基于無線數(shù)據(jù)方式的多路數(shù)據(jù)采集與傳輸系統(tǒng)設(shè)計(編輯修改稿)
2024-12-13 21:20 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 4 位光刻 ROM、溫度傳感器、非易失性的溫度報警觸發(fā)器和配置寄存器。此外，還有電源檢測模塊、存儲和控制邏輯器、中間結(jié)果緩存器和 8位循環(huán)冗余校驗(yàn)碼（ CRC）發(fā)生 器。 DS18B20 將溫度傳感器、 A/D 傳感器、寄存器、接口電路集成在一個芯片中 , 代替模擬溫度傳感器和信號處理電路 ,直接與單片機(jī)溝通 ,完成溫度采集和數(shù)據(jù)處理，具有直接數(shù)字化輸出、測試及控制功能強(qiáng)、傳輸距離遠(yuǎn)、抗干擾能力強(qiáng)、微型化微功耗、便于多點(diǎn)測量且易于擴(kuò)展的特點(diǎn)。 圖 10 DS18B20內(nèi)部結(jié)構(gòu) nRf905 芯片的介紹 nRF905 是一種單片射頻發(fā)射器芯片，工作電壓為 ～ ，工作于433/868/915MHz3 個 ISM 頻道。本系統(tǒng)中使用 433MHz， nRF905 可以自動完成處理字頭和 CRT 的工作，可由片內(nèi)硬件自動完成曼徹斯特編碼 /解碼，使用 SPI 接口與微控制器通信。 nRF905由頻率合成器、接收解調(diào)器、功率放大器、晶體振蕩器和調(diào)制器組成，斷控制器支持 5個擴(kuò)展中斷源： ADC中斷、 SPI中斷、喚醒中斷和兩個無線收發(fā)中斷。此外，還擴(kuò)展了兩個數(shù)據(jù)指針，使得片外 RAM存取數(shù)據(jù)更為方便。微控制器內(nèi)有 256B的數(shù)據(jù) RAM和 512B的 ROM。上電復(fù)位或軟件復(fù)位后，控制器自動執(zhí)行 ROM 第 9 頁 共 22 頁 9 引導(dǎo)區(qū)中的代碼，用戶程序通常在引導(dǎo)區(qū)的引導(dǎo)下 ， nRF905傳輸數(shù)據(jù)時為非實(shí)時方式，即發(fā)送端發(fā)出數(shù)據(jù)，接收端收到 后先暫存于芯片存儲器內(nèi)，外面的 MCU可以在需要時再到芯片中去取。 由 nRF905組成的高頻頭用戶接口 的簡介 圖 11中給出了由 nRF905組成的高頻頭用戶接口，該接口由 10個數(shù)字輸入 /輸出 I/O組成，按照工作可分為三組： 圖 11 由 nRF905組成的高頻頭用戶接口 PWR TRX_CE TXEN 工作模式 0 X X 掉電和 SPI 編程模式 1 0 X 待機(jī)和 SPI 編程模式 1 1 0 接收 1 1 1 發(fā)射 表 1 各種模式的控制模式 1. 模式控制 該接口由 TRX_CE、 TXEN、 PWR 組成控制由 nRF905 組成的高頻頭的四種工作模式：掉電和 SPI 編程模式；待機(jī)和 SPI 編程模式；發(fā)射模式；接收模式，各種模 第 10 頁 共 22 頁 10 式的控制模式見 上 表1。 2. SPI 接口 SPI 接口由 SCK、 MISO、 MOSI 以及 CSN 組成。（ 1）在配置模式下單片機(jī)通過SPI 接口配置高頻頭的工作參數(shù)；（ 2）在發(fā)射 /接收模式下單片機(jī) SPI 接口發(fā)送和接收數(shù)據(jù)。 3. 狀態(tài)輸出接口 提供載波檢測輸出 CD，地址匹配輸出 AM，數(shù)據(jù)就緒輸出 DR。 SPCE061A 的介紹 SPCE061A 是一款十六位單片機(jī)，可方便實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的數(shù)據(jù)處理，包括基本的加減運(yùn)算和復(fù)雜的乘積運(yùn)算處理，該芯片擁有 8 路 10 位精度的 ADC，其中一路為音頻轉(zhuǎn)換通道，另外 7 路可作為普通的 AD 轉(zhuǎn)換通道；支持標(biāo)準(zhǔn) C 語言，可以實(shí)現(xiàn) C 語言與凌陽匯編語言的互相調(diào)用，并且， 61 板除了具備單片機(jī)最小系統(tǒng)電路外，還包括有電源電路、音頻電路（含 MIC 輸入部分和 DAC 音頻輸出部分）、復(fù)位電路等，采用電池供電， 61 板上有調(diào)試器接口（ Probe 接口）以及下載線（ EZ_Probe）接口，分別可接凌陽科技的 在線調(diào)試器、簡易下載線，配合μ ’nSP IDE，可方便地在板上實(shí)現(xiàn)程序的下載、在線仿真調(diào)試。 SPCE061A 在芯片內(nèi)部集成了 LCE 仿真電路接口， SRAMI 數(shù)據(jù)存儲器，通用 I/O 端口，定時器 /計數(shù)器，中斷控制， CPU 時鐘，模 數(shù)轉(zhuǎn)換器 A/D， DAC 輸出，通用異步串行輸入輸出接口，串行輸入輸出接口，低電壓監(jiān)測 /低電壓復(fù)位等若干部分。其內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖 12所示： 工作電壓： VDD 為 （ CPU）， VDDH 為 （ I/O）； (2)CPU時鐘： ； (3)內(nèi)置 2K Words 的 SRAM； (4)內(nèi)置 32K Words 的FLASH。 61 板上具有如下主要功能模塊：（ 1） SPCE061A 單片機(jī)最小系統(tǒng)外圍電路模塊； （ 2）電源輸入模塊；（ 3）音頻電路（包含 MIC 輸入、 DAC 音頻功放輸出）模塊；（ 4）按鍵模塊；（ 5） I/O 端口接口模塊；（ 6）調(diào)試、下載接口模塊。 第 11 頁 共 22 頁 11 圖 12 SPCE061內(nèi)部結(jié)構(gòu) 5 系統(tǒng)軟件設(shè)計 系統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu) 主機(jī)系統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu) 主要 是 nRF905初始化及射頻接收函數(shù)、串口通信函數(shù)等 。 從機(jī)系統(tǒng) 軟件結(jié)構(gòu) 如圖 12所示，主要有以下幾個關(guān)鍵函數(shù)： DS18B20初始化及溫度采集函數(shù)、 nRF905初始化及射頻發(fā)送函數(shù)、數(shù)據(jù)顯示函數(shù)等。 圖中可以看出各文件之間的調(diào)用關(guān)系。下面簡要介紹一下各個程序文件的功能： 主程序文件（ ） :實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的初始化，整個系統(tǒng)的運(yùn)行控制。 數(shù)碼管顯示函數(shù)（ ） :包含顯示的端口初始化，顯存的刷新，數(shù)碼管的閃爍等。 nRf905發(fā)送函數(shù)（ ） :包含了 nRf905的初始化，發(fā)送溫度數(shù)據(jù)。 DS18B20驅(qū)動函數(shù)（ ）： 啟動 DS18B20測溫，并讀取測溫結(jié)果。 中斷服務(wù)函數(shù)（ ） ：系統(tǒng)的顯示刷新，溫度數(shù)據(jù)發(fā)送均通過中斷完成。 16位控制器 FLASH U’ nsp + ICE RAM 鎖相環(huán) CPU時鐘 振蕩器 實(shí)時時鐘 低電壓監(jiān)測 /低電壓復(fù)位 雙 16位定時器 /計數(shù)器時基中斷控制 7通道 10位 ADC單通道 ADC+AGC 雙通道 10位 DAC 串行口輸入輸出接口 32管腳通用輸入輸出斷口 ICEEN ICESCK ICESDA VCP CEEN XI/R XO IOA150 IOB150 MICIN AUD1 AUD2 IOB0N IOB1 第 12 頁 共 22 頁 12 圖 13 從機(jī)系統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu) 圖 14 從機(jī)系統(tǒng)主程序流程圖 主 程 序 文 件（ ） 數(shù)碼管顯示函數(shù)（ ） nRf905 發(fā)送函數(shù)（ ） DS18B20 驅(qū)動函數(shù) （ ds18b20） 中 斷 服 務(wù) 函 數(shù)（ ） 調(diào)用顯示
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