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基于USB的无线传输系统设计

发布时间:2020-07-21 18:07:34 阅读: 来源:电热片厂家

引言

距离产生了通信的需求,距离的增加对通信提出了更高的要求。和有线通信相比,无线通信技术由于其更为方便实用而越来越得到更多的应用,实现无线传输的方案也是多种多样。本文中设计并实现了一种应用无线传输技术的单片机系统,该系统中使用USB2.0 接口与上位机相连,将数据传输到下位机,数据经无线传输后控制手持式便携设备。应用该系统的教学仿真器已经在实际中进行了应用,且得到了很好的效果。

1 系统的设计

为了实现计算机对某些系统的控制,常常使用单片机对下位机进行控制,而上位机和下位机之间可以通过串行接口、并行接口等接口实现通信。本文中通过USB2.0 接口实现了一个无线通信系统,系统的连接如图1 所示。

图1 无线传输系统连接

由图1 中可以看出,上位机接收用户操作,通过USB2.0接口发出,传输到下位机,数据经下位机处理后经无线发送设备发出。无线接收设备接收到发射出的信号后,将相应的信息显示在手持设备上,从而实现了上位机与手持设备之间的无线通信。这里,在手持设备上使用LED 显示上位机同步信息,因此,设计出无线传输系统的系统结构图如下页图2所示。

图2 无线传输系统结构

2 系统的具体实现

2.1 USB2.0 接口转串行接口的功能实现

由于下位机与上位机的连接采用目前较为流行的USB2.0 接口,以便于广泛的应用,但是由于下位机所使用的51 单片机不支持USB 接口,只支持标准的双工串行接口,因此需要在USB 接口与串行接口之间进行数据转换。这里采用FT232BM 芯片[3]完成此项功能。

FT232BM 的主要功能是进行USB 和串口之间的协议转换。芯片一方面可从主机接收USB 数据,并将其转换为串口的数据流格式发送给外设,另一方面外设可通过串口将数据转换为USB 的数据格式传回主机。中间的转换工作全部由芯片自动完成,开发者无须考虑固件的设计。FT232BM 内部主要由USB 收发器、串行接口引擎USB 协议引擎和先进先出(FIFO)控制器等构成。USB 收发器提供USB1.1/2.0 的全速物理接口到USB 总线,支持UHCI/OHCI 主控制器;串行接口引擎主要用于完成USB 数据的串/并双向转换,并按照USB1.1规范来完成USB 数据流的位填充/位反填充,以及循环冗余校验码(CRC5/CRC16)的产生和检错,USB 协议引擎管理来自USB 设备控制端口的数据流;FIFO 控制器处理外部接口和收发缓冲区间的数据转换。FIFO 控制器实现与单片机(如AT89C51 等)的接口,主要通过2 根数据线P30 和P31 及读写控制线来完成和单片机的数据交互。FT232BM 内含两个FIFO 数据缓冲区,一个是128 字节的接收缓冲区,另一个是384 字节的发送缓冲区。

2.2 无线数据传输的实现

根据系统的设计,无线数据传输部分由无线发射模块和无线接收模块两部分组成,无线发射模块选用GDTX6,它具有功率大发射频率稳定不受周边温度变化而改变等特点;无线接收模块选用GD-R5B,它是VHF/UHF 超高频无线数据传送高品质

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