【文章內(nèi)容簡介】 置為TRUE，且條件接線端為真（T）時繼續(xù)，也會導(dǎo)致無限循環(huán)。由于輸入控件的值只在循環(huán)開始前被讀取一次，因此改變控件的值并不能停止無限循環(huán)。要停止一個無限循環(huán)，必須單擊工具欄上的中止執(zhí)行按鈕中止整個VI。使用While循環(huán)的條件接線端也可進(jìn)行基本的錯誤處理。將錯誤簇連接到條件接線端時，僅有錯誤簇中狀態(tài)參數(shù)的TRUE或FALSE值被傳遞到該接線端，并且真（T）時停止和真（T）時繼續(xù)快捷菜單選項(xiàng)也相應(yīng)地分別變?yōu)殄e誤時停止和錯誤時繼續(xù)。本設(shè)計(jì)中采用字符串至字節(jié)數(shù)組轉(zhuǎn)換，然后用索引數(shù)組實(shí)現(xiàn)采集到的元素或子數(shù)組值來實(shí)現(xiàn)本系統(tǒng)中的四位數(shù)字顯示。由于需要進(jìn)行字符串和數(shù)值之間的轉(zhuǎn)換，采用公式節(jié)點(diǎn)來轉(zhuǎn)換和顯示通道號以及相應(yīng)的溫度值。公式節(jié)點(diǎn)是一種便于在程序框圖上執(zhí)行數(shù)學(xué)運(yùn)算的文本節(jié)點(diǎn)。用戶無須使用任何外部代碼或應(yīng)用程序，且創(chuàng)建方程時無須連接任何基本算術(shù)函數(shù)。除接受文本方程表達(dá)式外，公式節(jié)點(diǎn)還接收文本形式且為C語言編程者所熟悉的if語句、while循環(huán)、for循環(huán)和do循環(huán)。這些程序的組成元素與在C語言程序中的元素相似，但并不完全相同。公式節(jié)點(diǎn)尤其適用于含有多個變量或較為復(fù)雜的方程，以及對已有文本代碼的利用?？赏ㄟ^復(fù)制、粘貼的方式將已有的文本代碼移植到公式節(jié)點(diǎn)中，無須通過圖形化編程的方式再次創(chuàng)建相同的代碼。公式節(jié)點(diǎn)使用類型檢查以確保數(shù)組索引是數(shù)值數(shù)據(jù)且位操作的操作數(shù)是整數(shù)。公式節(jié)點(diǎn)還進(jìn)行數(shù)組索引檢查以確保索引處在正確的索引范圍中。對于數(shù)組，超限值默認(rèn)為零，超限賦值默認(rèn)為nop以表示沒有發(fā)生相應(yīng)的操作。公式節(jié)點(diǎn)還自動進(jìn)行類型轉(zhuǎn)換，： 上位機(jī)部分程序設(shè)計(jì) 系統(tǒng)構(gòu)成本設(shè)計(jì)中的遠(yuǎn)程無線監(jiān)控系統(tǒng)中的下位機(jī)是由CPU基本單元、輸入信號電路、模數(shù)轉(zhuǎn)換電路、數(shù)碼管顯示電路、電源電路以及基于nRF2401的無線傳輸系統(tǒng)構(gòu)成。在模數(shù)轉(zhuǎn)換電路中共有八通道信號輸入，在顯示電路中能夠進(jìn)行八通道數(shù)據(jù)循環(huán)顯示，然后通過無線傳輸系統(tǒng)進(jìn)行多通道信號循環(huán)采集并傳輸。在數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中采用無線收發(fā)芯片nRF2401作為通信芯片，實(shí)現(xiàn)了主機(jī)與從機(jī)的通信，這樣可以使改良后的系統(tǒng)具備了計(jì)算機(jī)無線遠(yuǎn)程監(jiān)控和現(xiàn)場實(shí)時控制的功能。系統(tǒng)的上位機(jī)是由基于LabVIEW的遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)組成。遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)由數(shù)據(jù)循環(huán)采集傳輸模塊、循環(huán)顯示模塊、時間顯示模塊以及監(jiān)控報警模塊構(gòu)成。4無線傳輸 nRF2401無線射頻收發(fā)一體芯片經(jīng)歷了幾年的發(fā)展，RF 無線射頻收發(fā)一體芯片趨于成熟，被廣泛應(yīng)用與近距離通訊、監(jiān)控安防等領(lǐng)域，國外各大電子元件生產(chǎn)商都推出了自己的嵌入式射頻收發(fā)一體型芯片。Nordic公司研制的nRF401，nRF402，nRF403，nRF903，nRF905，nRF2401，nRF24E1，Chipcon公司研制的CC1000，CC1010，CC1020，CC2420，CC1010，CC1070，CC1021，CC2400，CC2500，CC255，RFMD [RF Micro Devices]公司的RF2915，RF2917，RF2919，Bluechip 公司的BCC418，BCC918等。：nRF2401無線收發(fā)一體芯片和藍(lán)牙一樣， GHz自由頻段，能夠在全球無線市場暢通無阻。nRF2401支持多點(diǎn)間通信，最高傳輸速率超過1Mbps，而且比藍(lán)牙具有更高的傳輸速度。它采用SoC方法設(shè)計(jì)，只需少量外圍元件便可組成射頻收發(fā)電路。與藍(lán)牙不同的是，nRF2401沒有復(fù)雜的通信協(xié)議，它完全對用戶透明，同種產(chǎn)品之間可以自由通信，更重要的是，nRF2401比藍(lán)牙產(chǎn)品更便宜。所以nRF2401是業(yè)界體積最小、功耗最少、外圍元件最少的低成本射頻系統(tǒng)級芯片。nRF2401的主要技術(shù)特點(diǎn)是：nRF系列是采用藍(lán)牙核心技術(shù)設(shè)計(jì)并將多種功能和外圍部件協(xié)議集成在芯片內(nèi)部、可與單片微處理器直接進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)膯纹瑹o線收發(fā)芯片。其中nRF2401具有以下特點(diǎn)：（1）~ GHzISM免申請頻段共125個頻點(diǎn)，可滿足多頻點(diǎn)及跳頻需要；最高速率可達(dá)1 Mb/s，低能耗；發(fā)射功率、工作頻率等所有工作參數(shù)通過軟件設(shè)置完成，~；每個芯片可以通過軟件設(shè)置多達(dá)40b的地址，只有收到本機(jī)地址時才會輸出數(shù)據(jù)并提供一個中斷指示，編程方便。（2）nRF2401內(nèi)置了糾檢錯協(xié)議和相應(yīng)硬件電路，為軟件開發(fā)人員提供了方便；nRF2401采用的DuoCeiverTM技術(shù)使nRF2401可由同一幅天線同時接收2個不同頻道的nRF2401的數(shù)據(jù)。nRF2401的4種工作模式分別為：收發(fā)模式、配置模式、空閑模式和關(guān)機(jī)模式，這四種模式由PWEUP，TXEN和CS三個狀態(tài)決定，： 幾種常用無線收發(fā)芯片性能比較表nRF401RF2915BCC418XE1201ACC400生產(chǎn)公司NordicRFMDBluechipXemicsChipCon工作電壓~~~~~數(shù)據(jù)可否直接接單片機(jī)串口使用可以直接接單片機(jī)串口使用，數(shù)據(jù)無需曼徹斯特編碼，可直接傳輸串口數(shù)據(jù),效率高不能直接接單片機(jī)串口，需要進(jìn)行曼徹斯特編碼，效率低（實(shí)際速率為標(biāo)稱的1/3）不能直接接單片機(jī)串口，需要進(jìn)行曼徹斯特編碼，效率低（實(shí)際速率為標(biāo)稱的1/3）不能直接接單片機(jī)串口，需要進(jìn)行曼徹斯特編碼，效率低（實(shí)際速率為標(biāo)稱的1/3）不能直接接單片機(jī)串口，需要進(jìn)行曼徹斯特編碼，效率低（實(shí)際速率為標(biāo)稱的1/3）發(fā)射電流5dBmoutput9mA17mA45mA10mA91mA接收電流433MHz11mA+amp。maximum8mA40mA最大輸出功率+10dBm+5dBm+12dBm+5dBm+14dBm速率20Kbpskbps64Kbps封裝SSOP20LQFP32TQFP44TQFP32SSOP28外圍元件數(shù)量約10個約50個50個兩根天線時約20個一根天線時約35個 nRF2401工作模式 工作模式 引擎PWRUP CE CS收發(fā)模式 1 1 0配置模式 1 0 1空閑模式 1 0 0關(guān)機(jī)模式 0 * *值得注意的是nRF2401的收發(fā)模式有直接收發(fā)模式和ShockBurst TM收發(fā)模式2種，由器件配置字決定。其中ShockBurstTM的配置字可以分為4個部分：（1）數(shù)據(jù)寬度：聲明射頻數(shù)據(jù)包中數(shù)據(jù)占用的位數(shù)，使nRF2401能夠區(qū)分接收數(shù)據(jù)包中的和循環(huán)冗余校驗(yàn)碼。（2）地址寬度：聲明射頻數(shù)據(jù)包中地址占用的位數(shù)，使nRF2401能夠區(qū)分地址和數(shù)據(jù).（3）地址字節(jié)：接收數(shù)據(jù)的地址，有信道1的地址和信道2的地址。（4）CRC：使nRF2401能夠生成CRC校驗(yàn)碼和譯碼。 nRF2401引腳功能芯片引腳圖各引腳具體功能如下：VSSPA、VSS為參考接地端；VDD為電源端， V~ V；VDDPA為功率放大+ V電源輸出端；ANTANT2為天線接口端；XCXC2為晶振端；IREF為參考電流端，通過22 kΩ電阻接地；PWRUP為上電端；CE為工作狀態(tài)使能端；CS為片選端，控制器通過對nRF2401的PWRUP、CE和CS引腳狀態(tài)組合設(shè)置，控制nRF2401的工作方式，當(dāng)狀態(tài)組合為分別為0 ，0、1， 0、0及0、時，芯片分別處于激活、配置、待機(jī)及低功耗方式。CLKCLK2為通道2時鐘信號端，由控制器提供，在突發(fā)模式下，控制器在時鐘上升沿由DATA引腳向nRF2401寫入數(shù)據(jù)，在下降沿從nRF2401的DATA引腳讀出數(shù)據(jù)；DRDR2為通道2接收數(shù)據(jù)就緒信號端；DATA、DOUT為通道2數(shù)據(jù)端，控制器與nRF2401由CLK、DR和DATA組成的三線接口交換傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，通道1可接收和發(fā)送數(shù)據(jù)，通道2只能接收數(shù)據(jù)。nRF2401的DuoCeiverTM技術(shù)為RX提供了兩個獨(dú)立的專用數(shù)字信道，因而可代替兩個單獨(dú)接收系統(tǒng)。nRF2401狀態(tài)字：nRF2401具有144位狀態(tài)字?？刂破鲗RF2401設(shè)為配置方式，然后由通道1向nRF2401寫入狀態(tài)字的配置值，寫時高位在前。配置方式下控制器寫狀態(tài)字的過程與激活方式下向nRF2401寫入數(shù)據(jù)的過程完全相同，都經(jīng)由CLK、DR和DATA組成的三線接口完成。各狀態(tài)字位功能如下：位143~122為測試保留；位121~120為發(fā)送閉環(huán)PLL；位119~112為通道2數(shù)據(jù)段長度；位111~104為通道1數(shù)據(jù)段長度；位103~64為通道2硬件地址；位63~24為通道1硬件地址；位23~18為地址段長度；位17為校驗(yàn)段長度，值為1是16 bit，為0是8 bit；位16為校驗(yàn)使能，值為1是校驗(yàn)有效，為0是無效；位15為啟用通道數(shù)，值為1是兩通道接收，為0是單通道接收；位14為通信模式，值為1表示工作于突發(fā)模式，為0表示工作于直接模式；位13為通信速率，值為1是1 Mbit/s，為0是250 kbit/s；位12~10為晶振頻率，值為011時頻率是16MHz；位9~8為輸出功率，值為11時功率是0 dBm；位7~1為工作頻段，設(shè)值為X，則通道l為2 400 MHz+X MHz；位0為工作狀態(tài)，值為1表示處于接收狀態(tài)，為0表示處于發(fā)送狀態(tài)。：PREAMBLEADDRESSPAYLOADCRC 突發(fā)模式下的幀格式nRF2401數(shù)據(jù)幀格式PRE2AMBLE為數(shù)據(jù)包頭，可設(shè)為4 bit或8 bit。它的值與ADDRESS第1位有關(guān)。當(dāng)ADDRESS第1位為0時，包頭取值為“01010101”，反之則為“10101 010”。一幀數(shù)據(jù)從ADDRESS到CRC最多包含256 bit。ADDRESS為接收方通道硬件地址段，可設(shè)定為8 bit~40 bit，只有符合本機(jī)硬件地址的數(shù)據(jù)幀才會被接收。CRC為數(shù)據(jù)校驗(yàn)段，可設(shè)定8 bit或16 bit校驗(yàn)位。PLYLOAD段為待發(fā)送數(shù)據(jù)段，控制器將數(shù)據(jù)寫入nRF2401，控制其將數(shù)據(jù)按幀格式打包無線發(fā)送；接收數(shù)據(jù)時，nRF2401一旦檢測到符合本機(jī)硬件地址的數(shù)據(jù)幀。便將數(shù)據(jù)幀解包，DR信號置1提醒控制器讀取數(shù)據(jù)。 基于PTR2000無線通信數(shù)傳系統(tǒng)在本文所述的系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，在無線部分，本文使用了PTR2000模塊，它是基于nRF401的無線通信數(shù)傳系統(tǒng)，實(shí)際上，其電路結(jié)構(gòu)即是前述的nRF2401的典型電路。PTR2000是基于瑞典的北歐集成電路公司推出的無線收發(fā)一體芯片nRF2401無線數(shù)傳通信模塊，PTR2000的實(shí)質(zhì)是將nRF401芯片和其外圍器件作在一塊PCB電路板上，受益于nRF401較少的外圍器件，PTR2000的物理尺寸僅為40mm27mm5mm。nRF401的卓越性能使得PTR2000成為超小型、超低功耗、高速率的無線收發(fā)數(shù)據(jù)傳輸MODEM。該系統(tǒng)具有如下的特性：? 接收發(fā)射合一；? 工作頻率為國際通用的數(shù)傳頻段433MHz；? FSK調(diào)制，抗干擾能力強(qiáng)，特別適合工業(yè)控制場合；? 采用DDS+PLL頻率合成技術(shù)，頻率穩(wěn)定性極好；? 靈敏度高，達(dá)到105dBm；? 最大發(fā)射功率+10dBm；? 低工作電壓（），功耗小，待機(jī)狀態(tài)僅為8A；? 具有兩個頻道，特別滿足需要多信道工作的特殊場合；? 工作速率最高可達(dá)20Kbit/s(可在較低速率下工作如9600bps)；? 超小體積約40mm27mm5mm；? 可直接接CPU串口使用，也可以接計(jì)算機(jī)RS232接口，軟件編程非常方便；? 由于采用了低發(fā)射功率、高接收靈敏度的設(shè)計(jì)，使用無需申請?jiān)S可證；? 標(biāo)準(zhǔn)DIP引腳間距，更適合嵌入式設(shè)備。其電器特性與nRF2401基本相同。，引腳功能如下：Pin1：VCC，正電源，；Pin2：CS，頻道選擇；Pin3：DO，數(shù)據(jù)輸出；Pin4：DI，數(shù)據(jù)輸入；Pin5：GND，電源地；Pin6：PWR，節(jié)能控制，PWR=1 正常工作狀態(tài)，PWR=0 待機(jī)微功耗狀態(tài)；Pin7：TXEN，發(fā)射接收控制，TXEN=1 時為發(fā)射狀態(tài)，TXEN=0 時為接收狀態(tài)。Top View1 VCC2 CS3 DO4 DI5 GND6 PWR7 TXEN PTR2000無線通信模塊引腳排列圖 ， PTR2000PC電路圖 PTR200089S51電路圖芯片從休眠狀態(tài)到接收狀態(tài)的轉(zhuǎn)換時間為3ms，所以處于接收狀態(tài)的時間不能小于3ms。因?yàn)閚RF2401處于接收狀態(tài)，并且空中無有效信號時，會有雜波信號干擾，所以正常喚醒至少需要收到兩個字節(jié)的喚醒碼。系統(tǒng)使用9600的波特率，發(fā)送兩個字節(jié)。把PWR UP置高時間設(shè)置為10ms，即把處于接收狀態(tài)的時間設(shè)置為10ms，確保數(shù)據(jù)傳送系統(tǒng)能被喚醒。系統(tǒng)間歇周期為1s，即在1s內(nèi)，nRF401處于接收狀態(tài)的時間為10ms。系統(tǒng)使用0xFF作為喚醒碼， nRF401連續(xù)收到兩個0xFF即保持接收狀態(tài)，此時計(jì)數(shù)器開始工作。如果兩個周期內(nèi)沒有收到有效的數(shù)據(jù)幀頭，則視為雜波干擾，重新進(jìn)入休眠狀態(tài)。這樣設(shè)置，系統(tǒng)的平均工作電流可在300A以下，兩節(jié)AA電池可工作半年左右。發(fā)送接收程序是數(shù)據(jù)傳送的主要部分，在判斷到有效的數(shù)據(jù)幀頭后，從中提取ID號，與自身的ID號對比，如果與自身ID號不相符，則重新進(jìn)入節(jié)電狀態(tài)。如果與自身ID號相符合，通過串口0向傳感器模塊發(fā)送取數(shù)據(jù)命令，同時啟動定時器判斷系統(tǒng)是否超時；如果在規(guī)定的時間內(nèi)沒有返回?cái)?shù)據(jù)，則重新向模塊發(fā)送取數(shù)據(jù)