無線遙控系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案

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1、1設(shè)計(jì)要求（1）工作頻率6-10MHz；（2）遙控路數(shù)不少于8；（3）遙控距離10m以上；（4）受控對(duì)象為發(fā)光二極管LED。2總體設(shè)計(jì)方案該設(shè)備由處理單元、發(fā)射模塊、接收模塊、外接電路等構(gòu)成。當(dāng)發(fā)射模塊發(fā)出信號(hào)時(shí)，接收模塊對(duì)應(yīng)的開關(guān)就會(huì)執(zhí)行相應(yīng)的操作，以LED燈的亮滅來顯示開關(guān)的狀態(tài)。（1）處理單元：對(duì)比了51系列和C8051系列單片機(jī)的各項(xiàng)性能指標(biāo)后，選擇兼容性較好，性能穩(wěn)定的C8051F310單片機(jī)作為處理單元，該單片機(jī)系統(tǒng)工作電壓為2.7V~3.6V之間。（2）發(fā)射和接收裝置：無線收發(fā)單元選用CC1101射頻芯片。CC1101與單片機(jī)采用SPI接口連接，該芯片體積小，功耗低，數(shù)據(jù)速率支持

2、1.2～500kbps的可編程控制，可以工作在6MHz、35MHz、56MHz、100MHz四個(gè)波段，在所有頻段提供-30～10dBm輸出功率。本文中CC1101工作在6MHz的頻率上，采用FSK調(diào)制方式，數(shù)據(jù)速率為100kbps，信道間隔為200kHz。3　　單元電路的設(shè)計(jì)3C8051F310是完全集成的混合信號(hào)片上系統(tǒng)型MCU芯片，具有體積小，重量輕，控制靈活方便，價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn)，通常配以簡單的外圍電路就可以構(gòu)成一個(gè)完整的控制系統(tǒng)，C8051F310單片機(jī)采用射頻SoC（片上系統(tǒng)）進(jìn)行無線通訊設(shè)計(jì)，是開發(fā)低成本、低功耗無線通訊應(yīng)用系統(tǒng)的理想方案。射頻SoC（片上系統(tǒng)）的特點(diǎn)是：專門的設(shè)計(jì)，

3、將全部的高頻部分電路全部集成到了電路內(nèi)部，從無線芯片片機(jī)到天線之間，只有簡單的濾波電路，系統(tǒng)設(shè)計(jì)者完全不必進(jìn)行任何高頻電路設(shè)計(jì)；采用特殊設(shè)計(jì)，使無線芯片和微處理器和高頻線路間，實(shí)現(xiàn)完美的配合，數(shù)字電路對(duì)高頻通訊的影響減低到最??；將微處理器和無線芯片設(shè)計(jì)成一體，變成無線單片機(jī)，可以輕松完成無線通訊功能設(shè)計(jì)開發(fā)。3.2CC1101通信模塊的設(shè)計(jì)3.2.1CC1101模塊簡介芯片采用Chipcon公司的CC1101，是根據(jù)SmartRF技術(shù)以0.18μmCMOS工藝制成的一款低成本單片UHF收發(fā)器，具有功耗低、電壓低、體積小、靈敏度高等特點(diǎn)。電路主要工作在低頻的ISM和SRD（短距離設(shè)備）頻率波段。

4、CC1101集成了一個(gè)高度可配置的調(diào)制解調(diào)器，支持不同的調(diào)制格式，其數(shù)據(jù)傳輸率最高可達(dá)500kbps。通過開啟集成在調(diào)制解調(diào)器上的前向誤差校正選項(xiàng)，能使性能得到提升。CC1101在1.8～3.6V的低電壓下工作，其靈敏度為-110dBm，在所有工作頻率波段上，可編程輸出功率為-30～10dBm。12圖3.7MCU與CC1101接口電路示意圖　　圖3.8無線通信模塊電路原理圖CC1101與一個(gè)微控制器和少數(shù)幾個(gè)外接元件便可組成一個(gè)完整的無線數(shù)據(jù)收發(fā)系統(tǒng)，在本文無線遙控開關(guān)的設(shè)計(jì)中，使用MCU的P2口對(duì)CC1101進(jìn)行控制和數(shù)據(jù)的傳輸，如圖3.7所示。圖3.8是基于CC1101的無線通信模塊電路原

5、理圖。與LCM的電源接口設(shè)計(jì)一樣，在CC1101的電源供電端加入一個(gè)三極管來控制CC1101與電源的連接，當(dāng)P3.5輸出高電平時(shí)，三極管截止，CC1101與電源斷開；當(dāng)P3.5輸出低電平時(shí)，三極管導(dǎo)通，CC1101與電源連接。在不需要CC1101進(jìn)行無線通信時(shí)將其關(guān)閉，需要時(shí)再打開，這樣做的目的也是降低功耗，延長電池的使用壽命。12矩陣鍵盤的設(shè)計(jì)鍵盤是由若干個(gè)按鍵組成的開關(guān)矩陣，它是一種廉價(jià)的輸入設(shè)備。一個(gè)鍵盤，通常包括有數(shù)字鍵(0一9)，字母鍵(A一Z)以及一些功能鍵。操作人員可以通過鍵盤向計(jì)算機(jī)輸入數(shù)據(jù)、地址、指令或其它控制命令，實(shí)現(xiàn)人機(jī)對(duì)話。用于計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的鍵盤按其結(jié)構(gòu)形式可分為兩類:一

6、類是編碼鍵盤，即鍵盤上閉合鍵的識(shí)別由專用的硬件來實(shí)現(xiàn);另一類是非編碼鍵盤，即鍵盤上閉合鍵的識(shí)別由軟件來識(shí)別。為了節(jié)省FO線，單片機(jī)系統(tǒng)中普遍使用非編碼鍵盤，鍵盤接口應(yīng)具備以下功能:鍵掃描功能即檢測(cè)是否有鍵按下;產(chǎn)生相應(yīng)的鍵代碼(鍵值);消除按鍵抖動(dòng)及多鍵按下。4x2的鍵盤結(jié)構(gòu)中的列線通過電阻接十5v。當(dāng)鍵盤上沒有鍵閉合時(shí)，所有的行線和列線斷開，列線都呈高電平。當(dāng)鍵盤上某一個(gè)鍵閉合時(shí)，則該鍵所對(duì)應(yīng)的列線與行線短路。此時(shí)列線的電平由行線的電位所決定。如果把列線接到微機(jī)的輸入口，行線接到微機(jī)的輸出口，在微機(jī)的控制下線都為高電平，則這行上沒有鍵閉合，如果讀出的列線狀態(tài)不全為高電平，則為低電平的列線相交

7、處的鍵處于閉合狀態(tài);如果這一行上沒有閉合鍵，就使行線為低電平，檢測(cè)該行線上有無閉合鍵，以此類推，直到最后一根列線都檢測(cè)完。這種逐行逐列地檢查鍵盤狀態(tài)的過程就稱為對(duì)鍵盤一次掃描。CPU對(duì)鍵盤掃描可以采取程序控制的隨機(jī)方式，CPU空閑時(shí)掃描鍵盤。也可以采取定時(shí)控制方式，每隔一定的時(shí)間CPU就對(duì)鍵盤掃描一次。也可以采取中斷方式，每當(dāng)鍵盤上有鍵閉合時(shí)，向CPU請(qǐng)求中斷，CPU響應(yīng)中斷后，對(duì)鍵盤掃描，以識(shí)別