【文章內(nèi)容簡介】 14DVDD40DVDD43DVDD50DGND23DGND24DGND32DGND41DGND49DVDD60R E S E T59P R O _ E25P R O G _ N58P 0 .0 / S C K33P 0 .1 / M O S I34P 0 .2 / M I S O51P 0 .352P 1 .026P 1 .135P 1 .236P 1 .337P 1 .438P 1 .553P 1 .654P 1 .755P 2 .0 / R X D 127P 2 .1 / T X D 128P 2 .239P 2 .342P 2 .444P 2 .545P 2 .656P 2 .757P 3 .0 / R X D 048P 3 .1 / T X D 047P 3 .2 / I N T 046P 3 .3 / I N T 131P 3 .4 / T 030P 3 .5 / P W M29U1C C 1 0 1 03 .3 VR 1 247KR 1 347KR 2 047KR 1 947K3 .3 V3 .3 VR 1 447KR 1 647KR 1 847KR 1 547KR 1 747KR 2 247K3 .3 V3 .3 V3 .3 V3 .3 V3 .3 V3 .3 V3 .3 V3 .3 VR 2 147KR 2 547KR 2 747K47KR 2 6R 2 847KR 2 347KR 2 447K3 .3 V3 .3 V3 .3 V3 .3 V3 .3 V3 .3 V3 .3 VR 3 047KR 2 947K47KR 3 13 .3 V3 .3 V3 .3 VR 3 847K47KR 3 747KR 3 647KR 3 547KR 3 447KR 3 247KR333 .3 V 3 .3 V 3 .3 V3 .3 V3 .3 V3 .3 V3 .3 V3 .3 V1KR61KR7P 2 .6P 2 .7P 0 .1 / M O S IP 0 .2 / M I S OP R O G NDVDDP 1 .0P O R _ ED2P 3 .1P 3 .0C 2 60 .1 u FC 2 3 0 .1 u FC 2 50 .1 u FC 2 4 0 .1 u FD1P 3 .0P 3 .1P 1 .1P 1 .2P 1 .3P 1 .4P 1 .5P 1 .6P 1 .7P 2 .0 / R X DP 2 .1 / T X D 1P 2 .2P 2 .3P 2 .4P 2 .5P 2 .6P 2 .7P 3 .2P 3 .3P 3 .4P 3 .5P 0 .3P 0 .0 / S C K0 .1 u FC 3 2X 7 R1uFC 3 1X 7 R15uFC 3 0T A u T R 4 2470R 4 12 .0330uFC 2 8E L E C T0 .1 u FC 2 9X 7 RV C CIN12OUT3GND4U4L M 2 9 3 7 3 .3D33 .3 VP O R _ EP 0 .3P 1 .0P 1 .1P 1 .2P 1 .3P 1 .4P 1 .5P 1 .6P 1 .7P 2 .2P 2 .3P 2 .4P 2 .5P 3 .3P 3 .2P 3 .4P 3 .512J1V C C3 .3 VAD0C 2 70 .1 u F3 .3 VC 1 +1VDD2C 1 3C 2 +4C 2 5V E E6T 2 O U T7R 2 I N8R 2 O U T9T 2 I N10T 1 I N11R 1 O U T12R 1 I N13T 1 O U T14GND15V C C16U3M A X 3 2 3 2AD21 23 45 67 89 1011 1213 1415 1617 1819 2021 22J5AD0AD21包秀英1基于 C C 1 0 1 0 的溫度傳感器數(shù)據(jù)傳送板設計 圖 LM61 原理圖 本系統(tǒng)中 溫度傳感器 LM61 經(jīng) CC1010 芯片的 AD1 引腳將所測的溫度模擬信號送入單片機 ， ADC 的模式選擇位為 01：連續(xù)多轉(zhuǎn)換模式 。 CC1010 片內(nèi)集成的 10 位 ADC 由 ADCON 和 ADCONZ 寄存器控制。三個模擬引腳可以用來采樣，由 來選擇。 置位 控制位來使每次轉(zhuǎn)換。 ADC 中斷標志 和 被硬件設置。如果 8 個 MSB（最高位）的值大于或等于存儲在 ADTRH 寄存器的門限值。此時如果中斷使能標志 和 被置位的話，一個中斷服務程序被執(zhí)行。為了在完成一次轉(zhuǎn)換后得到一個中斷， ADTRH 被設為 0。轉(zhuǎn)換完成后，控制位由硬件置 0。在多次轉(zhuǎn)換模式下， ADC每隔 11 個 ADC 時鐘周期開始一個新的轉(zhuǎn)換。 通過設置 ADADR1 和 ADADR0 模擬量從設置的端口輸入，通 過轉(zhuǎn)換后將數(shù)字量存放在 ADDATL 和 ADDATH 中，其中 ADDATL存放低 8 位， ADDATH 存放高 2 位。 系統(tǒng)中無線數(shù)據(jù)傳輸部分設計 無線收發(fā)芯片的選擇 目前許多應用領域都采用無線的方式進行數(shù)據(jù)傳輸，由于無線收發(fā)芯片的種類和數(shù)內(nèi)蒙古科技大學畢業(yè) 設計 說明書（畢業(yè) 論文 ） 7 量比較多，無線收發(fā)芯片的選擇在設計中是至關重要的，正確的選擇可以減小開發(fā)難度，縮短開發(fā)周期，降低成本，更快地將產(chǎn)品推向市場。 8051 兼容的無線單片機目前全世界共有 4 種，但主流的是 Chipcon 公司的 CC1010， Nordic 公司的 nRF24E1/nRF9E5。 Nordic公司 的 nRF24E1 工作在 ， nRF9E5 工作在 433MHZ 和 868930MHZ，由于采用較好的電源管理方式和快速的 SHOCKBURST 技術， 但 Nordic 公司 的無線單片機存儲器較小只有 4K。 Chipcon 公司的 CC1010 有 32k 存儲器，三通道 A/D 轉(zhuǎn)換器，可以工作在300~1000MHz[2]。 在選擇芯片是 要遵循功耗低、成本低、體積小等規(guī)則所以本設計采用的芯片為Chipcon 公司的 CC1010 芯片。 CC1010 正符合應用的需求，本身具有 3 種工作模式，可以方便的切換，降低能量消耗；且采用了超強 51 內(nèi)核并集 成了 RF 電路和 A/D 轉(zhuǎn)換器， 性價比高，外圍電路擴展方便，且形成產(chǎn)品后體積小。本系統(tǒng)實現(xiàn)將溫度傳感器測量的溫度信號經(jīng)無線單片機進行無線數(shù)據(jù)傳送 。 Chipcon 公司的 CC1010 芯片正符合應用的需求 ， CC1010 是 Chipcon 公司 推出的單片、多頻段、低功耗、超高頻射頻芯片。該芯片內(nèi)嵌高性能的 8051 微控制器、 32KB 的 FLASH 程序存儲器和 2176 字節(jié)的 SRAM，能夠工作于 315MHz、 433MHz、 868MHz 和 915MHz 四個 ISM（工業(yè)、科學和醫(yī)學）頻段，可通過編程控制其工作于 300～ 1000MHz 頻 率范圍之內(nèi)；芯片低電壓（ ～ ）供電并且功耗非常低 （ 接收數(shù)據(jù)時工作電流只有 9mA） ；無線射頻收發(fā)一體型芯片采用了目前流行的單芯片設計，在一塊芯片上集合了信號調(diào)制解調(diào)、信號射頻發(fā)射、信號接收、信號電平轉(zhuǎn)換等功能，有些無線射頻收發(fā)一體型芯片內(nèi)部甚至還集合了單片機單元以及CPLD 單元，允許用戶直接對其進行編程，是一種高集成度的多功能芯片。在實際應用中，無線射頻收發(fā)一體型芯片的外圍電路十分簡單，可方便與單片機或 DSP 連接，而且有些型號的無線射頻收發(fā)一體型芯片在環(huán)境以及電磁兼容性方面的要求可滿足工業(yè)設備或軍 工設備的使用。與傳統(tǒng)的無線收發(fā)射頻裝置相比，無線射頻收發(fā)一體型芯片具有電內(nèi)蒙古科技大學畢業(yè) 設計 說明書（畢業(yè) 論文 ） 8 磁兼容性好、耗電量低、體積小、外圍電路簡單、可靠性高、抗干擾能力強、數(shù)據(jù)傳輸安全性好、價格低廉等特點，在各種嵌入系統(tǒng)、家電、軍工等許多領域都得到了廣泛的應用。 CC1010 微處理器部分 本設計中采用的 CC1010 芯片內(nèi)設置 3 個 10 位 A/D 轉(zhuǎn)換器從而提高模擬數(shù)字量的轉(zhuǎn)換精度、減少了系統(tǒng)元器件的數(shù)量、提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性并大大提高了單片機的性能。 CC1010 單片機芯片自帶的 3個 10位 ADC，分別有寄存器 ADCON和 ADCON2控制。這 3 個 ADC 分別從 AD0、 AD AD2 輸入，有寄存器 位選擇，這個寄存器也用于選擇 AD1 的外部引用（當用 AD0 時）。當 AD1 用于外部引用時，只能有兩個 ADC 輸入可以利用。 AD 端口是三路模擬輸入 A/D 轉(zhuǎn)換，其中 AD2 口也能被設置成接收信號強度指示輸出或者中頻輸出，這個引腳由 FREND 寄存器設置，不用的時候這三個腳可以懸空。 CC1010 有三種工作模式：正常工作模式、節(jié)能模式和睡眠模式，可以方便的在三種不同的工作模式下切換。模式轉(zhuǎn)換圖如圖 所示。 活 動 模 式 空 閑 模 式 睡 眠 模 式 圖 工作模式轉(zhuǎn)換圖 活動模式 ： 在活動模式下，內(nèi)核處理器正常工作，執(zhí)行 flash memory 指令，時鐘 信號 用主晶振或用 32KHz 的晶振。當前消耗依據(jù)實際采用的頻率，在幾種工作模式中能量內(nèi)蒙古科技大學畢業(yè) 設計 說明書（畢業(yè) 論文 ） 9 消耗最高。 空閑模式：在設置完 指令位后，進入空閑模式。在空閑模式中，內(nèi)核處理器停止工作，內(nèi)部寄存器維持他們的當前數(shù)據(jù)，但是外圍電路仍然工作。在該工作模式下，能量消耗低于活動模式。在系統(tǒng)中，平時工作于該模式下，當有數(shù)據(jù)發(fā)送或轉(zhuǎn)發(fā)時，再切換到活動模式，發(fā)送完畢再次進入空閑模式。 睡眠模式：在完成設置 位之后，控制器內(nèi)核和外圍電路停止工作。在該模式下，內(nèi)核處理器的時鐘和外圍電路失效。只有 ADC 時鐘運行。此工作模式下能量消耗最低，但是由于從該模式切換到活動模式時需要 reset 操作或開關電源，無法響應RF 事件，不便于集中管理，故系統(tǒng)沒有采用該模式。 CC1010 從空閑模式可以方便的切換到活動模式 [4]。 CC1010 的微處理器內(nèi)核基于標準的 8 位 8051 內(nèi)核，支持直接尋址 、間接尋址和寄存器尋址等尋址方式，內(nèi)核寄存器有累加器 A、堆棧指針 SP、數(shù)據(jù)指針 DPTR 和程序狀態(tài)字 PSW 等。 CC1010 的 4 個通用 I/O 口分別是 P0、 P P P3。 P0 包括 4 個引腳； P P2 包括 8 個引腳； P3 包括 6 個引腳。每個引腳都是 8 位的。 CC1010 端口與標準的 8051 端口有以下方面的不同：在端口沒有上拉或下拉；受端口方向寄存器控制；在所有的端口都是 CMOS 輸出電平；所有端口引腳能夠承受和能夠提供的電流是 2mA，除 引腳外， 引腳的電流是 8mA。 CC1010 芯片內(nèi)含增強微控制器和收發(fā)器電路， 芯片 CC1010內(nèi)部結構如圖 所示。 內(nèi)蒙古科技大學畢業(yè) 設計 說明書（畢業(yè) 論文 ） 10 圖 芯片 CC1010 內(nèi)部結構 CC1010 的 8051 內(nèi)核提供了能夠與 8051 相兼容的以下外圍接口： ● 4 個通用的 I/O 口； ● 兩個標準的 8051 定時器； ● 兩個具有 PWM 功能的定時器； ● 看門狗定時器； ● 實時時鐘； ● SPI 主機； ● 硬件 DES 加密 /解密； ● 隨機位產(chǎn)生器； 內(nèi)蒙古科技大學畢業(yè) 設計 說明書（畢業(yè) 論文 ） 11 ● 10 位 A/D 轉(zhuǎn)換器。 其中微控制器以 8051 為核心。 CC1010 啟動時必須復位，其復位信號源比 8051 多。主要有 RESET 管腳復位、上電復位、低電壓復位、 ADC 復位、看門狗復位。 8051 外接復位信號為高電平有效，而且輸入時間需要 2 個機器周期以上；而 CC1010 則在 RESET管腳加低電壓可在任何時間復位幾乎所有的寄存器。 CC1010 可進行內(nèi)部或外部上電復位：內(nèi)部上電復位模塊同時檢測上電狀態(tài)和低電壓狀態(tài)，產(chǎn)生復位；當 PORE 管腳接地時，內(nèi)部復位模塊無效。另外， CC1010 的 ADC 與看門狗模塊也可產(chǎn)生復位。 CC1010微控制器內(nèi)核為 8