【正文】 節(jié)的數(shù)據(jù)來完成垂直與水平的坐標(biāo)地址 )，再寫入兩個 8 位的資料到繪圖 RAM，而地址計數(shù)器（ AC）會自動加一 。 程序的優(yōu)劣可以從兩個方面評估 ： 定量指標(biāo)和定性指標(biāo) 。 國內(nèi)普及的 MSP430 開發(fā)軟件種內(nèi)不多，主要有 IAR 公司的 Embedded Workbench for MSP430（簡稱為 EW430）和 AQ430。 圖 311 RS232接口電路 陜西科技大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計說明書） 22 4 系統(tǒng)軟件設(shè)計 開發(fā)工具及使用語言 該系統(tǒng)使用 C 語言進(jìn)行程序編寫，選擇 IAR Embedded Workbench 作為軟件開 發(fā)調(diào)試環(huán)境 。 在自動重發(fā)模式時， DR 信號在前導(dǎo)碼的開始時置高，在前導(dǎo)碼的結(jié)束開始時置低，數(shù)據(jù)準(zhǔn)備就緒（ DR）信號在每次數(shù)據(jù)包傳輸?shù)拈_始時產(chǎn)生脈沖。 （ b） 地址匹配 當(dāng) nRF905 工作在接受模式時，引入的數(shù)據(jù)包的地址與器件自身 地址相同時，地址匹配引腳（ AM）被置高，使用這個引腳控制被指示在數(shù)據(jù)準(zhǔn)備就緒（ DR）信號置高前，器件正在接收數(shù)據(jù)，如果數(shù)據(jù)準(zhǔn)備就緒（ DR）信號沒有置高，例如 CRC 校驗錯誤，地址匹配引腳（ AM）在數(shù)據(jù)包接收結(jié)束時復(fù)位置低，這一特征對 MCU 特別有用。 （ b） SPI 接口： SPI 接口由 CSN、 SCK、 MOSI 以及 MISO 組成。 （ e） 接收有效數(shù)據(jù)（ TXPayload）：寄存器包含接收到的有效 ShockBurst 數(shù)據(jù)包數(shù)據(jù)，字節(jié)長度由配置寄存器設(shè)置。 （ a） 狀態(tài)寄存器（ StatusRegister）：寄存器包含數(shù)據(jù)就緒 DR 和地址匹配 AM狀態(tài)。在此模式中，配置字的內(nèi)容保持不變。當(dāng)進(jìn)入這種模式時，一部分晶體振蕩器是活動的。當(dāng)進(jìn)入這種模式時， nRF905 是不活動的狀態(tài)。 （ g） MCU可以以合適的速率通過 SPI 接口讀出有效數(shù)據(jù) 。 （ c） 當(dāng) nRF905 發(fā)現(xiàn)和接收頻率相同的載波時，載波檢測 CD 被置高 。 （ c） 如果 AUTO_RETRAN 被設(shè)置為高 nRF905 將連續(xù)地發(fā)送數(shù)據(jù)包直到 TRX_CE被設(shè)置為低 。 nRF905 有兩種工作模式（ RX/TX）和兩種節(jié)電模式，活動模式為 ShockBurst RX和 ShockBurst TX，節(jié)電模式為掉電和 SPI 編程及 Standby 和 SPI 編程，如表 32 所示。 nRF905 通過 ShockBurst 工作模式在 RF 以最大速率進(jìn)行連接時降低數(shù)字應(yīng)用部分的速度來降低在應(yīng)用中的平均電流消耗。傳輸前聽的載波檢測協(xié)議，當(dāng)正確的數(shù)據(jù)包被接收或發(fā)送時有數(shù)據(jù)準(zhǔn)備就緒信號輸出，偵測接收的數(shù)據(jù)包當(dāng)?shù)刂氛_輸出地址匹配信號。 超市電子導(dǎo)購小車設(shè)計 15 圖 37 電壓 變換 電路圖 無線數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng) nRF905 是挪威 Nordic 公司推出的單射頻發(fā)射器芯片，工作電壓為 V ， 32引腳封裝（ 55），工作于 433/868/915MHz3 個頻道。 圖 35 PS/2 鍵盤接口 電路 電源電路 利用 USB 電源線引出 5V 電壓 ， 采用 LM1117 電壓轉(zhuǎn)換芯片將電源電壓轉(zhuǎn)換為 ，給單片機(jī)和 nNF905 模塊進(jìn)行供電。條碼掃描槍輸出的數(shù)據(jù)經(jīng) PS/2 鍵盤接口 傳送至單片機(jī)，單片機(jī)接收到商品的條形碼值后即在內(nèi)部存儲的數(shù)據(jù)庫中查找與該條碼值對應(yīng)的商品，并自動將該商品價格與之前購買的商品價格進(jìn)行累加。 注 3：如背光和模塊共用一個電源，可以將模塊上的 JA、 JK 用焊錫短接。 （ 1） 字符型液晶屏 YM12864 的基本特性 （ a） 低電源電壓 （ b） 顯示分辨率 :128 64 點 （ c） 內(nèi)置漢字字庫，提供 8192 個 16 16 點陣漢字 (簡繁體可選 ) （ d） 內(nèi)置 128 個 16 8 點陣字符 （ e） 2MHZ 時鐘頻率 （ f） 顯示方式： STN、半透、正顯 （ g） 驅(qū)動方式： 1/32DUTY， 1/5BIAS （ h） 視角方向： 6 點 （ i） 背光方式：側(cè)部高亮白色 LED，功耗僅為普通 LED 的 1/5— 1/10 （ j） 通訊方式：串行、并口可選 （ k） 內(nèi)置 DCDC 轉(zhuǎn)換電路，無需外加負(fù)壓 （ l） 無需片選信號，簡化軟件設(shè)計 （ 2） 功能方框圖 圖 32 YM12864 的功能方框圖 （ 3） 并口方式的管腳說明 由于本系統(tǒng)中采用并行的方式連接液晶屏，這里只介紹并口方式下各管腳的定義。由于在 CPU的頭文件中對 CPU內(nèi)的各寄存器和模塊的各種 工作模式都作了詳盡的定義，所以編程時盡可能的利用 。另外工作電壓對功耗的影響：電壓越低功耗也越低。因此，一旦響應(yīng)了中斷，即使有優(yōu)先級更高的可屏蔽中斷出現(xiàn)，也不會中斷當(dāng)前正在響應(yīng)的中斷，去響應(yīng)另外的中斷。 （ c） 可屏蔽中斷的中斷來源于具有中斷能力的外圍模塊，包括看門狗定時器工作在定時器模式時溢出產(chǎn)生的中斷。響應(yīng)不可屏蔽中斷時，硬件自動將 OFIE、NMIE、 ACCVIE 復(fù)位。由于 CPU的運(yùn)算速度和退出低功耗的速度很快，所以在應(yīng)用中， CPU 大部分時間都處于低功耗狀態(tài)。但 MSP430 不對工作在低頻模式的 LFXT1 進(jìn)行監(jiān)測。ACLK 的信號源為 LFXT1。供外圍模塊使用。供外圍模塊使用。 （ a） MCLK 系統(tǒng)主時鐘。 （ e） 豐富的功能模塊，這些功能模塊包括：多通道 10－ 14 位 AD 轉(zhuǎn)換器；雙路12 位 DA 轉(zhuǎn)換器；比較器；液晶驅(qū)動器；電源電壓檢測；串行口 USART(UART/SPI）；硬件乘法器；看門狗定時器，多個 16 位、 8 位定時器（可進(jìn)行捕獲，比較， PWM 輸出）；DMA 控制器。 MSP430 系列單片機(jī)主要特點： （ a） 低電源電壓范圍， ～ 。由于它具有集成度高，外圍設(shè)備豐富，超低功耗等優(yōu)點。然而由于它具有較高的性價比和傳輸?shù)目煽啃?。單個發(fā)光二極管只能指示一種狀態(tài)，多位 LED 數(shù)碼管可以顯示簡單的字符串和數(shù)字型參數(shù)，液晶顯示屏能夠顯示的內(nèi)容最豐富，可以同時顯示字符和圖形，便于開發(fā)友好的人機(jī)交互式界面。 由于 nRF905 功耗低，工作可靠 nRF905 沒有復(fù)雜的通信協(xié)議，完全對用戶透明，同種產(chǎn)品之間可以自由通信，因此很適用于無線數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)的設(shè)計。 nRF24L01 功耗低 ,在以 6 dBm的功率發(fā)射時，工作電流也只有 9 mA。該芯片集成了高頻發(fā)射、高頻接收、 PLL 合成、超市電子導(dǎo)購小車設(shè)計 7 FSK 調(diào)制、 FSK 解調(diào)、雙頻道切換等功能，具有 性能優(yōu)異、功耗低、使用方便等特點。它的工作頻帶在 31 868 及 915MHZ，但CC1000 很容易通過編程使其工作在 300~1000MHz 范圍內(nèi)。 （ c） 功耗：大多數(shù)無線收發(fā)芯片是應(yīng)用在便攜式產(chǎn)品上的，因此功耗 非常重要，應(yīng)該根據(jù)需要選擇綜合功耗較小的產(chǎn)品。無線收發(fā)芯片的種類和數(shù)量比較多，在設(shè)計中選擇合適芯片可以提高產(chǎn)品開發(fā)周期、節(jié)約成本。它可應(yīng)用在 :無線數(shù)據(jù)通訊、報警和安全系統(tǒng)、自動測試系統(tǒng)、家庭自動化控制、遙控裝置、監(jiān)測、車輛安全系統(tǒng)、工業(yè)控制和無線通訊電信終端。 （ 6） 無線單片技術(shù) 無線單片技術(shù)是將成熟的單片機(jī)技術(shù)與無線技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物。 UWB 主要應(yīng)用在小范圍、高分辨率、能夠穿透墻壁、地面和身體的雷達(dá)和圖像系統(tǒng)中。由于 UWB可以利用低功耗、低復(fù)雜度發(fā)射 /接收機(jī)實現(xiàn)高速數(shù)據(jù)傳輸，在近年來得到了迅速發(fā)展。 Zigbee 技術(shù)和 RFID 技術(shù)在 2020 年就被列為當(dāng)今世界發(fā)展最快，市場前景最廣闊的十大最新技術(shù)中的兩個。另外整個 Zigbee 網(wǎng)絡(luò)還可以與現(xiàn)有的其它的各種網(wǎng)絡(luò)連接。更多新的 WiFi 標(biāo)準(zhǔn)正在制定之中。 （ 3） (WiFi) 技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)是無線局域網(wǎng)的國際標(biāo)準(zhǔn)，使用 的 ISM 頻段，采用直接序列擴(kuò)頻 DSSS技術(shù)進(jìn)行調(diào)制解調(diào)增強(qiáng)了抗干擾能力，提高了傳輸速度。它利用紅外線的通斷表示計算機(jī)中的 01 邏輯，通常有效作用半徑 2 米，傳統(tǒng)速度可達(dá) 4Mbit/s。在藍(lán)牙技術(shù)的使用過程中，人們發(fā)現(xiàn)藍(lán)牙技術(shù)盡管有許多優(yōu)點，但仍存在許多缺陷。下面是對現(xiàn)在比較常用的幾種短距離無線通信技術(shù)進(jìn)行對比，并得到本系統(tǒng)的短距離解決方案。 RS232 接口是目前工業(yè)領(lǐng)域使用最為頻繁的條碼掃描器接口，因它易于編程、數(shù)據(jù)傳輸距離遠(yuǎn)、可構(gòu)建現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)等優(yōu)點，可被應(yīng)用到生產(chǎn)線條碼數(shù)據(jù)采集、 PLC 聯(lián)動順序控制等場合。 方案二： MSP430 系列單片機(jī) MSP430 系列單片機(jī)具有 處理能力強(qiáng)，運(yùn)算速度快， 超低的功耗 （ 工作電壓 ～） ， 工業(yè)級芯片、可靠性高、豐富的片內(nèi)資源和 方便高效的開發(fā)環(huán)境 等優(yōu)勢。顧客 可以在 購物過程中可隨時結(jié)算，提高效率，從而有效改善超市排隊結(jié)算的問題。當(dāng)顧客來到出口時，可根據(jù)購物車上的電子顯示屏顯示的總價或結(jié)算處的電腦匕顯示的總價直接付現(xiàn)金 或刷卡即可。以圖形化的方式提供超市商品所在的貨架位置，方便顧客快速地找到需要的商品。因此研發(fā)基于 MSP430 單片機(jī)的超市電子導(dǎo)購車 就是為了改變這一現(xiàn)狀，使顧客可自行查詢商品信息及位置、掃描欲購物品條碼，導(dǎo)購車能自動顯示所購物品總價，大大節(jié)省購物時間和結(jié)算時間，真正讓消費者體會到超市購物的便利。條形碼識讀器完成條碼掃描，無線數(shù)據(jù)傳輸模塊完成信息的傳遞，實現(xiàn)導(dǎo)購終端與主 機(jī)端的信息傳輸。以圖形化的方式 提供 超市商品所在的貨架位置，方便顧客快速地找到需要的商品。本設(shè)計一款基于 MSP430D 的電子 購物車終端 ， 能有效改善超市排隊結(jié)算的問題，該裝置具有掃描條碼、維護(hù)購物列表和遠(yuǎn)程射頻通信能力，顧客購物過程中可隨時結(jié)算，提高效率 ， 內(nèi)部包含了針對超市環(huán)境設(shè)計的諸多功能 —圖形化菜單，購物列表管理和刪除 。LCD12864 作為顯示屏 ，顯示商品折扣，商品熱銷，超市地圖等信息。另外，收銀臺結(jié)帳也是一大瓶頸，每逢周六、日，收銀臺處的長龍也著實讓人望而卻步。同時內(nèi)部含了針對超市環(huán)境設(shè)計的諸多功能— 圖形化 菜單，購物列表管理和刪除。在顧客購買完畢之后，可將購物清單無線發(fā)送至超市主機(jī)以方便超市進(jìn)行備份、核對。 陜西科技大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計說明書） 2 2 系統(tǒng)方案 系統(tǒng)方案簡介 超市導(dǎo)購終端 系統(tǒng) 利用 MSP430 系列單片機(jī) 作為主控器 ，通過 LCD12864 實現(xiàn)商品信息的顯示，條形碼識讀器完成條碼掃描，無線數(shù)傳模塊實現(xiàn)信息的傳遞，完成信息遠(yuǎn)距離無線 傳輸。 主機(jī) 機(jī)系統(tǒng)框圖如圖 22： 無 線 數(shù) 據(jù) 傳 輸系 統(tǒng) （ 接 收端 ）主 控 單 元R S 2 3 2 接 口電 路P C 機(jī)晶 振 電 路復(fù) 位 電 路 圖 22 主機(jī)系統(tǒng)設(shè)計 框圖 超市電子導(dǎo)購小車設(shè)計 3 系統(tǒng)總體方案的確定 主控制器方案的選型 方案一：常用的 51 單片機(jī) 89C51 89C51 內(nèi)部資源不充足，且 5V工作電壓功 耗高 ， 速度低，用于該課題無明顯優(yōu)勢。 PS/2 接口是最早成熟起來的條碼掃描器接口，該接口除了可以與計算機(jī)連接外（具有 PS/2 接口的計算機(jī)），更被大量應(yīng)用于與商業(yè) POS 機(jī)做通訊接口，該接口最大的缺點是會因掃描器的故障造鍵盤外設(shè)的無效狀態(tài)。 圖 23 條碼掃描器 無線通信 方案 選擇 短距離無線通信方案目前有藍(lán)牙技術(shù) (Bluetooth)、 (WiFi)、 Zigbee、紅陜西科技大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計說明書） 4 外通信技術(shù) IrDA(Infrared Data Association)和一種無線單片技術(shù)。但是藍(lán)牙設(shè)備價格昂貴，通信協(xié)議復(fù)雜，通訊距離近，藍(lán)牙 RF 定義了三種功率等級 (100mw， 25mw 和 lmw)，當(dāng)藍(lán)牙設(shè)備功率為 lmw 時，其發(fā)射范圍一般為 10m。 （ 2） 紅外通信技術(shù) (IrDA) 紅外通信技術(shù) lrDA(InfraRedDataAssociation)采用人眼看不到的紅外線傳輸信息，是使用最廣泛的短距離無線通信技術(shù)。但紅外技術(shù)只是一種視距傳輸技術(shù)，有效距離近，發(fā)射角度較小，一般不超過 20 度，兩臺相互通信的設(shè)備之間必須對準(zhǔn)，而且傳輸數(shù)據(jù)時兩臺設(shè)備之間不能有阻擋物，只能限于兩臺設(shè)備通信，無法靈活構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)，且無法用于邊移動邊使用的設(shè)備，另外， lrDA 設(shè)備中的核心部件 LED 易磨損。以其具有穿透能力，全方位傳送，建網(wǎng)速度快，可用來組建大型無線網(wǎng)絡(luò)，運(yùn)營成本低，投資回報快等特點，正逐漸受到電信制造商和運(yùn)營商的青 睞，目前此種設(shè)備還比較昂貴，妨礙了其推廣和應(yīng)用。每個網(wǎng)絡(luò)節(jié)點間的距離可以從標(biāo)準(zhǔn)的 75米，到擴(kuò)展后的幾百米，甚至幾公里 。 Zigbee 網(wǎng)絡(luò)省電、可靠、成本低、容量大、安全，可廣泛應(yīng)用于各種自動控制領(lǐng)域。 （ 5） UWB 技術(shù) 超寬帶技術(shù) UWB(Ultra Wideband)是一種無線載波通信技術(shù)，它不采用正弦載波，而是利用納秒級的非正弦波窄脈沖傳輸數(shù)據(jù)，因此其所占的頻譜范圍很寬。 UWB 技術(shù)具有系統(tǒng)復(fù)雜度低，發(fā)射信號功率譜密度低，對信道衰落不敏感 ，低截獲能力，定位精度高等優(yōu)點，尤其適用于室內(nèi)等密集多徑場所的高速無線接入，非常適于建立一個高效的無線局域網(wǎng)或無線個域