【正文】 return 1。}//忙狀態(tài)檢測int dm_busy_check(void){if((P3IN amp。delay(10)。DM_RESET_H。}DM_CS_H。 i++)。// 延時(shí) 10uS 以上，復(fù)位 DataFlashfor(i = 0。delay(10)。DM_RESET_H。dmreset()。= ~(DM_CS + DM_RESET)。P2DIR |= DM_CS + DM_RESET。P3OUT amp。P3SEL amp。P3DIR amp。= ~DM_SCLK//數(shù)據(jù)輸入口 1, 0define DM_SI_H P3OUT |= DM_SIdefine DM_SI_L P3OUT amp。表 45DB161 的引腳引腳 功能CS 片選信號(hào)SCK 串行時(shí)鐘SI 串行輸入SO 串行輸出WP 硬件頁寫保護(hù)RESET 復(fù)位RDY/BUSY 就緒/忙表 45DB161 的命令表命令 操作碼讀連續(xù)陣列 68H讀主存頁 E8H讀 BUFFER1 52H讀 BUFFER2 D2H讀狀態(tài)寄存器 54H寫 BUFFER1 84H寫 BUFFER2 87H帶擦除的將 Buffer1 編程到主存頁 83H帶擦除的將 Buffer2 編程到主存頁 86H不帶擦除的將 Buffer1 編程到主存頁 88H不帶擦除的將 Buffer2 編程到主存頁 89H頁擦除 81H塊擦除 50H通過 Buffer1 的主存頁編程 82H通過 Buffer2 的主存頁編程 85H中國礦業(yè)大學(xué)（北京）碩士學(xué)位論文 29 有關(guān)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的操作方法可參考 45DB161B 的技術(shù)資料，這里不再介紹。 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的操作函數(shù)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的操作包括：讀，寫和擦除。無線通信在 ZStack 中已經(jīng)實(shí)現(xiàn)。在實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)程序時(shí)，需要對(duì)時(shí)鐘操作的函數(shù)進(jìn)行設(shè)置，如時(shí)鐘的啟動(dòng)、停止和時(shí)間設(shè)置。在設(shè)備發(fā)送中斷請(qǐng)求后，系統(tǒng)便會(huì)調(diào)用驅(qū)動(dòng)程序中的中斷處理程序。驅(qū)動(dòng)程序還要為設(shè)備的中斷請(qǐng)求提供響應(yīng)。另一方面，設(shè)備也需要中斷工作方式來提高其實(shí)時(shí)性。在有數(shù)據(jù)要發(fā)送時(shí)系統(tǒng)軟件就會(huì)調(diào)用驅(qū)動(dòng)程序中的寫函數(shù)，而當(dāng)從設(shè)備接收數(shù)據(jù)或是查詢?cè)O(shè)備狀態(tài)時(shí)，系統(tǒng)就會(huì)調(diào)用驅(qū)動(dòng)程序中的讀函數(shù)。任何一個(gè)硬件都要同系統(tǒng)中的其他部件（CPU 、系統(tǒng)中線、設(shè)備控制器）進(jìn)行數(shù)據(jù)交流。每個(gè)硬件設(shè)備的驅(qū)動(dòng)程序必須有一個(gè)初始化函數(shù)，根據(jù)硬件的特征檢查硬件是否存在，配置和初始化硬件，將設(shè)備初始化等相應(yīng)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。設(shè)備對(duì)象實(shí)際上是一個(gè)代表該設(shè)備的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，是一個(gè)全局變量。對(duì)上層的應(yīng)用而言，設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序隱藏了設(shè)備的具體細(xì)節(jié)，為各種不通型號(hào)、不通種類的設(shè)備提供了簡便、高效的接口，應(yīng)用程序可以如同調(diào)用數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)一樣對(duì)此設(shè)備進(jìn)行操作。采用的是面向?qū)ο蟮慕M織方式，即一個(gè)設(shè)備就是一個(gè)對(duì)象（數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)） 。另外，由于硬件在具體工作的時(shí)候難免會(huì)出現(xiàn)各種差錯(cuò)，因此驅(qū)動(dòng)程序還應(yīng)當(dāng)包括一些錯(cuò)誤處理函數(shù)，具備一定的糾錯(cuò)能力，能夠使設(shè)備能從錯(cuò)誤的工作狀態(tài)中恢復(fù)過來。因此，驅(qū)動(dòng)程序開發(fā)是整個(gè)嵌入式系統(tǒng)研發(fā)過程中必不可少的一個(gè)組成部分。從位置上來說，驅(qū)動(dòng)程序位于設(shè)備和應(yīng)用之間。根據(jù) CC2430 的數(shù)據(jù)手冊(cè)，工作在 32MHz 時(shí)，8051CPU 的電流為 ，A/D 轉(zhuǎn)換的電流為 ，考慮到其它電路的耗電量，總的平均電流不會(huì)超過 15mA，故選擇 600mAh 的鋰電池作為電源。CC2430 的電源電壓為 ，所以使用 的鋰電池供電。這是一款串口連接的閃存芯片，只需要 7 根 CPU的 I/O 口線。為節(jié)省電能和減小體積，使用 CC2430 本身的 A/D 轉(zhuǎn)換器進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。這種天線的設(shè)計(jì)需要豐富的經(jīng)驗(yàn)和測試設(shè)備，而課題研究中不具備這些條件，故采用市售的 CC2430 電路版，板子的面積為 ，能夠滿足傳感器對(duì)尺寸的要求。CPU 電路包括復(fù)位、晶振和天線電路。 傳感器電路傳感器的硬件包括以下幾個(gè)部分：CPU，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，A/D 轉(zhuǎn)換，電源等。行駛方向傳感器1傳感器2傳感器1傳感器2傳感器1傳感器2車道車道車道Zigbee 協(xié)調(diào)器計(jì)算機(jī)USB 接口中國礦業(yè)大學(xué)（北京）碩士學(xué)位論文 25 4. 過車傳感器的硬件電路和驅(qū)動(dòng)開發(fā)過車傳感器的硬件系統(tǒng)由 CPU,數(shù)據(jù)存儲(chǔ),RF 電路和電源電路組成。中國礦業(yè)大學(xué)（北京）碩士學(xué)位論文 24 圖 傳感器網(wǎng)絡(luò)與通信 圖 傳感器網(wǎng)絡(luò)的通信 Sensor work munication 本章小結(jié) 本章中首先確定了系統(tǒng)設(shè)計(jì)的原則，建立了傳感器硬件框架，確定了傳感器系統(tǒng)的組成，對(duì)硬件進(jìn)行了選型，Zigbee 無線通信選用了 TI 公司的 CC2430，該芯片除了無線通信功能外，還有一個(gè)功能強(qiáng)大的 C8051F CPU 和最高達(dá) 14 位的 A/D 轉(zhuǎn)換器，不需要單獨(dú)的A/D 轉(zhuǎn)換電路進(jìn)行磁阻傳感器的采樣，選用該款 CPU 使得傳感器的體積和功耗大大減小。發(fā)送時(shí)使用的目標(biāo)地址將由應(yīng)用支持子層從綁定表中自動(dòng)獲得，從而能使消息順利被目標(biāo)節(jié)點(diǎn)的一個(gè)或多個(gè)應(yīng)用服務(wù)，乃至分組接收。在 ZigBee2022 版本中規(guī)定，在全部節(jié)點(diǎn)中實(shí)現(xiàn)綁定機(jī)制，并將其稱為源綁定。車輛數(shù)據(jù)采集過程如下：當(dāng)有車通過時(shí)，傳感器 1 檢測到車輛后，立即給同車道的傳感器 2 發(fā)送信息，傳感器 2 清零計(jì)時(shí)器并開始計(jì)時(shí)；在此之后，當(dāng)傳感器 2 檢測到車輛時(shí)，讀出計(jì)時(shí)器值并放入環(huán)形緩沖器。對(duì)于六車道的高速公路，需要 12 個(gè)傳感器。中國礦業(yè)大學(xué)（北京）碩士學(xué)位論文 23 圖 終端設(shè)備的工作流程 Terminal equipment working process一個(gè)傳感器只能檢測一個(gè)車道的車輛。過車傳感器為終端設(shè)備。協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)的程序流程如圖 所示。ZigBee 協(xié)調(diào)器上電后通過掃描尋找一個(gè)空閑信道來創(chuàng)建新網(wǎng)絡(luò)；接收新節(jié)點(diǎn)加入并分配網(wǎng)絡(luò)地址，維護(hù)一個(gè)目前連接設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)列表。其特點(diǎn)如下：? 具有96%高效率? 高輸出電流，（Vin）時(shí)可達(dá)800mA? 能夠在步進(jìn)和Boost模式之間自動(dòng)過渡? 高截止性，器件靜態(tài)電流小于50mA? 輸入電壓范圍較寬：~? ~ ? 溫度檢測與過溫保護(hù) 過車傳感器相關(guān)的通信 Zigbee 網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備有兩種，協(xié)調(diào)器和終端。 電源模塊電源對(duì)于傳感器的穩(wěn)定工作和節(jié)能至關(guān)重要。PM3常用在CPU需要等待外部信號(hào)的情況下。在這種模式下，電源電壓調(diào)節(jié)器關(guān)閉，內(nèi)部所有由電壓調(diào)節(jié)器提供電能的電路全部停止工作，所有振蕩器全部停止工作。PM2較適合喚醒時(shí)間較長，CPU模式切換不太頻繁的情況，常使用睡眠定時(shí)器來喚醒CPU的運(yùn)行。中國礦業(yè)大學(xué)（北京）碩士學(xué)位論文 20 PM2，電源電壓調(diào)節(jié)器關(guān)，PM2是功耗較低的工作模式。在CPU進(jìn)入此模式后，開始執(zhí)行低功耗的程序序列，當(dāng)程序從低功耗模式PM1跳出到正常模式PM0時(shí)，高速振蕩器被啟動(dòng)，CPU工作在高速RC振蕩器下，直到高速XSOC振蕩器被設(shè)置好并選中。 CC2430的工作模式 CC2430 working mode工作模式 功能PM0主時(shí)鐘振蕩器開，電源電壓調(diào)節(jié)器開，為全功能模式。 CC2430具有四個(gè)工作模式，以適應(yīng)對(duì)芯片低功耗有不同要求的應(yīng)用。 [19] CC2430 CMOS 工藝生產(chǎn)，工作時(shí)的電流消耗為27 mA；在接收和發(fā)射模式下，電流損耗分別低于27 mA或25mA。CC2430 芯片延用了以往CC2420 芯片的架構(gòu)，在單個(gè)芯片上整合了ZigBee 射頻(RF)前端、內(nèi)存和微控制器。能滿足低功耗ZigBee（IEEE ）無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用需要。這樣，進(jìn)一步減少了傳感器的體積和功耗。HMC2022 有 Xout,Yout,Zout 三個(gè)輸出引腳,分別對(duì)應(yīng)傳感器所在位置的 X 軸,Y 軸,Z 軸上的磁場強(qiáng)度。磁阻傳感器信號(hào)的 A/D 轉(zhuǎn)換電路對(duì)本系統(tǒng)非常重要，直接關(guān)系測量的精度。對(duì)于大多數(shù) ADC，轉(zhuǎn)換時(shí)間的倒數(shù)即為轉(zhuǎn)換速率。2) 相對(duì)誤差是指整個(gè)轉(zhuǎn)換范圍內(nèi)，任意數(shù)字量所對(duì)應(yīng)的模擬輸入量的實(shí)際值與理論值之差，用模擬滿量程的百分比表示。通常以數(shù)字量的最小有效位(LSB)的分?jǐn)?shù)值來表示絕對(duì)誤差，如士 1LSB 等。精度有絕對(duì)精度和相對(duì)精度兩種表示方法。分辨率表示了 A/D 轉(zhuǎn)換器對(duì)輸入模擬信號(hào)數(shù)字化后的精細(xì)程度。A/D 轉(zhuǎn)換器的選擇需要考慮以下幾個(gè)指標(biāo)。因此,對(duì)于要求2或3軸磁場感應(yīng)、體積和抗振性有限制并只要求前段傳感部分的應(yīng)用來說,該混合電路是最理想的選擇。斯，,～ 范圍內(nèi)變化。X、Y、Z 磁傳感器橋路與放大器相連，輸出0～5V的信號(hào)。2μGs，工作溫度在 40℃～85℃之間。 過車傳感器總體框架 vehicle sensor framework16位A/D轉(zhuǎn)換器數(shù)據(jù)存儲(chǔ) 數(shù)據(jù)、命令傳送三軸磁阻 傳感器信號(hào)處理電路CC2430C8051F CPURF 射頻電路中國礦業(yè)大學(xué)（北京）碩士學(xué)位論文 17 硬件設(shè)備的選擇 磁阻傳感器 HMC2022磁阻傳感器是美國公司霍尼維爾制造的一款用于精確測量低磁場強(qiáng)度的使用三軸磁阻傳感器混合的電路組件,由三個(gè)精密坡莫合金磁阻傳感器和統(tǒng)一定制的接口電子設(shè)備構(gòu)成,并且自帶高靈敏度溫度補(bǔ)償電路。因此，過車傳感器應(yīng)滿足以下要求：? 體積小，厚度薄，安裝后不能影響車輛正常行駛? 整體結(jié)構(gòu)堅(jiān)固，在大型車輛的碾壓后仍然保持正常的工作狀態(tài)? 工作時(shí)間長，可靠穩(wěn)定? 采用電池供電? 耗電量低? 無線傳輸且抗干擾能力強(qiáng) 過車無線傳感器先由磁阻傳感器采集信號(hào)，經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換后將傳感器采集的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，再由微處理器對(duì)這些數(shù)字信號(hào)進(jìn)行處理，無線通信模塊將數(shù)據(jù)傳輸至上位機(jī)進(jìn)一步數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，分析使用。并且現(xiàn)在的車輛裝載了越來越多的電子設(shè)備，將對(duì)過車傳感器產(chǎn)生很大的電磁干擾。 系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則和硬件框架在實(shí)際中，過車傳感器往往放置在高速公路的各車道路面上，工作條件惡劣。中國礦業(yè)大學(xué)（北京）碩士學(xué)位論文 16 3. 過車傳感器硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì) 硬件是整個(gè)傳感器的基礎(chǔ)，直接關(guān)系著傳感器的功能。 本章小結(jié) 本章中對(duì)嵌入式技術(shù)，磁阻傳感器原理和新型無線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行了系統(tǒng)的介紹。在有信標(biāo)的網(wǎng)絡(luò)中，ZigBee協(xié)調(diào)點(diǎn)通過定期地向網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)廣播信標(biāo)使整個(gè)網(wǎng)絡(luò)保持同步；在無信標(biāo)的網(wǎng)絡(luò)中，終端節(jié)點(diǎn)會(huì)被設(shè)定工作周期，定期睡眠，定期醒來，而終端節(jié)點(diǎn)以外的各個(gè)節(jié)點(diǎn)要始終保證處于激活的工作狀態(tài)，終端節(jié)點(diǎn)每次醒來后會(huì)主動(dòng)向它的協(xié)調(diào)點(diǎn)發(fā)出詢問是否有數(shù)據(jù)要發(fā)送給自己。ZigBee網(wǎng)絡(luò)中傳輸?shù)臄?shù)據(jù)大體上可分為三類：周期性數(shù)據(jù)，這一類數(shù)據(jù)的傳輸速率根據(jù)不同的應(yīng)用而確定，例如傳感器網(wǎng)絡(luò)中傳輸?shù)臄?shù)據(jù)；間歇性數(shù)據(jù)，這一類數(shù)據(jù)的傳輸狀態(tài)根據(jù)應(yīng)用或者外部激勵(lì)而確定，例如電燈開關(guān)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)；反復(fù)性的、反應(yīng)時(shí)間低的數(shù)據(jù)，這一類數(shù)據(jù)的傳輸狀態(tài)是由時(shí)隙分配而確定的，例如我們電腦上無線鼠標(biāo)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)。如果網(wǎng)絡(luò)中的某個(gè)節(jié)點(diǎn)與網(wǎng)絡(luò)失去聯(lián)系后想要再次加入網(wǎng)絡(luò)，它可以通過孤立通知過程來重新加入網(wǎng)絡(luò)。中國礦業(yè)大學(xué)（北京）碩士學(xué)位論文 15 當(dāng)ZigBee網(wǎng)絡(luò)中的PAN協(xié)調(diào)器選定網(wǎng)絡(luò)地址后，便開始接受其他新節(jié)點(diǎn)加入其網(wǎng)絡(luò)的申請(qǐng)。ZigBee 網(wǎng)絡(luò)中的所有節(jié)點(diǎn)都有兩個(gè)地址：一個(gè)是 64bitIEEE 擴(kuò)展地址，另一個(gè)是 16bit 網(wǎng)絡(luò)地址。PAN 標(biāo)識(shí)符一旦確定，就說明已經(jīng)建立了網(wǎng)絡(luò)，此后，如果遇到另一個(gè) PAN 協(xié)調(diào)器掃描該信道，這個(gè)網(wǎng)絡(luò)的協(xié)調(diào)器就會(huì)響應(yīng)并聲明這個(gè)新網(wǎng)絡(luò)的存在。在 PAN 協(xié)調(diào)器建立一個(gè)新網(wǎng)絡(luò)時(shí)，首先要對(duì)所有的信道進(jìn)行掃描，選擇其中一個(gè)空閑信道來建立新的網(wǎng)絡(luò)?；旌暇W(wǎng)一般適用于覆蓋范圍較大的網(wǎng)絡(luò)。 Zigbee網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) Zigbee work topologyMesh網(wǎng)可以通過FFD擴(kuò)展網(wǎng)絡(luò)，組成Mesh網(wǎng)與星型網(wǎng)構(gòu)成的混合網(wǎng)（） 。Mesh網(wǎng)中，通常將發(fā)起建立網(wǎng)絡(luò)的那個(gè)FFD節(jié)點(diǎn)設(shè)置為PAN協(xié)調(diào)點(diǎn)。星型網(wǎng)通常適用于用于節(jié)點(diǎn)數(shù)量較少的場合。星型網(wǎng)（）是由一個(gè)PAN協(xié)調(diào)點(diǎn)和一個(gè)或多個(gè)終端節(jié)點(diǎn)組成的。右側(cè)圖是 M 層應(yīng)用向 P 層發(fā)送服務(wù)原語，P中國礦業(yè)大學(xué)（北京）碩士學(xué)位論文 14 層根據(jù)原語執(zhí)行的結(jié)果向 M 層返回確認(rèn)原語。 N1 的 M 層向用戶發(fā)送確認(rèn)原語，指示氣球原語執(zhí)行的結(jié)果。N1 用戶向它的 M 層發(fā)出服務(wù)請(qǐng)求，它引起 N2 用戶的 M 層向 N2 用戶發(fā)出指示原語，通告某事件的發(fā)生。原語都是發(fā)送給服務(wù)實(shí)體相鄰層的。在 ZigBee 技術(shù)中存在著以下四種類型的原語? 請(qǐng)求原語? 指示原語? 響應(yīng)原語? 確認(rèn)原語原語的書寫形式包含了服務(wù)的實(shí)體，原語的功能及原語的類型，物理層數(shù)據(jù)訪問類型原語用 PD 開頭，物理層管理類原語用 PLME 開頭；MAC 層數(shù)據(jù)服務(wù)原語用 MCPS 開頭，MAC 層管理服務(wù)原語用 MLME 開頭；網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)服務(wù)原語用 NLDE 開頭，網(wǎng)絡(luò)層管理服務(wù)原語用 NLME 開頭；應(yīng)用層支持子層數(shù)據(jù)服務(wù)原語用 APSED 開頭，應(yīng)用支持子層管理服務(wù)原語用 APSME 開頭等。所謂的服務(wù)原語是代表相應(yīng)服務(wù)的符號(hào)和參數(shù)的一種格式化，規(guī)范化的表示，它與服務(wù)的具體實(shí)現(xiàn)方式?jīng)]有關(guān)系。 ZigBee 技術(shù)的原語中國礦業(yè)大學(xué)