基于无线数据方式的多路数据采集与传输系统设计

基于无线数据方式的多路数据采集与传输系统设计内容摘要：

4 位光刻 ROM、温度传感器、非易失性的温度报警触发器和配置寄存器。 此外，还有电源检测模块、存储和控制逻辑器、中间结果缓存器和 8位循环冗余校验码（ CRC）发生 器。 DS18B20 将温度传感器、 A/D 传感器、寄存器、接口电路集成在一个芯片中 , 代替模拟温度传感器和信号处理电路 ,直接与单片机沟通 ,完成温度采集和数据处理，具有直接数字化输出、测试及控制功能强、传输距离远、抗干扰能力强、微型化微功耗、便于多点测量且易于扩展的特点。 图 10 DS18B20内部结构 nRf905 芯片的介绍 nRF905 是一种单片射频发射器芯片，工作电压为 ～ ，工作于433/868/915MHz3 个 ISM 频道。 本系统中使用 433MHz， nRF905 可以自动完成处理字头和 CRT 的工作，可由片内硬件自动完成曼彻斯特编码 /解码，使用 SPI 接口与微控制器通信。 nRF905由频率合成器、接收解调器、功率放大器、晶体振荡器和调制器组成，断控制器支持 5个扩展中断源： ADC中断、 SPI中断、唤醒中断和两个无线收发中断。 此外，还扩展了两个数据指针，使得片外 RAM存取数据更为方便。 微控制器内有 256B的数据 RAM和 512B的 ROM。 上电复位或软件复位后，控制器自动执行 ROM 第 9 页 共 22 页 9 引导区中的代码，用户程序通常在引导区的引导下 ， nRF905传输数据时为非实时方式，即发送端发出数据，接收端收到 后先暂存于芯片存储器内，外面的 MCU可以在需要时再到芯片中去取。 由 nRF905组成的高频头用户接口 的简介 图 11中给出了由 nRF905组成的高频头用户接口，该接口由 10个数字输入 /输出 I/O组成，按照工作可分为三组： 图 11 由 nRF905组成的高频头用户接口 PWR TRX_CE TXEN 工作模式 0 X X 掉电和 SPI 编程模式 1 0 X 待机和 SPI 编程模式 1 1 0 接收 1 1 1 发射 表 1 各种模式的控制模式 1. 模式控制 该接口由 TRX_CE、 TXEN、 PWR 组成控制由 nRF905 组成的高频头的四种工作模式：掉电和 SPI 编程模式；待机和 SPI 编程模式；发射模式；接收模式，各种模 第 10 页 共 22 页 10 式的控制模式见 上 表1。 2. SPI 接口 SPI 接口由 SCK、 MISO、 MOSI 以及 CSN 组成。 （ 1）在配置模式下单片机通过SPI 接口配置高频头的工作参数；（ 2）在发射 /接收模式下单片机 SPI 接口发送和接收数据。 3. 状态输出接口 提供载波检测输出 CD，地址匹配输出 AM，数据就绪输出 DR。 SPCE061A 的介绍 SPCE061A 是一款十六位单片机，可方便实现复杂的数据处理，包括基本的加减运算和复杂的乘积运算处理，该芯片拥有 8 路 10 位精度的 ADC，其中一路为音频转换通道，另外 7 路可作为普通的 AD 转换通道；支持标准 C 语言，可以实现 C 语言与凌阳汇编语言的互相调用，并且， 61 板除了具备单片机最小系统电路外，还包括有电源电路、音频电路（含 MIC 输入部分和 DAC 音频输出部分）、复位电路等，采用电池供电， 61 板上有调试器接口（ Probe 接口）以及下载线（ EZ_Probe）接口，分别可接凌阳科技的 在线调试器、简易下载线，配合μ ’nSP IDE，可方便地在板上实现程序的下载、在线仿真调试。 SPCE061A 在芯片内部集成了 LCE 仿真电路接口， SRAMI 数据存储器，通用 I/O 端口，定时器 /计数器，中断控制， CPU 时钟，模 数转换器 A/D， DAC 输出，通用异步串行输入输出接口，串行输入输出接口，低电压监测 /低电压复位等若干部分。 其内部结构如图 12所示： 工作电压： VDD 为 （ CPU）， VDDH 为 （ I/O）； (2)CPU时钟： ； (3)内置 2K Words 的 SRAM； (4)内置 32K Words 的FLASH。 61 板上具有如下主要功能模块：（ 1） SPCE061A 单片机最小系统外围电路模块； （ 2）电源输入模块；（ 3）音频电路（包含 MIC 输入、 DAC 音频功放输出）模块；（ 4）按键模块；（ 5） I/O 端口接口模块；（ 6）调试、下载接口模块。 第 11 页 共 22 页 11 图 12 SPCE061内部结构 5 系统软件设计 系统软件结构 主机系统软件结构 主要 是 nRF905初始化及射频接收函数、串口通信函数等。 从机系统 软件结构 如图 12所示，主要有以下几个关键函数： DS18B20初始化及温度采集函数、 nRF905初始化及射频发送函数、数据显示函数等。 图中可以看出各文件之间的调用关系。 下面简要介绍一下各个程序文件的功能： 主程序文件（ ） :实现系统的初始化，整个系统的运行控制。 数码管显示函数（ ） :包含显示的端口初始化，显存的刷新，数码管的闪烁等。 nRf905发送函数（ ） :包含了 nRf905的初始化，发送温度数据。 DS18B20驱动函数（ ）： 启动 DS18B20测温，并读取测温结果。 中断服务函数（ ） ：系统的显示刷新，温度数据发送均通过中断完成。 16位控制器 FLASH U’ nsp + ICE RAM 锁相环 CPU时钟 振荡器 实时时钟 低电压监测 /低电压复位 双 16位定时器 /计数器时基中断控制 7通道 10位 ADC单通道 ADC+AGC 双通道 10位 DAC 串行口输入输出接口 32管脚通用输入输出断口 ICEEN ICESCK ICESDA VCP CEEN XI/R XO IOA150 IOB150 MICIN AUD1 AUD2 IOB0N IOB1 第 12 页 共 22 页 12 图 13 从机系统软件结构 图 14 从机系统主程序流程图 主 程 序 文 件（ ） 数码管显示函数（ ） nRf905 发送函数（ ） DS18B20 驱动函数 （ ds18b20） 中 断 服 务 函 数（ ） 调用显示。