?引言

　　距離產生了通信的需求，距離的增加對通信提出了更高的要求。和有線通信相比，無線通信技術由于其更為方便實用而越來越得到更多的應用，實現無線傳輸的方案也是多種多樣。本文中設計并實現了一種應用無線傳輸技術的單片機系統，該系統中使用USB2.0 接口與上位機相連，將數據傳輸到下位機，數據經無線傳輸后控制手持式便攜設備。應用該系統的教學仿真器已經在實際中進行了應用，且得到了很好的效果。

　　1 系統的設計

　　為了實現計算機對某些系統的控制，常常使用單片機對下位機進行控制，而上位機和下位機之間可以通過串行接口、并行接口等接口實現通信。本文中通過USB2.0 接口實現了一個無線通信系統，系統的連接如圖1 所示。

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圖1 無線傳輸系統連接

　　由圖1 中可以看出，上位機接收用戶操作，通過USB2.0接口發出，傳輸到下位機，數據經下位機處理后經無線發送設備發出。無線接收設備接收到發射出的信號后，將相應的信息顯示在手持設備上，從而實現了上位機與手持設備之間的無線通信。這里，在手持設備上使用LED 顯示上位機同步信息，因此，設計出無線傳輸系統的系統結構圖如下頁圖2所示。

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圖2 無線傳輸系統結構

　　2 系統的具體實現

　　2.1 USB2.0 接口轉串行接口的功能實現

　　由于下位機與上位機的連接采用目前較為流行的USB2.0 接口，以便于廣泛的應用，但是由于下位機所使用的51 單片機不支持USB 接口，只支持標準的雙工串行接口，因此需要在USB 接口與串行接口之間進行數據轉換。這里采用FT232BM 芯片[3]完成此項功能。

　　FT232BM 的主要功能是進行USB 和串口之間的協議轉換。芯片一方面可從主機接收USB 數據，并將其轉換為串口的數據流格式發送給外設，另一方面外設可通過串口將數據轉換為USB 的數據格式傳回主機。中間的轉換工作全部由芯片自動完成，開發者無須考慮固件的設計。FT232BM 內部主要由USB 收發器、串行接口引擎USB 協議引擎和先進先出（FIFO）控制器等構成。USB 收發器提供USB1.1/2.0 的全速物理接口到USB 總線，支持UHCI/OHCI 主控制器；串行接口引擎主要用于完成USB 數據的串/并雙向轉換，并按照USB1.1規范來完成USB 數據流的位填充/位反填充，以及循環冗余校驗碼（CRC5/CRC16）的產生和檢錯，USB 協議引擎管理來自USB 設備控制端口的數據流；FIFO 控制器處理外部接口和收發緩沖區間的數據轉換。FIFO 控制器實現與單片機（如AT89C51 等）的接口，主要通過2 根數據線P30 和P31 及讀寫控制線來完成和單片機的數據交互。FT232BM 內含兩個FIFO 數據緩沖區，一個是128 字節的接收緩沖區，另一個是384 字節的發送緩沖區。

　　2.2 無線數據傳輸的實現

　　根據系統的設計，無線數據傳輸部分由無線發射模塊和無線接收模塊兩部分組成，無線發射模塊選用GDTX6，它具有功率大發射頻率穩定不受周邊溫度變化而改變等特點；無線接收模塊選用GD-R5B，它是VHF/UHF 超高頻無線數據傳送高品質超外差接收模塊，采用超高頻，低噪聲大規模集成電路，是具有極高性價比，有完善的抗靜電保護，可靠性高及遠距離傳輸的接收模塊。

　　（1）數據發送平臺的實現。

　　數據發送平臺工作原理如圖3 所示，是將PC 機產生的動作數據通過USB 接口芯片接收到接收處理器內，然后由接收處理器進行地址和數據的混編處理后，再送入無線數據發送處理器，最后把數據和地址一同通過處理器的串行通信口送入無線發送模塊將混合數據發送出去。

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圖3 數據發送平臺電路