拟采用的液晶12864是使用ST7920作为控制器，最佳工作电压范围是5V左右，带背光，内置8192个16*16点阵、128个字符（8*16点阵）及64*256点阵显示RAM（GDRAM）。与外部CPU口采用并行或者串行两种控制方式。自带中文字库，在程序中可直接调用显示。使用12864液晶显示屏的优点是，自带中文字库，显示时可以直接用中文来作为标识，通俗易懂；第二点就是它单页显示的中文可以显示32个，字符可以显示128个。可以说12864液晶显示屏是作为电子设计最佳理想的液晶显示屏，但是它的造价成本太高了，一个液晶12864显示屏价格过高，所以该方案有待考虑。 方案二：采用LED数码管来作为整个系统的显示电路，那么采用8位数码管，但是需要有一个专用的LED数码管驱动芯片来驱动，这就增加了电路不必要的复杂，也提高了整个系统的成本；最主要的是，8位LED数码管只能显示0-9数字，其他的任何字符字母都无法正常显示出来，所以，对于我的这个无线传输来说，是非常不合适的一个选择 方案三：采用液晶1602显示屏作为“无线传输”的显示设备，这种液晶显示器直接受单片机控制，不需要额外使用驱动芯片，操作是很容易的，液晶1602显示器顾名思义有两行，每行可以显示16个字符，这类液晶通常都是字符型液晶显示器，所以只能显示ASCII码，如数字、大小写字母、各种符号等。本系统在显示设备上的要求就是显示当前通信的频率，同时在第一行显示一些说明，所以针对于我设计的这个系统来说，是完全能够满足要求的，同时液晶1602显示器的成本也远远低于液晶12864，当然是高于液晶数码管的，但是完全可以忽略。用来显示通信频道和通信频率是非常合适不过的。