基于AT89S52單片機數據通信終端設計

摘要：目前，以單片機為核心的應用技術越來越廣。文中基于AT89S52單片機控制技術，設計了一個數據通信終端，對其系統(tǒng)的原理、構成和技術特點進行介紹。達到可以實時、穩(wěn)定傳輸數據的預期，在無線遙控方面有一定的應用。

隨著計算機技術尤其是單片微型機技術的發(fā)展，人們已越來越多的采用單片機來對一些工業(yè)控制系統(tǒng)中如溫度、流量和壓力等參數進行檢測和控制。這種方便簡單的操作，能方便人們的生活工作，具有非常重要的現實意義。

近年來，通信技術發(fā)展迅猛，給人們工作、生活帶來極大的便利。隨著數據通信業(yè)務需求的發(fā)展，對數據傳輸提出了更高的要求。針對通信數據終端傳輸要求，基于AT89S52單片機設計了一個無線傳輸系統(tǒng)。

1 系統(tǒng)總體設計

AT89S52單片機功耗低，采用高性能的CMOS技術制成的8位單片機，有8K的存儲空間。采用先進的高密度和非易失性存儲技術，對通用的單片機指令系統(tǒng)和引腳分布都兼容，這樣更加完善了芯片的功能和豐富了它的靈活應用，在嵌入式控制系統(tǒng)中有著廣泛的應用前景。

NRF24L01芯片它的工作頻率是在2.4到2.5 GHz，ISM頻段的單片機無線收發(fā)器芯片，它由頻率發(fā)生器，模式控制器，功率放大器，晶體振蕩器，調制器，解調器這幾個部分組成。在電流很低的時候，發(fā)射功率為-6DBM它的消耗電流時9 mA，接收電流為12.3 mA，在待機模式或者停電模式下它的消耗更低。

以AT89S52單片機為核心，在輸入模塊用的是物理按鍵進行數據的輸入，并通過數碼管顯示。顯示模塊是用的是四位共陽數碼管，發(fā)送接收模塊用的是NRF2041無線發(fā)送接收芯片。采用HT7133A作為穩(wěn)壓芯片。以單片機AT89S52為控制核心的數據通信終端主要包括以下幾大模塊：1)輸入模塊;2)顯示模塊;3)發(fā)送模塊;4)接收模塊。系統(tǒng)設計框圖如圖1所示。

2 硬件設計及實現

Protel2004 DXP是Altium公司基于Prote199SE基礎，于2004年推出的新版本的電路設計軟件，該軟件具備從概念設計，頂層設計直到輸出生產數據以及這之間的所有分析驗證和設計數據的管理功能。

該數據通信終端分為發(fā)送模塊和接收模塊兩個部分，兩個模塊電路相似。以發(fā)送電路為例，基于Protel2004 DXP設計的電路原理圖如圖2所示。

在發(fā)送數據是把它設置成發(fā)送模式，然后把節(jié)點地址和有效數據，按照時鐘順序寫入無線發(fā)送模塊的緩存區(qū)域，有效數據應該在CSN為低電平時連續(xù)寫入，節(jié)點地址在發(fā)送時寫一次就行，接著CE管腳保持10μs高電平并延遲130μs后發(fā)射數據;如果開啟了自動應答，則nRF24L01在發(fā)射數據后隨即開始準備接收信號，自動應答接收地址應該與接收節(jié)點地址TX_ADDR一致。如果發(fā)送信號得到回應，那么可以得出通信成功，TX_DS置高，同時TX_PLD從TX FIFO中清除;如果沒有收到回復，那么自動重新發(fā)送，若重復發(fā)送數據達到最大值，MAX_RT置高，TX FIFO中數據保留以便再次重發(fā);MAX_RT或TX_DS置高時，IRQ為低電平，產生中斷，報告MCU。最終成功發(fā)送時，如果CE為低電平則nRF24L01為空閑狀態(tài)1;如果發(fā)送存儲器中還有數據，那么進入下一輪發(fā)送模式。

在接收端，同樣要將nRF24L01設為接收模式，然后在延遲130μs后開始進入接收狀態(tài)。當接收方檢測到有數據來時，就將數據存儲在RXFIFO，此時標志位中斷，IRQ變低，產生中斷，此時MCU讀取數據，如果開啟了自動應答模式，接收方則自動進入應答狀態(tài)。

3 軟件設計與實現

3.1 軟件設計

軟件設計主要基于Keil c51 uVision4 C語言單片機開發(fā)環(huán)境，是現階段使用最廣泛，也最容易操作學習的軟件，基于80C51單片內核的處理軟件平臺來進行的開發(fā)，包含多種工業(yè)標準的開發(fā)工具，可以完成項目的管理，建立編譯、鏈接、對象代碼生成，軟件和硬件模擬完整的開發(fā)過程，特別是C編譯器生成的代碼工具的準確性和效率達到了更高的水平，在發(fā)展大型的項目非常理想。

STC-ISP是一款單片機下載編程燒錄軟件，是專門為STC系列單片機設計的，它適用于STC89系列、12C2052系列和12C5410等系列的STC單片機，使用簡便，被廣泛的使用。

基于以上兩個軟件，所設計的數據傳輸系統(tǒng)流程圖如圖3所示。

3.2 部分代碼

程序設計主要包含無線發(fā)送和接收兩部分，以無線發(fā)送為例，部分代碼如下：

4 結束語

基于AT89S52單片機數據通信終端系統(tǒng)設計完成后，將程序編譯生成的文件寫入單片機，并對系統(tǒng)的運行狀況進行觀察，實驗表明：本系統(tǒng)具有性能穩(wěn)定、操作簡單、性價比好的特點，很好的實現了通信終端數據無線傳輸的要求。其穩(wěn)定性好，價格低廉且電路結構簡單，適用于智能電子玩具、機器人等近距離無線傳輸，具有較好的實用價值。