摘 要

作为代替有线传输的一种通讯手段的短距离无线通讯是对有线通信方式的有力补充和发展，且因其具有价格低廉、功耗不大、开发上手简单的特点而被大量使用，但相比于有线传输其带宽有限导致数据传输速率不高通讯流量较小。

本文以51单片机作为核心控制器并基于CC1101无线射频通讯芯片进行收发，外加其他外部辅助电路及器件组成了基本的通信传输系统，实现了信息的无线发送和接收。文中先对涉及到的单片机模块、射频芯片模块、串行外设接口、1602液晶显示模块原理和知识进行简要介绍，再给出了系统的硬件和软件实现的各项细节，包括各个模块电路的原理图以及各个功能模块的函数和系统收发的流程图。本系统运行频率为属于ISM规定之内的433M频段，同时系统性能稳定可靠、功耗不大故达到预期的设计要求。

关键词：短距离无线通信； 51单片机； CC1101； 433M

Abstract

Short-range wireless communication which is a means of communication to substitute wired transmission, is a powerful complement and development of wired communication, and because it features low price, low power consumption, simple and swift development process so it is applied in large quantities, but due to its limited bandwidth compared to wired transmission, as a result its data transmission rate is relatively not so high and traffic flow is comparatively tiny.

In the paper the core controller is 51MCU, transmission and reception is based on CC1101 radio frequency communication chip, and form the basic communication transmission system plus other external auxiliary circuits and devices, and manage to transmit and receive information wirelessly. The paper first introduces the principle and knowledge of relevant modules such as MCU module, radio frequency chip module, serial peripheral interface module, 1602LCD module, then presents the various details of implementation of the system’s hardware and software, including the schematic of each module circuit and summary of the function of each functional module and the system’s flow chart of transmission and reception. The operating frequency of the system is 433M which is within the band stipulated by ISM regulation, while the performance of the system is stable and reliable, its power consumption is not high so it meet the previously expected design requirements.

Key Words：short-range wireless communication ；51 MCU ；CC1101 ；433M

目录

摘 要 I

Abstract II

第1章 绪论 1

1.1研究背景及意义 1

1.2国内外研究状况 2

1.3研究内容及章节安排 3

第2章 系统原理介绍 5

2.1单片机模块介绍 5

2.1.1 I/O口 5

2.1.2 串口 6

2.1.3 定时器 7

2.1.4 中断系统 9

2.2 射频芯片介绍 9

2.2.1 四线串行配置和数据接口 11

2.2.2 同步串行SPI 13

2.3 显示模块介绍 15

第3章 系统设计与实现 17

3.1硬件设计 17

3.1.1总体设计框图 17

3.1.2单片机最小系统 17

3.1.3 射频模块 18

3.1.4 LCD模块 20

3.2软件设计 21

3.2.1 关键函数介绍 21

3.2.2发送模块 23

3.2.3接收模块 24

3.3测试结果 25

第4章 总结与展望 27

4.1工作总结 27

4.2工作展望 27

参考文献 29

致 谢 30

第1章 绪论

1.1研究背景及意义

Internet以及无线通讯不停地在演变和扩张，作为组成一份子的通讯网络设施已然与形成了与各行各业不可分离的密切联系。现代生产生活中无线通讯有着至关重要的意义与使命，而在其中可看做一个主要的枝干的短距离通讯也随之引起人们普遍的注意和关心。同时消费者对有着更小的体型与更低的功率与更便于携带特性的无线通讯产品的需求也越来越迫切。

从理论上看来短距离无线通讯是一个很宽泛的领域，普遍地说只要是采用电磁波作为传输和通信的媒介，两个相隔不远一般来说是数十米远的地方互传信息被叫做短距离无线通讯^[1]。并且通常是采用无线通讯模块的形式进行，这个模块主体是采用数字调制方式的射频集成芯片，外加MCU和些许辅助电路所组成。频移键控是这些射频芯片广泛使用的调制手段，且其收发频率一般位于ISM所规定的的频率之内。这些模块传输信息采用的收发协议一般都不复杂，有的采用透明传送有的只是进行简易加密处理。并且只需输入特定的命令报文就能实现并不复杂的无线通讯传输，使用者不需要深刻理解和熟练掌握相关的原理和运行机理。同时它们的收发速率不算很快，因此适合组建小型化的传输系统。

作为代替有线传输的一种通讯手段，短距离通讯在不少场合都有普遍的运用。因为有了它，受限于现实物理场景和相关前提而不便使用有线传送的难题迎刃而解，并且在费用和便携性方面也优于有线设备。短距离无线可被看作为在一百米的范围之内进行数据传送和信息交换的一种技术手段。短距离无线通讯的发射和接收频率都处于ISM频段即世界上统一规定的工业科技医学专用频段。运行于上述频段的电子设备无需申请只要遵从相关规定功率不要超出一定范围以防影响邻近频段就可以。价格便宜、功率极小、通讯双方地位等同是短距离无线的3个主要特点也是主要优点。第一点在网络时代通信设备的数量急剧增加，如果价格上太高的话想实现这些设备间的互联互通是非常难的一件事。第二点功率极低是短距离无线通讯典型之处，因为短距离无线的通讯距离不会很远中途的阻碍也相对较少功率自然就不用太高，大多以毫瓦为计量单位，这个特点大大扩展了其可以使用的场合，因为许多电子设备的供电装置是电池而功耗是影响电池更换频次的重要因素，因而间接地影响了使用和维护的成本。第三点通讯双方地位等同也是短距离无线的很大的一个特点，这一点和依靠网络基站的长距离通信不同，由于设备之间的地位等同故无需中间设备进行转发，也导致了无线应用接口和通信管理协议相对不那么复杂，公用的信道资源也一般是采取比如载波侦听冲突避免多址接入的方式进行共享。