自動(dòng)化畢業(yè)論文開(kāi)題報(bào)告

時(shí)間：2020-10-10 14:01:52 開(kāi)題報(bào)告我要投稿

自動(dòng)化畢業(yè)論文開(kāi)題報(bào)告范例

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自動(dòng)化畢業(yè)論文開(kāi)題報(bào)告范例

　　題目：2.4G數(shù)據(jù)通訊模塊設(shè)計(jì)

　　一、選題的背景與意義：

　　大家所謂的2.4G無(wú)線(xiàn)技術(shù)，其頻段處于2.405GHz-2.485GHz(科學(xué)、醫(yī)藥、農(nóng)業(yè))之間。所以簡(jiǎn)稱(chēng)為2.4G無(wú)線(xiàn)技術(shù)。這個(gè)頻段里是國(guó)際規(guī)定的免費(fèi)頻段，是不需要向國(guó)際相關(guān)組織繳納任何費(fèi)用的。這就為2.4G無(wú)線(xiàn)技術(shù)可發(fā)展性提供了必要的有利條件。而且2.4G無(wú)線(xiàn)技術(shù)不同于之前的27MHz無(wú)線(xiàn)技術(shù)，它的工作方式是全雙工模式傳輸，在抗干擾性能上要比27MHz有著絕對(duì)的優(yōu)勢(shì)。這個(gè)優(yōu)勢(shì)決定了它的超強(qiáng)抗干擾性以及最大可達(dá)10米的傳輸距離。此外2.4G無(wú)線(xiàn)技術(shù)還擁有理論上2M的數(shù)據(jù)傳輸速率，比藍(lán)牙的1M理論傳輸速率提高了一倍。這就為以后的應(yīng)用層提高了可靠的保障。綜合2.4G、藍(lán)牙以及27MHz這三種常用的無(wú)線(xiàn)傳輸技術(shù)，2.4G有著自己獨(dú)到的優(yōu)勢(shì)所在。相比藍(lán)牙它的產(chǎn)品制造成本更低，提供的數(shù)據(jù)傳輸速率更高。相比同樣免費(fèi)的27MHz無(wú)線(xiàn)技術(shù)它的抗干擾性、最大傳輸距離以及功耗都遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出。

　　2.4G無(wú)線(xiàn)鍵鼠套裝已經(jīng)出現(xiàn)有一段時(shí)間了，而且一直穩(wěn)定占據(jù)著中低端無(wú)線(xiàn)鍵鼠的市場(chǎng)。藍(lán)牙目前還是被作為高端無(wú)線(xiàn)技術(shù)應(yīng)用在鍵鼠之上。市場(chǎng)份額相對(duì)較少但是卻不可或缺，因?yàn)樗{(lán)牙有本身相對(duì)開(kāi)放的連接協(xié)議。而不是2.4G無(wú)線(xiàn)的通過(guò)兌碼實(shí)現(xiàn)的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)連接。不過(guò)，因?yàn)殒I鼠的身份比較特殊，一臺(tái)電腦一套鍵鼠已經(jīng)足以應(yīng)付。不像PSP或是手機(jī)那樣本身就是一個(gè)載體可以利用藍(lán)牙的點(diǎn)對(duì)面功能收發(fā)數(shù)據(jù)，這就決定了2.4G無(wú)線(xiàn)技術(shù)在鍵鼠產(chǎn)品上是未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)所在。

　　既然是未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)，被用戶(hù)廣泛應(yīng)用是時(shí)間遲早的問(wèn)題。講究便攜、抗干擾、以及傳輸距離的HTPC用戶(hù)恰好和2.4G無(wú)線(xiàn)技術(shù)的諸多特點(diǎn)相融合。如今很多知名的鍵鼠廠(chǎng)商已經(jīng)把未來(lái)的無(wú)線(xiàn)技術(shù)產(chǎn)品發(fā)展方向?qū)?zhǔn)了2.4G。有了大的廠(chǎng)商帶動(dòng)，相信越來(lái)越多的用戶(hù)會(huì)對(duì)2.4G無(wú)線(xiàn)鍵鼠產(chǎn)品產(chǎn)生濃厚的興趣。

　　通過(guò)我們一直以來(lái)對(duì)市場(chǎng)中大部分品牌的資料收集，基本目前市場(chǎng)中的2.4G無(wú)線(xiàn)鍵鼠產(chǎn)品所用到的無(wú)線(xiàn)收發(fā)模塊都是NRF24L01芯片，此款芯片出自挪威著名IC芯片公司Nordic。

　　nRF24L01是單片射頻收發(fā)芯片，工作于2.4～2.5 GHz ISM頻段。工作電壓為1.9～3.6 V，有多達(dá)125個(gè)頻道可供選擇�？赏ㄟ^(guò)SPI寫(xiě)入數(shù)據(jù)，最高可達(dá)10 Mb/s，數(shù)據(jù)傳輸率最快可達(dá)2 Mb/s，并且有自動(dòng)應(yīng)答和自動(dòng)再發(fā)射功能。和上一代nRF2401相比，nRF24L01數(shù)據(jù)傳輸率更快，數(shù)據(jù)寫(xiě)入速度更高，內(nèi)嵌的功能更完備。芯片能耗非常低，以-6 dBm的功率發(fā)射時(shí)，工作電流只有9 mA，接收時(shí)工作電流只有12.3 mA，多種低功率工作模式(掉電模式和空閑模式)使節(jié)能設(shè)計(jì)更方便。這就不難發(fā)現(xiàn)為什么絕大部分甚至微軟、羅技這樣的知名鍵鼠企業(yè)都普遍采用NRF24L01芯片作為收發(fā)芯片的原因。

　　二、研究的基本內(nèi)容與擬解決的主要問(wèn)題：

　　LT8900是一款高集成度的2.4GHZ的無(wú)線(xiàn)收發(fā)芯片，片上集成發(fā)射機(jī)，接收機(jī)，頻率綜合器，GFSK調(diào)制解調(diào)器。發(fā)射機(jī)支持功率可調(diào)，接收機(jī)采用數(shù)字?jǐn)U展通信機(jī)制，在復(fù)雜環(huán)境和強(qiáng)干擾條件下，可以達(dá)到優(yōu)良的收發(fā)性能。外圍電路簡(jiǎn)單，只需搭配MCU以及少數(shù)外圍被動(dòng)器件。LT8900傳輸GFSK信號(hào)，發(fā)射功率約為2dBm，最大可以到6dBm。接收機(jī)采用低中頻結(jié)構(gòu)，接收靈敏度可以達(dá)到-87dBm。數(shù)字信道能量檢測(cè)可以隨時(shí)監(jiān)控信道質(zhì)量。

　　片上的'發(fā)射接收FIFO寄存器可以和MCU進(jìn)行通信，存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，然后以1Mbps數(shù)據(jù)率在空中傳輸。它內(nèi)置了CRC，F(xiàn)EC，auto-ack和重傳機(jī)制，可以大大簡(jiǎn)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)并優(yōu)化性能。

　　數(shù)字基帶支持4線(xiàn)SPI和2線(xiàn)I2C接口，此外還有Reset，Pkt_flag, Fifo_flag三個(gè)數(shù)字接口。

　　為了提高電池使用壽命，芯片在各個(gè)環(huán)節(jié)都降低功耗，芯片最低工作電壓可以到2.2V，在保持寄存器值條件下，最低電流為1uA。

　　芯片有QFN24 4*4mm和SSOP16封裝，都符合RoHS標(biāo)準(zhǔn)。

　　模塊必須用信號(hào)調(diào)制才能正常工作，常見(jiàn)的固定碼編碼器件如PT2262/2272，只要直接連接即可，非常簡(jiǎn)單，因?yàn)槭菍?zhuān)用編碼芯片，所以效果很好傳輸距離很遠(yuǎn)。

　　模塊配合單片機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)通訊時(shí)有一定的技巧：

　　1、合理的通訊速率

　　數(shù)據(jù)模塊的最大傳輸數(shù)據(jù)速率為9.6KBs，一般控制在2.5k左右，過(guò)高的數(shù)據(jù)速率會(huì)降低接收靈敏度及增大誤碼率甚至根本無(wú)法工作。

　　2、合理的信息碼格式

　　單片機(jī)和模塊工作時(shí)，通常自己定義傳輸協(xié)議，不論用何種調(diào)制方式，所要傳遞的信息碼格式都很重要，它將直接影響到數(shù)據(jù)的可靠收發(fā)。

　　3、單片機(jī)對(duì)接收模塊的干擾

　　單片機(jī)模擬2262時(shí)一般都很正常，然而單片機(jī)模擬2272解碼時(shí)通常會(huì)發(fā)現(xiàn)遙控距離縮短很多，這是因?yàn)閱纹瑱C(jī)的時(shí)鐘頻率的倍頻都會(huì)對(duì)接收模塊產(chǎn)生干擾，51系列的單片機(jī)電磁干擾比較大，2051稍微小一些，PIC系列的比較小，我們需要采用一些抗干擾措施來(lái)減小干擾。比如單片機(jī)和遙控接收電路分別用兩個(gè)5伏電源供電，將接收板單獨(dú)用一個(gè)78L05供電，單片機(jī)的時(shí)鐘區(qū)遠(yuǎn)離接收模塊，降低單片機(jī)的工作頻率，中間加入屏蔽等。

　　接收模塊和51系列單片機(jī)接口時(shí)最好做一個(gè)隔離電路，能較好地遏制單片機(jī)對(duì)接收模塊的電磁干擾。

　　接收模塊工作時(shí)一般輸出的是高電平脈沖，不是直流電平，所以不能用萬(wàn)用表測(cè)試，調(diào)試時(shí)可用一個(gè)發(fā)光二極管串接一個(gè)3K的電阻來(lái)監(jiān)測(cè)模塊的輸出狀態(tài)。

　　無(wú)線(xiàn)數(shù)據(jù)模塊和PT2262/PT2272等專(zhuān)用編解碼芯片使用時(shí)，連接很簡(jiǎn)單只要直接連接即可，傳輸距離比較理想，一般能達(dá)到600米以上，如果和單片機(jī)或者微機(jī)配合使用時(shí)，會(huì)受到單片機(jī)或者微機(jī)的時(shí)鐘干擾，造成傳輸距離明顯下降，一般實(shí)用距離在200米以?xún)?nèi)。

　　三、研究的方法與技術(shù)路線(xiàn)：

　　1.查閱資料，在圖書(shū)館和網(wǎng)上查閱相關(guān)資料，了解本課題所涉及的相關(guān)內(nèi)容，記錄有用的文獻(xiàn)資料。

　　2.運(yùn)用軟件Protel繪制電路圖，運(yùn)用keil uvision進(jìn)行程序的設(shè)計(jì)。

　　3.使用電烙鐵和焊錫進(jìn)行實(shí)物焊接。

　　4.給模塊接上直流穩(wěn)壓電源進(jìn)行調(diào)試，因?yàn)楸菊n題所做模塊為遙控器的主要組成部分，所以信號(hào)輸入是使用開(kāi)發(fā)板進(jìn)行模擬信號(hào)輸入，信號(hào)接收裝置接收信號(hào)并顯示，以此判斷此模塊是否實(shí)現(xiàn)功能。

　　四、研究的總體安排與進(jìn)度：

　　1.20XX年3月14日，開(kāi)題答辯

　　2.20XX年3月15日至20XX年4月15日，確定畢業(yè)設(shè)計(jì)大綱，完成畢業(yè)設(shè)計(jì)初稿。

　　3.20XX年4月16日至20XX年4月25日，畢業(yè)設(shè)計(jì)中期檢查。

　　4.20XX年4月26日至20XX年5月17日，畢業(yè)設(shè)計(jì)答辯準(zhǔn)備。

　　5.20XX年5月18日之后，畢業(yè)設(shè)計(jì)答辯

　　五、主要參考文獻(xiàn)：

　　[1] 夏華，無(wú)線(xiàn)通信模塊設(shè)計(jì)與物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用開(kāi)發(fā)，電子工業(yè)出版社, 2011.06

　　[2] 杜思深主編，無(wú)線(xiàn)數(shù)據(jù)通信技術(shù)，電子工業(yè)出版社, 2011

　　[3] 孫學(xué)康, 劉勇，無(wú)線(xiàn)傳輸與接入技術(shù)，人民郵電出版社，2010.07

　　[4] 普羅科斯，數(shù)字通信(第5版)，電子工業(yè)出版社，2011.06

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