【正文】 和下位端數(shù)碼管一樣，就證明無(wú)線發(fā)送/接收成功。為了提高系統(tǒng)的可靠性，本方案中，一個(gè)是單片機(jī)獨(dú)立控制,二是人為的遠(yuǎn)程控制。當(dāng)水位過(guò)高時(shí)，需要放水。利用超聲波傳感器和流量傳感器采集水位、流量等信息，利用CC1100無(wú)線模塊實(shí)現(xiàn)上位機(jī)與下位機(jī)之間無(wú)線通信。LED顯示器有兩種不同的形式：一種是8個(gè)發(fā)光二極管的陽(yáng)極都連在一起的，稱之為共陽(yáng)極LED顯示器；另一種是8個(gè)發(fā)光二極管的陰極都連在一起的，稱之為共陰極LED顯示器。根據(jù)接法不同又可分為共陰極和共陽(yáng)極兩類。 R1IN、R2IN應(yīng)接PC機(jī)的發(fā)送端TD。MAX232 外圍需要4個(gè)電解電容C1 、C2 、C3 、C4 ,是內(nèi)部電源轉(zhuǎn)換所需電容?！　　　OV R0，＃00H ；移位計(jì)數(shù)為零。這種CS控制作用允許在同時(shí)使用多片TLC549時(shí)，共用I/O并不是所有的地址都被定義了。當(dāng)AT89S52從外部程序存儲(chǔ)器執(zhí)行外部代碼時(shí)，PSEN在每個(gè)機(jī)器周期被激活兩次，而在訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，PSEN將不被激活。ALE/PROG：地址鎖存控制信號(hào)（ALE）是訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器時(shí)，鎖存低8 位地址的輸出脈沖。作為輸入使用時(shí)，被外部拉低的引腳由于內(nèi)部電阻的原因，將輸出電流（IIL）。對(duì)P2 端口寫(xiě)“1”時(shí)，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此時(shí)可以作為輸入口使用。在flash編程時(shí)，P0口也用來(lái)接收指令字節(jié)；在程序校驗(yàn)時(shí)，輸出指令字節(jié)。 雙數(shù)據(jù)寄存器指針AT89S52具有以下標(biāo)準(zhǔn)功能：8k字節(jié)Flash，256字節(jié)RAM，32 位I/O 口線，看門(mén)狗定時(shí)器，2 個(gè)數(shù)據(jù)指針，三個(gè)16 位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，一個(gè)6向量2級(jí)中斷結(jié)構(gòu)，全雙工串行口，片內(nèi)晶振及時(shí)鐘電路。 3級(jí)加密位 256x8bit內(nèi)部RAM 主要功能特性本文中，主要應(yīng)用到步進(jìn)電機(jī)的換相功能，通過(guò)單片機(jī)控制步進(jìn)電機(jī)正反轉(zhuǎn)動(dòng)，來(lái)模擬實(shí)現(xiàn)閥門(mén)的開(kāi)/關(guān)。如果給定工作方式正序換相通電，步進(jìn)電機(jī)正轉(zhuǎn)，如果按反序通電換相，則電機(jī)就反轉(zhuǎn)。 ④ 步進(jìn)電機(jī)低速時(shí)可以正常運(yùn)轉(zhuǎn),但若高于一定速度就無(wú)法啟動(dòng),并伴有嘯叫聲?？梢酝ㄟ^(guò)控制脈沖個(gè)數(shù)來(lái)控制角位移量，從而達(dá)到準(zhǔn)確定位的目的；同時(shí)可以通過(guò)控制脈沖頻率來(lái)控制電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的速度和加速度，從而達(dá)到調(diào)速的目的。(1) 超聲波傳感器包括發(fā)送和接收兩部分，電路圖介紹如下： 超聲波發(fā)送電路由三個(gè)NPN三極管構(gòu)成差動(dòng)放大電路，其放大倍數(shù)由電阻R7，R8和R9等電阻決定，所采集的信號(hào)波從J6口輸入，經(jīng)由NPN管級(jí)數(shù)放大，在消除共模干擾后，從J6口發(fā)送出去。它具有反映靈敏、安全可靠、連接方便利啟動(dòng)流量超低(／min)等優(yōu)點(diǎn)。其脈沖信號(hào)頻率的經(jīng)驗(yàn)公式見(jiàn)式 (1)。在9位數(shù)據(jù)收齊之后，還必須同時(shí)滿足以下兩個(gè)條件，這次接收才能被真正確認(rèn)：RI=0；SM2=0或接收到地停止位為1。表中f為單片機(jī)時(shí)鐘頻率。② 同步傳送方式同步傳送方式是一種連續(xù)傳送的方式，它不必像異步傳送方式那樣要在每個(gè)字符都加上起止位，而是在要傳送的數(shù)據(jù)塊前加上同步字符SYN，而且數(shù)據(jù)沒(méi)有間隙，使用同步傳送方式，可以實(shí)現(xiàn)高速度，大容量的數(shù)據(jù)傳送。在幀格式中，先是一個(gè)起始位“0”，然后是5至8位數(shù)據(jù)。CC1100的主要操作參數(shù)和64位傳輸/接收FIFO（先進(jìn)先出堆棧）可通過(guò)SPI接口控制。② CC1100無(wú)線模塊還包含集成模擬溫度傳感器，及能自由引導(dǎo)的綠色數(shù)據(jù)包，能對(duì)數(shù)據(jù)包導(dǎo)向系統(tǒng)的靈活支持：對(duì)同步詞匯偵測(cè)的芯片支持，地址檢查，靈活的數(shù)據(jù)包長(zhǎng)度及自動(dòng)CRC處理。 CC1100接口電路的引腳特性引腳編號(hào) 引腳名 引腳類型 描述 1,2 VCC 電源輸入 3 SI 數(shù)字輸入 連續(xù)配置接口，數(shù)據(jù)輸入 4 SCLK 數(shù)字輸入 連續(xù)配置接口，時(shí)鐘輸入 5 SO(GD01) 數(shù)字輸出 連續(xù)配置接口，數(shù)據(jù)輸出 當(dāng)CSn為高時(shí)為可選的一般輸出腳 6 GDO2 數(shù)字輸出 一般用途的數(shù)字輸出腳：測(cè)試信號(hào)，F(xiàn)IFO狀態(tài)信號(hào)，時(shí)鐘輸出，從XOSC向下分割連續(xù)輸入TX數(shù)據(jù) 7 CSn 數(shù)字輸入 連續(xù)配置接口，芯片選擇 8 GDO0 一般用途的數(shù)字輸出腳：??　測(cè)試信號(hào)??　FIFO狀態(tài)信號(hào)??　時(shí)鐘輸出，從OSC向下分割??　連續(xù)輸入TX數(shù)據(jù)9,10 GND 地(模擬) 模擬接地 CC1100無(wú)線模塊的特性與應(yīng)用(1) CC1100無(wú)線模塊的特性① VCC腳接電壓范圍為 ，不能在這個(gè)區(qū)間之外。 本課題中，利用自動(dòng)控制、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和無(wú)線通訊新技術(shù)來(lái)構(gòu)成無(wú)線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，采用CC1100無(wú)線模塊來(lái)進(jìn)行無(wú)線傳送，具有實(shí)時(shí)信息自動(dòng)采集、傳輸、無(wú)線監(jiān)控、遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)和圖像傳輸、信息、查詢等功能，可實(shí)時(shí)監(jiān)控管理區(qū)水庫(kù)的情況。 本課題的研究意義和目的在通常情況下，由于水庫(kù)在地理位置上分布較高或位置較偏僻。并且與監(jiān)控中心的距離較遠(yuǎn)，利用傳統(tǒng)的有線連接方式，線路鋪設(shè)成本高昂，而且施工周期長(zhǎng)，同時(shí)，因?yàn)槲锢硪蛩厝绾恿魃矫}等障礙而難以架設(shè)線纜。有了水庫(kù)的蓄水功能，我們就可以充分地將水能轉(zhuǎn)化為所需的能源，對(duì)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展有著很深遠(yuǎn)的影響。并可確保系統(tǒng)在各種惡劣天氣情況下，都能正常運(yùn)行，滿足系統(tǒng)各種信號(hào)相互傳輸?shù)臏?zhǔn)確性。 本文中提到的CC1100水文數(shù)據(jù)無(wú)線監(jiān)控解決方案可很好地解決上述問(wèn)題。采用CC1100無(wú)線網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)網(wǎng)上傳輸水文數(shù)據(jù)，能實(shí)現(xiàn)對(duì)水庫(kù)及其附屬建筑物及管理區(qū)進(jìn)行全面視頻監(jiān)控。上位機(jī)對(duì)信息進(jìn)行監(jiān)測(cè)分析，并將分析后的信息反饋回到下位端，通過(guò)單片機(jī)控制步進(jìn)電機(jī)正反轉(zhuǎn)，模擬閥門(mén)開(kāi)/關(guān)，來(lái)控制水庫(kù)水位和流量，保證水庫(kù)的安全。無(wú)線通訊技術(shù)的迅速發(fā)展和普及，為遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)提供了理想的平臺(tái)，因此越來(lái)越多的水文站把基于無(wú)線通訊技術(shù)的監(jiān)控系統(tǒng)作為水利系統(tǒng)自動(dòng)化管理的新手段。 CC1100。利用無(wú)線監(jiān)控系統(tǒng)采集數(shù)據(jù)，不但可提高精確度，還可以使水文工作者告別傳統(tǒng)的工作方式。本課題所研究的水庫(kù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)采用了自動(dòng)控制、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和無(wú)線通訊新技術(shù)，具有實(shí)時(shí)信息自動(dòng)采集、傳輸、視頻監(jiān)控、遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)和圖像傳輸、信息、查詢等功能。1 緒論 本課題的發(fā)展現(xiàn)狀 當(dāng)前，我國(guó)水資源的短缺已嚴(yán)重影響了經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展，可以說(shuō)已經(jīng)成為社會(huì)經(jīng)濟(jì)穩(wěn)定增長(zhǎng)的瓶頸。因此，在大力加強(qiáng)節(jié)水、保護(hù)水質(zhì)，實(shí)現(xiàn)水資源的可持續(xù)利用的前提下，如何提高現(xiàn)有水庫(kù)的管理水平就顯得尤為重要。隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，對(duì)水資源的需求越來(lái)越大，換言之，水庫(kù)的重要性越來(lái)越顯著，對(duì)水庫(kù)的管理力度必須加大。利用模擬水庫(kù)無(wú)線監(jiān)控測(cè)系統(tǒng)采集數(shù)據(jù)，不但可提高精確度，還可以使水文工作者告別傳統(tǒng)的工作方式。由于關(guān)鍵在于數(shù)據(jù)的無(wú)線通訊傳輸上，所以必須對(duì)CC1100模塊等硬件特性要有一定的研究，要設(shè)計(jì)好功能實(shí)現(xiàn)的過(guò)程，實(shí)際上，整個(gè)課題的難點(diǎn)就在于調(diào)試上。 ③ 硬件上面沒(méi)有SPI的單片機(jī)也可以控制本模塊，用普通單片機(jī)IO口模擬SPI不需要單片機(jī)真正的串口介入，只需要普通的單片機(jī)IO口就可以了，當(dāng)然用串口也可以了。電路主要設(shè)定為在3143868和915MHz的ISM和SRD（短距離設(shè)備）頻率波段，也可以容易地設(shè)置為300348 MHz、400464 MHz和800928 MHz的其他頻率。它的突出優(yōu)點(diǎn)是只需要一根傳輸線，甚至可以利用電話線作為傳輸線，這樣就大大降低了傳輸成本，特別使用于遠(yuǎn)距離通訊。其特點(diǎn)是：每一幀內(nèi)部各位均采用固定的時(shí)間間隔，但幀與幀之間的時(shí)間間隔是隨機(jī)的。它定義為每秒鐘傳送的二進(jìn)制數(shù)碼的位數(shù)，以位/秒作為單位。一幀信息位10位：1位起始位（0），八位數(shù)據(jù)位（低位在前）和1位停止位（1）。 傳感器應(yīng)用 水流量傳感器的應(yīng)用(1) 流量傳感器的基本特性流量范圍是1－30L/MIN，－24VDC，脈沖特性F＝（－3）（Q=L/MIN）,誤差為5%，該水流量傳感器與相關(guān)電路配合可監(jiān)測(cè)實(shí)時(shí)流量或計(jì)算累計(jì)流量，輸出信號(hào)為脈沖信號(hào)。(2) 水流量傳感器的構(gòu)造 水流量傳感器主要由銅閥體、水流轉(zhuǎn)子組件、穩(wěn)流組件和霍爾元件組成。當(dāng)水流通過(guò)渦輪開(kāi)關(guān)殼，推動(dòng)磁性子旋轉(zhuǎn)，不同磁極靠近霍爾元件時(shí)霍爾元件導(dǎo)通，離開(kāi)時(shí)霍爾元件斷開(kāi)。(3) 測(cè)試中所遇到的干擾信號(hào)超聲波測(cè)量水位時(shí)，需要測(cè)的是開(kāi)始發(fā)射到接收到信號(hào)的時(shí)間差，需要檢測(cè)的有效信號(hào)為反射物反射的回波信號(hào)，故要盡量避免檢測(cè)到余波信號(hào)，這就要求對(duì)接收頭收到的波束進(jìn)行處理，這也是超聲波檢測(cè)中存在最小測(cè)量盲區(qū)的主要原因。② 步進(jìn)電機(jī)外表允許的最高溫度。 ② 步進(jìn)電機(jī)區(qū)別于其他控制電機(jī)的最大特點(diǎn)是，它是通過(guò)輸入脈沖信號(hào)來(lái)進(jìn)行控制的，即電機(jī)的總轉(zhuǎn)動(dòng)角度由輸入脈沖數(shù)決定，而電機(jī)的轉(zhuǎn)速由脈沖信號(hào)頻率決定。調(diào)整單片機(jī)發(fā)出的脈沖頻率，就可以對(duì)步進(jìn)電機(jī)進(jìn)行調(diào)速。此外，AT89S52設(shè)計(jì)和配置了振蕩頻率可為0Hz并可通過(guò)軟件設(shè)置省電模式。 兼容MCS51指令系統(tǒng) 3個(gè)16位可編程定時(shí)/計(jì)數(shù)器 2個(gè)外部中斷源 看門(mén)狗（WDT）電路掉電保護(hù)方式下，RAM內(nèi)容被保存，振蕩器被凍結(jié)，單片機(jī)一切工作停止，直到下一個(gè)中斷或硬件復(fù)位為止。對(duì)P1 端口寫(xiě)“1”時(shí)，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此時(shí)可以作為輸入口使用。在這種應(yīng)用中，P2口使用很強(qiáng)的內(nèi)部上拉發(fā)送1。引腳號(hào)第二功能 RST: 復(fù)位輸入。然而，特別強(qiáng)調(diào)，在每次訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，通過(guò)將地址為8EH的SFR的第0位置“1”，ALE操作將無(wú)效。為了執(zhí)行內(nèi)部程序指令，EA應(yīng)該接VCC。 TLC549 A/D轉(zhuǎn)換器(1) TLC549的原理 ，作為數(shù)據(jù)采集芯片，TLC549均有片內(nèi)系統(tǒng)時(shí)鐘，該時(shí)鐘與I/O該芯片有一個(gè)模擬輸入端口，3態(tài)的數(shù)據(jù)串行輸出接口可以方便地和微處理器或外圍設(shè)備連接。全部非校準(zhǔn)誤差：177。適用于低功耗的袖珍儀器上的單路A/D或多路并聯(lián)采樣。MAX232的引腳T1IN、T2IN、R1OUT、R2OUT為接TTL/ CMOS 電平的引腳。分別從R1IN和R2IN輸入，對(duì)應(yīng)從T1OUT和T2OUT輸出。從0～9的十六進(jìn)制顯示碼分別為3F，06，5B，4F，66，6D，7D，07，7F，6F。它可以同時(shí)控制兩個(gè)直流電機(jī)，可以驅(qū)動(dòng)一個(gè)步進(jìn)電機(jī)。數(shù)據(jù)用無(wú)線傳送。這個(gè)過(guò)程可以由下位機(jī)單片機(jī)端直接控制。在該電路設(shè)計(jì)中，加入了TLP521_4光耦電路，使單片機(jī)與步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)電路完全隔離，以減少電機(jī)脈沖對(duì)單片機(jī)的干擾；電路圖中還包括單片機(jī)外接的四個(gè)插槽，方便對(duì)單片機(jī)上的各個(gè)接口的使用，它們通過(guò)網(wǎng)絡(luò)標(biāo)志分別和各相關(guān)電路元件連接。上位端接收從CC1100無(wú)線發(fā)射模塊傳來(lái)的信號(hào)，再將收集的信號(hào)傳送到單片機(jī)上。由于CC1100無(wú)線模塊的源代碼非常多，下面只介紹CC1100無(wú)線模塊發(fā)送/接收部分的程序代碼。 //進(jìn)入接收狀態(tài)}INT8U halRfReceivePacket(INT8U *rxBuffer, INT8U *length) { INT8U status[2]。 } if ((halSpiReadStatus(CCxxx0_RXBYTES) amp。 //如果校驗(yàn)成功返回接收成功 } else { *length = packetLength。所以在使用CC1100無(wú)線模塊前，必須使用場(chǎng)強(qiáng)儀對(duì)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境進(jìn)行電測(cè)，使無(wú)線發(fā)送信號(hào)避開(kāi)外界的干擾頻率。由于基于CC1100無(wú)線模塊的開(kāi)發(fā)板是固定的，無(wú)發(fā)再加入運(yùn)算放大器來(lái)緩解干擾，為了控制精度，該系統(tǒng)的無(wú)線傳輸距離實(shí)際上是非常有限的。等待時(shí)間越精確，最小測(cè)量盲區(qū)就越少，以此來(lái)得到更精確的水庫(kù)水位信息。一般要求，信號(hào)在電路板上傳輸?shù)你~膜線越短越好，過(guò)孔數(shù)目越少越好。將模擬地、數(shù)字地、大功率器件地分開(kāi)連接，再匯集到電源的接地點(diǎn)。印刷線路板(PCB)的地線主要指TTL,CMOS 集成電路的接地線。因此，程序的編譯就變的特別重要，設(shè)計(jì)中注重軟件的編譯仿真，其中采用Keil C51 軟件編輯、編譯、仿真。程序編譯、調(diào)試的基本過(guò)程如下：(1) 建立一個(gè)新的工程文件New Project。(9) 編譯完畢后，選擇【Debug】/【Start/Stop Debug Session】 選項(xiàng)，進(jìn)入仿真環(huán)境。在對(duì)系統(tǒng)采集部分進(jìn)行調(diào)試時(shí)，要特別注意傳感器的工作頻段和電壓。有些硬件故障還是要通過(guò)聯(lián)機(jī)調(diào)試才能發(fā)現(xiàn)和排除。 整體調(diào)試在硬件和軟件調(diào)試完成后，再結(jié)合到一起，即把軟件程序燒錄到單片機(jī)，再將單片機(jī)放到系統(tǒng)板上，上電運(yùn)行。開(kāi)發(fā)模擬水庫(kù)自動(dòng)遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，不僅能帶來(lái)人力、物力的節(jié)約，更能及時(shí)、實(shí)時(shí)地了解水文數(shù)據(jù)，以利于對(duì)防洪、抗洪、搶險(xiǎn)、救災(zāi)或供水供電工作的指揮決策，使水庫(kù)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中發(fā)揮更重要的作用。感謝畢業(yè)設(shè)計(jì)過(guò)程中所有給我真誠(chéng)幫助的老師和同學(xué)，感謝我的母校――桂林電子科技大學(xué)，給我提供學(xué)習(xí)和生活的空間，真心地希望它的明天更加美好！參考文獻(xiàn)[1] 胡漢才. 單片機(jī)原理及其接口技術(shù)[M]. 北京：清華大學(xué)出版社，1996[2] 陳光東,趙性初. 單片微型計(jì)算機(jī)原理與接口技術(shù)[M]. 武漢：華中理工大學(xué)出版社， [3] 李文仲，段朝玉. C8051F系列單片機(jī)與短距離無(wú)線數(shù)據(jù)通信[M]. 北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2007[4] 朱祥華，靳浩. 現(xiàn)代通信基礎(chǔ)與技術(shù)[M]. 北京：人民郵電出版社，2004[5] 許大中，賀益康. 電機(jī)控制[M]. 杭州：浙江大學(xué)出版社，2002[6] 童愛(ài)紅，劉凱. VC .NET應(yīng)用教程[M]. 北京：清華大學(xué)出版社：北京交通大學(xué)出版社，2005[7] 占維, 劉偉. VC 數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)用編程100例[M]. 北京：中國(guó)鐵道出版社，2004 [8] 郁有文，常健. 傳感器原理及工程應(yīng)用[M]. 西安：西安電子科技大學(xué)出版社，2000[9] (美)David ，施伯樂(lè). 數(shù)據(jù)庫(kù)處理：基礎(chǔ)、設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[M]. 北京：電子工業(yè)出版社，2001[10] [M].北京航空航天大學(xué)出版社，1998.