
基于ARM的视距无线通信网络的设计与实现
作品编号:DZDQ1223 开发环境: WORD全文:50页 论文字数:17000字 此基于ARM的视距无线通信网络的设计与实现毕业设计完整版包含[开题报告,论文] |
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在本设计方案中核心为基于ARM内核的LPC2138微处理器的主控模块。利用LPC2138中的UARTl及部分GPIO作为射频模块的数据收发及控制接口,使其形成无线收发模块;利用UARTO通过电平转换作为PC计算机接口;利用GPIO作为人机界面接口,以实现对系统的操作和信息反馈;电源部分可以采用相关的电源芯片为微处理器及射频模块提供工作电压。
本系统以基于ARM的嵌入式硬件系统为控制和接入模块,通过扩展射频模块用于无线数据传输,完成了系统相关驱动程序和通信协议等底层软件设计[16],实现了软件层次化、模块化开发,形成了一个完整的基于ARM的无线数据传输系统嵌入式开发及应用平台。
文章分为以下几个方面进行叙述:
第一章,介绍了论文的研究背景、意义和无线数据传输等技术基础;
第二章,为系统的整体设计。从系统需求和功能着手,对系统硬件设计,方案选取及整体框架进行了分析和介绍。
第三章,对系统的硬件设计进行了详细介绍,包括基于LPC2138节点主控模块的电路设计与分析、基于nRF403射频模块电路设计与分析,并对系统硬件抗干扰技术进行了介绍。
第四章,进行了串口驱动,射频模块驱动程序开发和通信协议设计。
第五章,对本文进行了总结,对后续工作进行了展望。
本文研究和设计了基于ARM的无线数据传输系统原型,完成了硬软件平台构建和底层软件设计等方面的工作,为实现工程应用奠定了基础。主要工作包括:
1)系统整体架构的设计。设计了可扩展,模块化、层次化的无线传输系统软硬件结构模型。
2)设计了基于ARM微处理器的无线数据传输系统硬件平台,完成了基于LPC2138的系统主控模块电源、时钟、串行通信、开发与调试接口等外围电路设计,其中射频模块的数据收发及控制是利用微处理器的UART1及部分GPIO为接口,形成无线收发模块;而PC计算机接口则是利用的UARTO电平转换;利用GPIO作为人机界面接口,以实现对系统的操作和信息反馈,完成基于nRF403无线射频模块的性能分析,电路设计工作等。
3)完成系统实串行通信、射频模块驱动程序、数据链路层通信协议等底层软件设计。
其中基于ARM的主控模块和基于nRF403的无线射频模块电路设计,嵌入式操作系统平台的构建,串口驱动及基于串行通信的无线射频模块驱动及软硬件系统综合验证是本系统设计解决的关键问题。
目 录
摘 要 I
Abstract II
第1章 绪论 1
1.1 课题研究的背景及意义 1
1.2 几种短距离无线数据通信技术 1
1.3 论文主要内容和结构 3
第2章 系统整体方案设计 4
2.1 系统方案设计 4
2.2 微处理器的选择 5
2.3 射频模块的选择 7
2.4 系统PC接口方式选择 7
第3章 系统硬件电路设计 8
3.1 微处理器及其外围电路设计 8
3.1.1 微处理器特性和功能 8
3.1.2 系统时钟电路 10
3.1.3 复位电路 11
3.1.4 JTAG接口电路 12
3.1.5 串行接口电路 12
3.1.6 射频模块接口 13
3.2 电源模块设计 14
3.3 射频模块电路设计 16
3.3.1 nRF403结构原理及管脚定义 16
3.3.2 nRF403电路设计 18
3.4 显示模块电路设计 19
3.5 硬件电路抗干扰措施 20
第4章 无线数据传输系统软件设计 22
4.1 系统方案验证 22
4.2 硬件驱动程序设计 22
4.2.1 串口驱动程序设计 23
4.2.2 射频模块驱动程序设计 26
4.3 简单无线通信协议设计 28
4.3.1 无线通信协议分层与功能 28
4.3.2 通信协议的具体描述 28
4.3.3 通信协议数据帧结构 29
结论 31
参考文献 32
致 谢 34
附 录A 35
附 录B 36
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本系统以基于ARM的嵌入式硬件系统为控制和接入模块,通过扩展射频模块用于无线数据传输,完成了系统相关驱动程序和通信协议等底层软件设计[16],实现了软件层次化、模块化开发,形成了一个完整的基于ARM的无线数据传输系统嵌入式开发及应用平台。
文章分为以下几个方面进行叙述:
第一章,介绍了论文的研究背景、意义和无线数据传输等技术基础;
第二章,为系统的整体设计。从系统需求和功能着手,对系统硬件设计,方案选取及整体框架进行了分析和介绍。
第三章,对系统的硬件设计进行了详细介绍,包括基于LPC2138节点主控模块的电路设计与分析、基于nRF403射频模块电路设计与分析,并对系统硬件抗干扰技术进行了介绍。
第四章,进行了串口驱动,射频模块驱动程序开发和通信协议设计。
第五章,对本文进行了总结,对后续工作进行了展望。
本文研究和设计了基于ARM的无线数据传输系统原型,完成了硬软件平台构建和底层软件设计等方面的工作,为实现工程应用奠定了基础。主要工作包括:
1)系统整体架构的设计。设计了可扩展,模块化、层次化的无线传输系统软硬件结构模型。
2)设计了基于ARM微处理器的无线数据传输系统硬件平台,完成了基于LPC2138的系统主控模块电源、时钟、串行通信、开发与调试接口等外围电路设计,其中射频模块的数据收发及控制是利用微处理器的UART1及部分GPIO为接口,形成无线收发模块;而PC计算机接口则是利用的UARTO电平转换;利用GPIO作为人机界面接口,以实现对系统的操作和信息反馈,完成基于nRF403无线射频模块的性能分析,电路设计工作等。
3)完成系统实串行通信、射频模块驱动程序、数据链路层通信协议等底层软件设计。
其中基于ARM的主控模块和基于nRF403的无线射频模块电路设计,嵌入式操作系统平台的构建,串口驱动及基于串行通信的无线射频模块驱动及软硬件系统综合验证是本系统设计解决的关键问题。
目 录
摘 要 I
Abstract II
第1章 绪论 1
1.1 课题研究的背景及意义 1
1.2 几种短距离无线数据通信技术 1
1.3 论文主要内容和结构 3
第2章 系统整体方案设计 4
2.1 系统方案设计 4
2.2 微处理器的选择 5
2.3 射频模块的选择 7
2.4 系统PC接口方式选择 7
第3章 系统硬件电路设计 8
3.1 微处理器及其外围电路设计 8
3.1.1 微处理器特性和功能 8
3.1.2 系统时钟电路 10
3.1.3 复位电路 11
3.1.4 JTAG接口电路 12
3.1.5 串行接口电路 12
3.1.6 射频模块接口 13
3.2 电源模块设计 14
3.3 射频模块电路设计 16
3.3.1 nRF403结构原理及管脚定义 16
3.3.2 nRF403电路设计 18
3.4 显示模块电路设计 19
3.5 硬件电路抗干扰措施 20
第4章 无线数据传输系统软件设计 22
4.1 系统方案验证 22
4.2 硬件驱动程序设计 22
4.2.1 串口驱动程序设计 23
4.2.2 射频模块驱动程序设计 26
4.3 简单无线通信协议设计 28
4.3.1 无线通信协议分层与功能 28
4.3.2 通信协议的具体描述 28
4.3.3 通信协议数据帧结构 29
结论 31
参考文献 32
致 谢 34
附 录A 35
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