基于单片机的无线环境监测系统设计毕业论文

基于单片机的无线环境监测系统设计 毕业论文 毕业论文答辩ppt模板下载毕业论文ppt模板下载毕业论文ppt下载关于药学专业毕业论文临床本科毕业论文下载 1 前 言 1.1 课 题 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 的目的及意义 随着我国科技迅猛发展，工业化程度不断地得到提高，但自然生态环境却遭到了越来越严重的破坏。现实生活中，随着人们生活水平的提高，对生活环境的质量也提出来更高的要求。当前，国内用于民用的生活环境监测系统较少，环境监测点通常位置分散、地理条件复杂、无人值守，因此人工抄取各监测点的数据很不方便、执行效率低，有线方式收集各检测点的数据投入大、布线麻烦、传输距离有限，没有形成完善的监控网。 环境检测技术被广泛应用于人们的日常生产和生活当中，传感器无疑是测量系统中重要的组成部分。但是伴随传感器而来的是大量的数据线缆，众多的线缆不仅带来布线复杂的不便，而且存在着短路、断线隐患，成本高、易老化，错综复杂的线路还给系统的调试和维护增加了难度。同时对于一些临时使用的传感器，搭接线缆十分不便。因此，寻找一种便捷的、能够满足数据通信要求的无线通信技术，以解除线缆搭接复杂的困扰，成为一个亟待解决的问题。 随着射频技术、微电子技术及集成电路技术的进步，无线通信技术取得了飞速的发展，无线通信的实现越来越容易，传输速度越来越快，可靠性越来越高，并且逐渐达到可以和有线网络相媲美的水平。与有线方式相比，无线方式具有如下几个显著的特点: ① 传输介质采用的是电磁波，特别适用于那些不适合或不方便架设电缆的现场。 ② 在应用单片机编解码接口技术的无线通信系统中，采用多字节地址编码，收发器的数量不受限制。 ③ 具有电路简单、功耗小、体积小、成本低等优点。 研究工业环境下的无线数据通信技术是近年来新的发展趋势，无线技术已经渗透到数据采集领域，本设计将传感器技术与数据无线传输技术结合，成功完成温度、亮度、湿度、噪声等检测与无线传输系统的硬件电路和系统软件设计，力图以无线化解决由铺设电缆带来的诸多问题，为工业控制带来便利。 随着单片机的广泛应用和通信技术的日趋发展，超远程的实时监控越来越备受关注，尤其在国防和工业生产中更是起着无可替代的作用。针对上述情况，设计了一种基于单片机的环境监测无线网络系统。 1.2 环境监测技术现状 近年来，随着工业生产效率的不断提高，自动化水平与范围的不断扩大，对环境监测技术的要求也愈来愈高，各国专家都在有针对性地竞相开发各种特殊而实用的测量技术，并取得了重大进展。 但目前我国环境监测仪器多是中小型企业生产，产品基本集中在中低档的环境监测仪器，远不能适应我国环境监测工作发展的需要。主要表现为： ①技术档次低，低水平和重复生产严重，规模效益差。 ②产品质量不高，性能不稳定，一致性较差，使用寿命短，故障率高。 ③研究开发能力较低，在线监测仪器的系统配套生产能力较低，不能适应市场的需要。 1.3 无线通信技术的发展及现状 无线通信技术已经在我们的日常生活中得到了广泛的应用，目前应用广泛的短距离无线通信技术主要有IEEE802.11 WLAN、蓝牙、IrDA、Home-RF、ZigBee、微功率短距离无线通信技术等。与目前己经具备相当规模的无线长距离通信网络相比，短距离无线通信系统在基本结构、服务范围、应用层次及通信业务(数据、话音)上，均有很大的不同。 （1）IEEE802.11 802.11是个系列标准，由5个现行有效的标准802.11、802.lla、802.11b、802.1lb-Corl、802.11c和5个正在发展制定中的标准802.1le、802.11f、802.11g、802.llh、802.11i组成。IEEE802.llb技术标准是无线局域网的国际标准，自发布之日起就得到了广泛的应用，迄今为止仍是应用热点。该标准工作在2.4GHz的频段上，采用了补码键控(CCK)调制技术和直接序列调频(DSSS)技术，最大传输速率可达11Mbit/s，并且可以根据情况的变化，在11Mbit/s、5.5Mbit/s、2Mbit/s、1Mbit/s的不同速率之间自动切换，且在2Mbit/s、1Mbit/s的速率时与802.11兼容，它从根本上改变了WLAN的设计和应用现状，扩大了WLAN的应用领域。现在，大多数厂商生产的WLAN产品都基于802.11标准。 802.l1a标准与802.11b 标准同年制定，它工作在5GHz频段上，使用OFDM(Orthogonal Frequeney Division Multiplexing)调制技术，支持6、9、12、18、24、36、48和54Mbit/s的传输速率。802.llb与802.lla两个标准都存在着各自的优缺点。802.llb的优势在于价格低廉，但速率较低(最高11Mbit/s)，而802.lla优势在于传输速率快(最高54Mbit/s)且受干扰少，但价格相对较高。另外，802.llb与802.lla工作在不同的频段上，不能工作在同一接入点(AP)的网络里，因此802.llb与802.lla互不兼容。 为了解决上述问题，IEEE802.ll工作组开始定义新的物理层标准802.11g。802.11g标准与以前的802.11协议标准相比有以下两个特点：在2.4GHz频段使用正交频分复用(OFDM)调制技术，使数据传输速率提高到20Mbit/s以上；能够与802.llb的Wi-Fi系统互相连通，共存于同一AP的网络里，保障了后向兼容性，延长了802.llb产品的使用寿命，降低了用户的投资。 （2）蓝牙（Bluetooth）技术 蓝牙技术作为一种近距离无线连接的全球性开放规范，己经得到了全球众多大企业的支持。蓝牙技术同时支持语音和数据传输，使用跳频扩频技术，本身包括纠错机制，可靠性高，蓝牙规范的核心部分协议允许多个设备进行相互定位、连接和交换数据，并能实现互操作和交互式应用。但是蓝牙设备价格昂贵，通信协议复杂，通讯距离近，蓝牙RF定义了三种功率等级(100mw，25mw和lmw)当蓝牙设备功率为lmw时，其发射范围一般为100m。在蓝牙技术的使用过程中，人们发现蓝牙技术尽管有许多优点，但仍存在许多缺陷。对工业，家庭自动化控制和遥测遥控领域而言，蓝牙技术显得太复杂，功耗大，距离近，组网规模太小等，而工业自动化对无线通信的需求越来越强烈。 （3）红外（IrDA）技术 IrDA(Infrared Data Association)是由红外数据协会提出并推行的一种无线通信协议，这种通信方式通过数据电脉冲和红外光脉冲之间的相互转换实现无线数据的收发。IrDA设备使用发光二极管发送信号，波长范围875nm±30nm。新制定的超高红外(VFIR)标准传输速率达到16Mpbs，相比传统版本的4Mbps快了4倍，接收角度也由原来的30度扩展到120度。IrDA设备的使用不需要申请特定频率的使用执照，并且还具有体积小、功耗低、技术成熟的优点。IrDA数据传输速率比较高，同时由于是点对点的通信，受到的干扰也较小，目前在成熟度和普及度上，IrDA是新兴的无线通信技术无法比拟的。 但是，IrDA的缺点也很明显。首先IrDA是一种视距传输技术，通信设备中间不能有任何阻挡物，通信设备的位置也需要相对固定，不适宜用于移动数据传输；其次，IrDA只能实现点对点的无线通信，不能完成点对多点的无线通信；最后，IrDA设备的核心器件一红外LED容易损坏，因而设备寿命有限。 （4）无线单片技术 该技术一般采用单片数字信号收发芯片，加上微控制器和少量外围器件构成专用或通用无线通信模块。一般射频芯片采用FSK调制方式，工作于ISM频段，一些必要的外围模块都已经集成在芯片内部，并且提供了简单透明的数据传输议或使用简单的加密协议，用户不用对无线通信原理和工作机制有较深的了解只要依据芯片提供的操作接口进行操作即可实现基本的数据无线传输功能。由于其功率小、价格低廉、开发简单快速因而在工业、民用领域得到了广泛的应用。但数据传输速度、流量都较小，因此比较适合搭建对数据传输速度要求不高的小型网络。目前，很多公司推出了这种类型的单片无线收发芯片，其中比较典型的是Nordic公司推出的nRF系列芯片。在对短距离无线通信的研究方面，目前国外除了继续完善和提高短距离无线通信技术以外，对由短距离无线通信设备构成的无线网络进行了较多的理论研究，其典型代表是对主要应用于军事的无线传感器网络的研究。这些研究主要集中在无线网络的路由协议、介质访问协议，节点间的同步以及数据融合技术等方面，并提出了大量针对不同应用的网络模型和通信协议。 目前国内高校对短距离无线通信在生产和生活中的应用上研究的较多。其中郑州大学的周勇庆、武汉科技大学的钱丽、吉林大学的尹刚、浙江大学的张辉等分别对短距离无线通信在汽车轮胎压力实时监测、酒店无线点菜、不停车收费、工业控制系统总线的无线传输等领域的应用进行了研究。这些研究大多着重于无线通信功能的实现，对应用中的低功耗和抗干扰性能没有进行深入的研究。 1.4 课题研究内容 环境监测与无线传输系统是无线通信技术在温度数据无线传输方面的一个具体应用。该系统属于无线通信系统，设计的最主要内容是对其完成功能得各部分硬件电路设计和系统软件设计。设计时应注意以下几方面： ① 选用传感器时，应重点考虑测量精度高，抗干扰能力强，稳定性好，信号易于处理、传送，安装方便，维护简单的器件。 ② 在硬件设计时，结构要尽量简洁实用、易于实现，应尽量使用各种总线技术，以节约系统有限的I/O资源，使系统电路尽量简单。 ③ 在硬件电路和软件程序设计时，一定要增加抗干扰措施，提高系统的抗干扰能力，保证系统稳定性。 ④ 软件设计必须要有完善的思路，要充分考虑到各传感器和无线收发器的时序，做到程序简单，调试方便。 ⑤ 通过软件设计，尽量降低无线数据传输过程中的误码率。 2 系统 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 论证与设计 2.1 系统设计要求分析 基于单片机的环境检测与无线传输系统具有如下要求： ① 为了能大范围的采集现场传感数据，系统由多个传感器节点和数据接收端组成，两者之间以CAN总线方式传输数据。传感器节点和数据接收端的关系是点对多点的通信关系，各个传感器节点具有相同的结构。传感器节点与数据接收端共同组成了一个小型的CAN总线传感器网络。 ② 考虑到系统应用于无法布线环境下的数据采集，因而传感器节点的电源由电池来提供，由于现场设备运行的长期性及更换电池的诸多不便，采集节点必须具有低功耗，以确保系统在电池供电条件下能正常工作4个月以上。 ③ 由于数据接收节点工作位置相对固定，工作地点无布线条件限制，接收端接受到的各个传感器节点的数据在经过处理后，由数码管显示并通过通信接口传送到外部网络，也可在上位机上进行数据的显示、存储及其它相关操作。为使系统结构简单，接收节点也采用电池供电。 ④ 系统工作环境恶劣，各种千扰因素多，因此需要在硬件和软件上采取相应措施来提高系统的抗干扰能力，以保证数据传输的可靠性。 ⑤ 系统应具有体积小、成本低、开发周期短、功耗低的特点。 2.2 系统总体方案实现分析 本系统要求将监测到的现场温湿度、亮度、噪声等情况传送到环境监控中心，有环境监控中心和以若干个发送中端为基本监测点的监测系统，即建立一个点到多个点的通信网络。 系统主要构成有：数据采集模块、单片机控制模块、发射和接受及监控模块，其结构如图2.2.1所示。数据采集模块将采集信息通过CAN总线网络传输至无线模块，利用无线网络，以无线的形式发送出去，接受模块将接收到的信息送给监控计算机，来实现显示监控。 整个系统需要解决四个技术难题：① 单片机如何控制A/D转换器来处理现场的数据；② 单片机怎样与无线发射模块实现连接和通信；③ 接收模块；④ CAN总线网络的传输。 CAN总线 RS232 图2.2.1系统总体结构框图 2.2.1 数据采集节点方案设计 本系统中的所有传感器节点具有相同的硬件结构，结构框图如2.2.2所示。 图2.2.2 传感器节点结构框图 从图2.2.2可以看出，传感器节点由传感器、微处理器、CAN总线节点、外部电源、时钟组成。主要完成数据采集并由CAN总线送往无线模块打包发出。 2.2.2 接收端方案设计 接收端结构方框图如图2.2.3所示。 SHAPE \* MERGEFORMAT 图2.2.3 接收端结构框图 从图2.2.3中可以看出，数据接收端由微处理器、时钟、4位数码管显示模块、SRAM、无线收发模块、外部电源、语音播报电路、RS-232通信接口组成，主要完成的功能是： ① 利用无线收发模块接收各个传感器节点发送的实时数据和发射控制命令。 ② 微处理器对数据处理后通过数码管显示，并通过语音播报系统报数。 ③ 将数据通过RS-232通信接口发送给上位机存储显示，对系统进行控制。 2.3 系统开发工具 2.3.1 硬件开发工具介绍 Protel是由始建于1985年的Protel Technonology公司开发的、功能强大的电子电路设计软件，历经Protel for Dos、Protel98、Protel 99和Protel 99SE等版本，2002年Protel Technonology公司更名为Altium公司，并推出Protel的最新版本Protel DXP。 Protel DXP主要应用于电子电路设计与仿真、印刷版电路（PCB）设计及大规模可编程逻辑器件的设计，它是第一个将所有设计工具集成于一身，完成电路原理图到最终印刷电路板设计全过程的应用型软件。同时，Protel DXP将项目管理方式、SCH图和PCB图的双向同步技术、多通道设计，拓扑自动布线以及电路仿真等技术进行了完美的结合，称谓当今最为流行的电路设计制版软件。图2.3.1 是Protel DXP开发环境界面。 图2.3.1 Protel DXP开发环境界面 Protel DXP的新增功能与特性主要体现在以下几点： ① Protel DXP是各种设计工具更加紧密集成，大大提高了同步化程度； ② Protel DXP支持自由的非线性流程设计，即双向同步设计； ③ Protel DXP支持VHDL设计和混合模式设计； ④ Protel DXP支持多重组态设计，对于同一个文件，可以指定使用或不使用其中的某些元器件，然后形成元器件表或插置文件等； ⑤ 集成元器件与元器件库。Protel DXP采用集成式元器件，一个元器件特性包括元器件符号（Symbol）、封装形式（Footprint）、SPICE（集成电路仿真）元器件模型和SI信号完整元器件模型； ⑥ 强化设计检验。Protel DXP可使原理图与电路板之间的转换更加流畅，另外还使交互参考的操作变得更容易； ⑦ 强大的尺寸线工具。Protel DXP提供了一组强大的尺寸线工具，可以再移动元器件的时候自动更正尺寸； ⑧ 可直接在电路板内进行信号的分析。Protel DXP可直接在PCB编辑器中进行信号分析； ⑨ 波形数据的输入与输出 Protel DXP可通过电子表格形式输出仿真波形上的各点数据, 共其他程序应用, 也可以让其他程序的波形数据作为输入。 2.3.2 软件开发工具介绍 单片机开发中除必要的硬件外，同样离不开软件，我们写的汇编语言源程序要变为CPU可以执行的机器码有两种方法，一种是手工汇编，另一种是机器汇编，目前已极少使用手工汇编的方法了。机器汇编是通过汇编软件将源程序变为机器码，用于MCS-51单片机的汇编软件有早期的A51，随着单片机开发技术的不断发展，从普遍使用汇编语言到逐渐使用高级语言开发，单片机的开发软件也在不断发展，Keil软件是目前最流行的单片机开发的软件。 Keil C51 µVision2集成开发环境是美国Keil Software公司开发的基于80C51内核的微处理器软件开发平台，内嵌多种符合当前工业标准的开发工具，可以完成从工程建立到管理、编译、链接、目标代码的生成、软件仿真、硬件仿真等完整的开发流程尤其是C编译工具在产生代码的准确性和效率方面达到了较高的水平，而且可以附加灵活的控制选项，在开发大型项目时非常理想。图2.3.2为Keil C51 µVision2集成开发环境界面。 图2.3.2 Keil C51 µVision2集成开发环境 Keil C51 µVision2集成开发环境的主要功能有以下几点： ① Keil C51 µVision2：是一个集成开发环境，它将项目管理、源代码编辑和程序调试等组合在一个功能强大的环境中； ② C51国际际准化C交叉编译器：从C源代码产生可重定位的目标模块； ③ A51宏汇编器：从80C51汇编源代码产生可重定位的目标模块； ④ BL51链接器/定位器：组合由C51和A51产生的可重定位的目标模块，生成绝对目标模块； ⑤ LIB51库管理器：从目标模块生成连接器可以使用的库文件； ⑥ OH51目标文件至HEX格式的转换器，从绝对目标模块生成Intel Hex文件； ⑦ RTX-51实时操作系统：简化了复杂的实时应用软件项目的设计。 3 传感器节点电路设计 3.1 控制器选择及介绍 3.1.1系统控制器方案比较 作为应用系统的核心部件，微处理器的选择对整个系统的性能起着至关重要的作用，系统方案比较如表3.1.1。 表3.1.1 系统控制器方案比较 控制器 优点 缺点 DSP 功能强大，能完成复杂的控制和数据处理任务 开发成本、周期要比单片机要高、要长且开发难度大 ARM 资源丰富，处理能力强，扩展简单、功耗低 开发成本、周期比单片机要高、要长 单片机 实现简单，开发成本低，周期短、功耗低 处理能力不强，被控对象少，抗干扰能力较差 DSP器件在工控领域的应用，从长远的观点来看是一个必然的趋势。但从现阶段各种DSP器件的情况来看，偏重高端应用领域，其结构功能设计侧重于有大量数字信号处理的场合，如雷达、多媒体等领域，不适合在数据处理量不大的小型系统使用，而且目前其价格较高，开发技术难度大。 ARM芯片具有体积小、功耗低、低成本和高性能的特点，但是与DSP器件一样，不适合应用在小型系统的场合。 面向工控领域的单片处理器，目前广泛应用的有51系列的8位单片机、面向大量数字信号处理领域的数字信号处理器(DSP)、增强型的16位单片机以及32位的ARM芯片。51单片机作为从八十年代就开始流行的处理器，其价格低廉，开发技术成熟，应用广泛。如今各大公司纷纷推出各种面向不同应用场合的增强型单片机，这些系列的单片机大多具有较强的功能模块接口功能，较高的处理速度，大容量ROM和RAM，往往处理器本身就已经一个小系统模式，仅仅需要一些简单的电容、电阻元件就可以工作。这类微控制器正好满足无线数据传输系统低功耗、低价格、开发简单的要求。用单片机组成的微机控制系统具有以下特点： ① 受集成度限制，片内存储器容量较小，一般片内ROM小于4～8K字节，片内RAM小于256字节；但可在外部进行扩展，如MCS-51系列单片机的片外可擦可编程只读存储器(EPROM)静态随机存储器(SRAM)可分别扩展至64K字节。 ② 可靠性高。单片机芯片本身是按工业控制环境要求设计的，其抗工业噪声的能力优于一般通用CPU；程序指令及其常数、表格固化在ROM中不易破坏；常用信号通道均在一个芯片内，故可靠性高。 ③ 易扩展。片内具有计算机正常运行所必须的部件，芯片外部有许多供扩展用的总线及并行、串行输入/输出端口，很容易构成各种规模的微机控制系统。 ④ 控制功能强。为了满足工业控制要求，单片机的指令系统中有极丰富的条件分支转移指令、I/O口的逻辑操作以及位处理功能。一般来说，单片机的逻辑控制功能及运行速度均高于同一档次的微处理器。 ⑤ 一般的单片机内无监控程序或系统管理软件，软件开发工作量大。但近年来已开始出现了片内固化有BASIC解释程序及FROTH操作系统的单片机，使单片机系统的开发提高了一个新水平。 此外，单片机成本低、集成度高、控制功能多，可灵活地组装成各种智能控制装置，并能有针对性设计成专用系统，解决从简单到复杂的各种需要，实现最佳的性价比。特别是单片机与传统机械产品相结合，使原有机械产品的结构简化、控制智能化。近年来，单片机发展极快，其产量占微机产量的70%以上。目前，至少有50个系列400余种机型，性能和结构各不相同，Intel、Motorola、Atmel等公司都有系列单片微型计算机。 本系统选用美国Atmel公司AT89S52单片机，AT89S52单片机是AT89S系列单片机中的一种，它是在现己广泛应用于工业控制等各领域的AT89C52系列单片机的换代产品。它具有89C52的全部功能，是80C51的增强型并且指令完全兼容，AT89S52新增加的功能由特殊功能寄存器完成，相信日后它将更广泛地应用于工业控制、汽车控制、智能仪器仪表及电机控制等应用领域。 3.1.2 AT89S52单片机简介 AT89S52单片机有如下特点： ● 兼容MCS―51单片机 ● 8K字节FLASH存贮器支持在系统编程ISP1000次擦写周期 ● 256字节片内RAM ● 工作电压4.0V～6.0V ● 全静态时钟0Hz～33MHz ● 三级加密程序存储器 ● 32个可编程I/O口线 ● 3个16位定时器/计数器 ● 八个中断源 ● 掉电标识符 ● 全双工UART串行通道 ● 低功耗空闲和掉电模式 ● 掉电后中断可唤醒 ● 双数据指针 此外，与AT89C52相比，AT89S52新增加了许多功能，这将使单片机在工作 过程中具备更高的稳定性和电磁抗干扰性。AT89S52内部增加了片内看门狗定时器，这将有利于坚固用户应用系统，提高系统可靠性；AT89S52独有的双数据指针使数据操作更加快捷方便；再次，AT89S52运行速度更高，最高晶振可达到33MHz；最后，AT89S52支持ISP（In-System Programming）在线下载功能。AT89S52中ISP引脚共有4个：RST、MOSI、MISO和SCK。用户可以直接替换应用系统中的AT89C51/52，而软件硬件均不需作任何修改，这给正使用AT89C51/52单片机的用户更新换代带来许多方便。 正因为AT89S52单片机增加了高可靠性、安全性的功能，所以能避免因外部 环境恶劣而引起的信号失真、电磁干扰等现象的发生。因此，用它作为系统的控制器可以满足检测与控制的要求。而且，从经济性的角度来看，AT89S52不但硬件结构简单，而且价格低、功能强、性价比高，符合本设计的要求。 图3.1.1 AT89S52引脚图 AT89S52单片机引脚如图3.1.1所示。P0口是一个8位漏极开路的双向I/O口。作为输出口，每位能驱动8个TTL逻辑电平。对P0端口写1时，引脚用作高阻抗输入。当访问外部程序和数据存储器时，P0口也被作为低8位地址/数据复用。在这种模式下，P0具有内部上拉电阻。在Flash编程时，P0口也用来接收指令字节，在程序校验时，输出指令字节。程序校验时，需要外部上拉电阻。 P1口是一个具有内部上拉电阻的8位双向I/O口，P1输出缓冲器能驱动4个TTL逻辑电平。对P1端口写1时，内部上拉电阻把端口拉高，此时可以作为输入口使用。作为输入使用时，被外部拉低的引脚由于内部电阻的原因，将输出电流。此外，P1.0和P1.2分别作定时器/计数器2的外部计数输入和定时器/计数器2的触发输入，具体如表3.1.2所示。在Flash编程和校验时，P1口接收低8位地址字节。 表3.1.2 P1口的第二功能 引脚号 第二功能 P1.0 T2 (定时器/计数器T2的外部计数输出)，时钟输出 P1.1 T2EX (定时器/计数器T2的捕捉/重载触发信号和方向控制) P1.5 MOSI (在系统编程用) P1.6 MISO (在系统编程用) P1.7 SCK (在系统编程用) P2口是一个具有内部上拉电阻的8位双向I/O口，P2输出缓冲器能驱动4个 TTL逻辑电平。对P2端口写1时，内部上拉电阻把端口拉高，此时可以作为输入口使用。作为输入使用时，被外部拉低的引脚由于内部电阻的原因，将输出电流。在访问外部程序存储器或用16位地址读取外部数据存储器时，P2口送出高八位地址。在这种应用中，P2口使用很强的内部上拉发送。在使用8位地址访问外部数据存储器时，P2口输出P2锁存器的内容。在Flash编程和校验时，P2口也接收高8位地址字节和一些控制信号。 P3口是一个具有内部上拉电阻的8位双向I/O口，P2输出缓冲器能驱动4个TTL逻辑电平。对P3端口写1时，内部上拉电阻把端口拉高，此时可以作为输入口使用。作为输入使用时，被外部拉低的引脚由于内部电阻的原因，将输出电流。P3口也可作为AT89S52特殊功能（第二功能）使用，如表3.1.3所示。在Flash编程和校验时，P3口也接收一些控制信号。 　　　　表3.1.3 P3口第二功能 引脚号 第二功能 P3.0 RXD(串行输入) P3.1 TXD(串行输出) P3.2 INT0(外部中断0) P3.3 INT1(外部中断1) P3.4 T0(定时器0外部输入) P3.5 T1(定时器1外部输入) P3.6 WR(外部数据存储器写选通) P3.7 RD(外部数据存储器写选通) RST复位输入。晶振工作时，RST脚持续2个机器周期高电平将使单片机复位。看门狗计时完成后，RST脚输出96个晶振周期的高电平。特殊寄存器AUXR(地址8EH)上的DISRTO位可以使此功能无效。DISRTO默认状态下，复位高电平有效。 ALE/ ：地址所存控制信号ALE是访问外部程序存储器时，锁存低8位地址的输出脉冲。在Flash编程时，此引脚 也用作编程输入脉冲。在一般情况下，ALE以晶振六分之一的固定频率输出脉冲，可用来作为外部定时器或时钟使用。然而在每次访问外部数据存储器时，ALE脉冲将会跳过。如果需要，通过将地址为8EH的SFR的第0位置1，ALE操作将无效。这一位置1，ALE仅在执行MOVX或MOVC指令时有效。否则，ALE将被微弱拉高。这个ALE使能标志位（地址为8EH的SFR的第0位）的设置对微控制器处于外部执行模式下无效。 是外部程序存储器选通信号。当AT89S52从外部程序存储器执行外部代码时， 在每个机器周期被激活两次，而在访问外部数据存储器时， 将不被激活。 /VPP是访问外部程序存储器控制信号。为使能从0000H到FFFFH的外部程序存储器读取指令， 必须接GND。为了执行内部程序指令， 应该接VCC。在Flash编程期间， 也接收12伏VPP电压。 XTAL1：振荡器反相放大器和内部时钟发生电路的输入端。 XTAL2：振荡器反相放大器的输出端。 3.2 单总线技术 目前常用的微机与外设之间进行数据传输的串行总线主要有 总线、SPI总线和SCI总线。这些总线至少需要两条或两条以上的信号线。近年来，美国DALLAS半导体公司开发了一种新技术——单总线技术。它采用单根信号线完成数据的双向传输，并且可以通过该信号线为单总线器件提供电源。它具有节省I/O口线资源、结构简单、成本低廉、便于总线扩展和维护等诸多优点，适用于远距离、多点测试、集中控制、现场缺电等场合。 单总线系统是由挂在一对双绞线(一根信号线，一根地线)上的单总线器件芯片，专门的通信协议组成，该系统中只有一个总线命令者，从者可以有多个。总线命令者可以是PC机或者普通的单片机，从者是DALLAS公司提供的单总线器件芯片。下面从硬件配置、总线协议和总线信号三方面介绍单总线技术。 3.2.1 单总线的硬件配置 单总线系统只定义了一根信号线。总线上的每个器件都能够在合适的时间驱动它，相当于把地址线、数据线、控制线合成一根线对外进行数据交换。为了区分这些芯片，厂家在生产每个芯片时，都编制了唯一的序列号，通过寻址就能把芯片识别出来，组成一个自动测控系统，甚至还可以组成一个微型局域网。厂家对每个芯片用激光刻录了一个64位二进制ROM代码。从最低位开始，前8位是族码，表示产品的分类编号；接着的48位是一个序列号；最后8位是前56位的CRC校验码。 由于这些芯片采用CMOS技术，耗电量很小（空闲时几uW，工作时几mW），从单总线上吸收一点电流储存在芯片内的电容中就可正常工作，故一般不用另附电源。单总线上通常处于高电位（5V左右），每个器件都能在需要时驱动它。为了避免在不工作时给总线增加功耗，单总线器件都是漏极开路或者三态输出的。 连接单总线电缆是有长度限制的。当采用普通信号电缆传输长度超过50m时，读取的测温数据将可能发生错误；将总线电缆改为双绞屏蔽电缆时，正常通信距离可达150m。 单总线的数据传输有两种模式：通常情况下，以16.3kbps的速率通信，超速模式可达142kbps。因此，单总线数据传输只能用于对速度要求不高的场合，一般用于100kbps以下速率的测控或数据交换系统中。 3.2.2 单总线的总线协议 总线协议是软件设计的任务。在单总线系统中，软件设计是技术的关键。简洁的硬件配置是依靠复杂的软件来支持的。在PC机作为主控机时，单总线软件设计基于DALLAS公司授权的软件开发商提供的成套开发工具，为软件开发应用带来很大的便利。而用单片机作为主控机时，需要依据单总线协议，用汇编语言或高级语言来编写全部软件，给开发应用增加了一定的难度。 总线协议保证了数据可靠的传输，任一时刻单总线上只能有一个控制信号或数据。一次数据传输可分为以下四个操作过程: 初始化；传送ROM命令；传送RAM命令；数据交换。 单总线上所有的处理都从初始化开始。初始化时序是由一个复位脉冲和一个或多个从者发出的应答脉冲组成。应答脉冲的作用是：从器件让总线命令者知道该器件是在总线上的，并准备好开始工作。当总线命令者检测到某器件的存在时，首先发送7个ROM功能命令中的一个命令：读ROM；写ROM；查找ROM；跳过ROM；超速匹配ROM；超速跳过ROM；条件查找ROM。当成功执行上述命令之一后，总线命令者可发送任何一个可使用的命令来访问存储和控制功能，进行数据交换。所有数据的读写都是从最低位开始的。 3.2.3 单总线的总线信号 单总线传送的数据或命令是由一系列的时序信号组成的，单总线上共有4种时序信号：初始化信号；写0信号；写1信号；读信号。各器件的数据手册对这4种波形参数都作了具体要求，设计中应保证指令执行时间小于或等于时序信号中的最小时间。这部分软件必须用单片机的汇编语言进行编程，以确保严格的时间关系。 4 传感器模块设计 4.1 温湿度传感器电路设计 4.1.1 SHT10 温湿度传感器的技术特性 SHT10温湿度传感器属于SHTxx系列产品，是一款高度集成的温湿度传感器芯片，提供全标定的数字输出。传感器包括一个电容性聚合体测温敏感元件、一个用能隙材料制成的测温元件，并在同一芯片上，与14位的A/D转换器以及串行接口电路实现无缝连接，工作电压为2.4V～5.5V。具有超快响应、抗干扰能力强、功耗低、极高的可靠性与卓越的长期稳定性。 SHT10温湿度传感器主要技术参数如表4.1.1所示。 表4.1.1 SHT10温湿度传感器主要技术参数 参数 条件 Min Typ Max 单位 供电DC 2.4 5 5.5 V 供电电流 测量 550 uA 平均 4 21952 uA 休眠 0.3 1 uA 低电平输出电压 0 0.2 Vdd 低电平输出电压 75% 1 Vdd 低电平输入电压 下降沿 80% 0.2 Vdd 低电平输入电压 上升沿 1 Vdd 焊盘上的输入电流 1 uA 输入峰值电流 on 4 mA 三态门（off） 10 uA 传感器的应用环境要求：如果一些大分子与传感器内部的湿敏元件接触，很难再发挥到空气中，会阻塞空气中水分子的渗入，导致传感器反应不灵敏，测量湿度偏高。因此，在使用过程中，传感器要远离塑料、硅胶、香水等大分子材料和物质。 注意上拉电阻的链接：因为由于不加上拉电阻或者阻值选用不当，给应用带来麻烦。通常情况下，建议采用在数据线DATA上加10K-20K的上拉电阻。具体情况由用户根据自己的单片机类型进行调整。 注意SCK的频率选择：建议SCK的频率范围为10KHZ。如果选用频率较高，要在软件加一些延时和空操作指令，以调整时序。SCK的最低频率没有限制。 注意单片机的I/O设置：注意选用不同单片机编程时对SCK、DATA的I/O方向设置与转换。 注意避免冷颖现象的发生：SHT系列温湿度传感器在结露和浸水的情况下，其本身的性能和质量不会受到任何损坏，但是，由于水滴对敏感元件的影响会导致传感器测量数据不准确，此时读出的数据不具有实际意义。如果传感器工作在95%RH以上高湿环境，要避免发生冷颖现象。 4.1.2 SHT10 温湿度传感器的内部结构与引脚端功能 SHT10温湿度传感器采用的是表面贴片LCC封装。测湿精度为±4.5%RH，在25℃测温精度为±0.5℃。其内部结构和引脚排列如图4.1.1和图4.1.2所示。 SHT10温湿度传感器芯片上集成了一个可通断的加热元件。接通后，可将SHTxx 的温度提高大约 5℃（9℉）。功耗增加 8mA @ 5V。应用于：比较加热前后的温度和湿度值，可以综合验证两个传感器元件的性能。 在高湿 (>95 %RH) 环境中，加热传感器可预防结露，同时缩短响应时间，提高精度。 图4.1.1 SHT1x内部结构框图 图4.1.2 SHT10引脚排列图 引脚名称及功能如表4.1.2所示。 表4.1.2 SHT10 （4-pin单排引脚名称注释） 引脚 名称 注释 1 SCK 串行时钟，输入 2 VDD 供电 2.4-5.5V 3 GND 地 4 DATA 串行数据，双向 其VCC和GND为电源引脚，SCK和DATA为与控制器通信的串行接口引脚。 封装类型 SHT10采用4针的单排引脚形式包装，封装如图4.1.3。液晶聚合物环氧包覆外壳，标准0.8 mm FR4衬底。不含铬、汞。传感器头部通过小桥接器实现与引脚的连接，以降低热传导及响应时间。传感器头部背面的镀金板与GND引脚相连。在背面VDD与GND之间安装了一个100nF的电容。所有引脚均镀金处理，以防腐蚀。可焊接使用，也可与1.27 mm (0.05”)的插槽匹配。 SHAPE \* MERGEFORMAT 图4.1.3 SHT的封装尺寸 SHT10 的供电电压为 2.4~5.5V。传感器上电后，要等待 11ms 以越过“休眠”状态。在此期间无需发送任何指令。电源引脚（VDD，GND）之间可增加一个 100nF的电容，用以去耦滤波。 SHTxx 的串行接口，在传感器信号的读取及电源损耗方面，都做了优化处理；但与 I2C 接口不兼容。 SCK 用于微处理器与 SHTxx 之间的通讯同步。由于接口包含了完全静态逻辑，因而不存在最小 SCK 频率。 DATA 三态门用于数据的读取。DATA 在 SCK 时钟下降沿之后改变状态，并仅在 SCK 时钟上升沿有效。数据传输期间，在 SCK 时钟高电平时，DATA必须保持稳定。为避免信号冲突，微处理器应驱动DATA 在低电平。需要一个外部的上拉电阻（例如：10kΩ）将信号提拉至高电平（参见图4.1.4）。上拉电阻通常已包含在微处理器的 I/O 电路中。 图4.1.4 典型应用电路 4.1.3 SHT10的应用电路 SHT10使用串行通信方式，仅需2根数据线SCK和SDA便能完成与控制器之间的通信，但与I2C接口不兼容，其应用电路原理图如图4.1.5所示。 图4.1.5 SHT10应用电路原理图 将SHT10的4个引脚全部用排插引出，方便接线，电源引脚VCC和GND之间接入100nF的电容，用于去耦滤波。串行时钟输入引脚SCK和串行数据引脚DATA分别接控制器STC89C52的P2.0和P2.1脚，SCK用于STC89C52与SHT10之间的通讯时钟输入，DATA用于控制器对其的数据的读写，DATA在SCK时钟下降沿之后改变状态，并仅在SCK时钟上升沿有效。状态寄存器位说明见表4.1.2 表4.1.2 状态寄存器位 Bit 类型 说明 默认值 7 预留 0 6 R 电量不足（低电压检测） ‘0’对应Vdd>2.47 ‘1’ 对应Vdd<2.47 X 无默认值，此位仅在测量结束后更新 5 预留 0 4 预留 0 3 仅供测试，不使用 0 2 R/W 加热 0 关 1 R/W 不从OTP 加载 0 加载 0 R/W ‘1’=8bit RH/12bitT分辨率 ‘0’=12bit RH/14bit T 分辨率 0 12bit RH 14bit RH 4.1.4 SHT10的数据发送 用一组“ 启动传输”时序，来表示数据传输的初始化。它包括：当 SCK 时钟高电平时 DATA 翻转为低电平，紧接着 SCK 变为低电平，随后是在 SCK 时钟高电平时 DATA翻转为高电平，时序见图4.1.6。 图4.1.6启动时序 后续命令包含三个地址位（目前只支持“000”），和五个命令位。SHTxx 会以下述方式表示已正确地接收到指令：在第 8 个 SCK 时钟的下降沿之后，将DATA 下拉为低电平（ACK 位）。在第 9 个 SCK 时钟的下降沿之后，释放 DATA（恢复高电平）。命令集见表4.1.4 表4.1.4 命令集 命令 代码 预留 0000x 温度测量 00011 湿度测量 00101 读状态寄存器 00111 写状态寄存器 00110 预留 0101x-1110x 软复位，复位接口、清空状态寄存器，即清空为默认值。下一次命令前等待至少11ms 11110 4.1.5 测量分辨率调整 默认的测量分辨率分别为 14bit（温度）、12bit（湿度），也可分别降至 12bit 和 8bit。通常在高速或超低功耗的应用中采用该功能。 程序调试过程中有效排查方法：在程序仿真运行过程中，用示波器监测DATA，SCK两路信号的输出波形，与SHT10的技术手册中的传输时序波形比对，看是否符合传感器的时序要求，对软件进行相应调整。 4.2 噪声传感器电路设计 4.2.1 噪声传感器结构 采用 2个驻极体话筒。根据噪声测试分析要求，阻抗匹配电路的响应工作频率为 0．1 ～4 kHz ，不均匀性限制在1dB以内。采用2个驻极体话筒也可制作传感器，其硬件组成为驻极体话筒、功放电路、 A/D转换电路和微机 ，结构如图 4.2.1所示。当2个驻极体话筒相同极连接时，测得的声源波形和声压级相对较大;当2个驻极体话筒反极连接(正极和负极相接)时，测得的声源波形相对小得多。采用 2个驻极体话筒作传感器的工作原理与采用 2个扬声器作传感器的工作原理相同。 SHAPE \* MERGEFORMAT 图4.2.1 用柱极体话筒的传感器结构 4.2.2 全向性驻极体话筒WM-034B简介 全向性驻极体话筒（咪头）WM-034B的特性及技术参数如表4.2.1所示，频率响应如图4.2.2，尺寸如图4.2.3，可以用于任何的话筒及其他应用。WM-034B有较低工作电压的1.0V到10V的 2M-034D型，别针型麦克风WM-034B / 034DB型。 表4.2.1 WM-034B的特性及技术参数 参数 指标 灵敏度 -26dB~-48dB 0dB=1V / pA,1KHz 阻抗 2.2KΩ 频率响应 20~20 000Hz 方向性 全指向 电流消耗 小于500mA 标准工作电压 4.5V 最大工作电压 10V 灵敏度降低 Within –3dB at 3V 信噪比 大于60dB 图4.2.2典型频率响应曲线 图4.2.3尺寸筒图 4.2.3 噪声传感器应用电路 噪声传感器应用电路如图4.2.4所示。 图4.2.4 噪声传感原理图 4.2.4 实测分析 话筒是一种转化声信号为电信号的元件， 也可以用扬声器代替 。对着扬声器说话，引起纸筒振动，带动音圈，音圈切割磁力线得到电压，将声信号转化为电信号 。 话筒指向性是指在频率固定时在特定方向上录入的声音特大。输出电信号是入射声波方向的函数，即从不同方向录入话筒的声音大小不同。 声信号的测量在实验室 中进行，通过频谱分析仪记录信号功率和频谱 ， 测试方法通常为“断声源法”和“脉冲声源法”，断声源法用的声源一般为粉红噪声和白噪声。 白噪声是整个音频频率范围内，功率密度谱均匀分布且等比例宽度 的能量相等的一种噪声，一般用于测试音响设备的频率响应等特性 。粉红噪声是一种频率覆盖范围很宽的声音，这种信号随着频率每升高八度 ，信号强度就衰减 3dB。我们用 SpectraLab软件通过 笔记 哲学笔记pdf明清笔记pdf政法笔记下载课堂笔记下载生物化学笔记PDF 本电脑接入功率放大器并发出自噪声信号。声源位置点，发声体是本研制开发的双喇叭微球声源( DLSS08) 。测试结果是声音的频谱线 ，由于这种传感器频响差，测得的低频高频数据误差大 ，因此用软件对频率响应进行校正，校正方法如图 4.2.5所示。由于我们开发的传感器“话筒”结构特性 ,即传感器对正方向的声波灵敏度很大，而对两侧面和后面的声波不灵敏，所以这种传感器有极好的指向性。 SHAPE \* MERGEFORMAT 图4.2.5 测量结果校正流程 在相同距离、不同位置上发出的噪声，随着偏离角度增大，接受的声级( 平均值) 先减小，偏离角度增大到一定程度后，声级增大，声级大小分布对称。尽管环境噪声约60 dB，但对测试结果影响不大。该传感器具有很好的接收指向性，抗干扰性好 。 4.3 亮度传感器电路设计 4.3.1 亮度传感器结构 亮度传感器方框图如图4.3.1所示。本系统跟噪声传感相似，都为采样模拟器件采集信号然后再通过功放放大信号电压及功率，最后采样A/D转换输送到微机进行相应处理。光敏器件可采用光敏三极管也可光敏电阻，但比较前者后者的采光性方向性要求太强感受面小，而后者的优点为不仅可采集信号而且还可直接对信号进行放大具有一定的方便性。 SHAPE \* MERGEFORMAT 图4.3.1 亮度传感器框图 4.3.2 光敏电阻LX3575的技术特性 光敏电阻LX3575采用环氧基树脂涂层、可靠性高、体积小、高灵敏度、反应快和光谱特性好。可以在室内光控制、光学灯控制、光控开关、电动玩具、光电控制等中应用。 LX3575的外形和结构及尺寸如图4.3.2所示。光谱特性如图4.3.3所示。亮度阻抗特性如图4.3.4所示。 （a）结构剖析图 （b）外形尺寸 图4.3.2 LX3575的外形和结构及尺寸 图4.3.3光谱响应图 图4.3.4亮度阻抗特性图 4.3.3 光敏电阻LX3575的应用电路 光敏电阻LX3575的应用电路如图4.3.5所示。 图4.3.5 亮度传感器应用电路 4.4 PH值检测传感器模块 4.4.1 直接电位法测量原理 直接电位法也称离子选择性电极法，是利用膜电极（专用的指示电极）把被测离子的活度（或浓度）表现为电极电位值，通过测定电极电位来确定溶液中离子浓度的方法。其基本原理是将指示电极、参比电极插入待测溶液中组成原电池（也有厂家将两支电极做在一起），参比电极是电极电位已知并恒定的电极，如甘汞电极，指示电极电位与待测离子的活度之间服从能斯特方程。将所构成的原电池连接于测量设备，求出指示电极的电位，即可按能斯特方程确定待测离子的活度或浓度。 能斯特方程：E=E0+（2.303RT/Zf）lgA E——在试样中指示电极和参比电极之间产生的电动势； E0— 标准电动势。其值决定于指示电极传感膜的种类和构造、参比电极的种类，与试样中待测离子的活度无关； 2.303RT/Zf—— 能斯特常数，又称电极斜率。在25度时，1价离子为59.16mv，2价离子为29.58mv； A——离子活度（mol/l）； 直接电导分析法是将试液放在由固定面积和距离的两个铂电极构成的电导池中，通过测量试液的电导来确定被测物含量的方法。电解质溶液和金属导体一样，能够导电并遵守欧姆定律。在一定温度下，一定浓度的电解质溶液的电阻R与电极间距离l、电极截面积A的关系为：R=ρ*l/A         电导是电阻的倒数，电导率是电阻率ρ的倒数，单位为S/cm。在一定的浓度范围内，电导率与电解质溶液的浓度成正比。 4.4.2 BJCS400 PH检测电极传感器电极简介 PH电极采用直接电位法，我们在标定时用4.01、9.18标准溶液测量算出电极斜率。在实际测量时，根据能斯特方程即可求出实际PH值。 目前市场上要求的PH测量范围为4-11、精度±0.1，现有供应商基本上能满足电极要求。对该电极的要求：每支电极的测量重复性要好、电极斜率能达到59.16±98%。   BJCS400PH 指示电极是最熟悉最常用的。它是一支端部吹制上对于pH敏感的玻璃膜的玻璃管。管内充填有一定浓度的缓冲溶液。存在于玻璃膜内外两面的反映pH值的电位差用Ag/AgCL传导系统导出。此电位差同样遵循能斯特公式。  在能斯特公式中温度“T”作为变量，作用很大。随着温度的上升，电位值将随之增大。对于每1 ℃ 的温度变化，将引起电位0.2mV/pH变化。则每1℃每1 pH 变化0.0033 pH 值。这也就是说：对于20~30 ℃ 之间和7pH左右的测量来讲，不需要对温度变化进行补偿；而对于温度＞30℃或＞20℃和pH值＞8pH或6pH的应用场合则必须对温度变化进行补偿 。 400系列PH电极专门设计用于恶劣的工业过程在线PH检测，它结果牢固，采用双阶参比电极设计，耐污能力强。电极自带螺纹，安装方式灵活；电极体材质为耐腐蚀的Pyton(PPS)；参比隔膜为多孔Teflon或陶瓷。用户可选带温度探头，也可选带玻璃头保护罩的PH电极，以免打碎玻璃薄膜。也可提供ORP电极其外形如图4.5.1。 图4.5.1 BJCS400 PH电极外形 4.4.3 BJCS400技术参数 BJCS400的技术参数主要技术参数如下： · PH量程：0-14 PH · ORP量程：±5000mv · 温度范围：0-105℃ · 耐压：150 psig at 100 ℃ · 参比电极：Ag/AgCI · 液接材质：Rytong,Teflon 玻璃 · 标准电缆长：10英尺低噪音电缆 · 应用场合：在线水和污水检测 · 安装方式：浸入式及管路式安装 · 最大流速：每秒3米 · 输出阻抗 < 250MΩ at 25℃ · 参比隔膜：同轴环形Teflon 隔膜，耐污染，表面积大，采用双阶设计，不易中毒 · 可选配： ①内置温度探头（NTC 30,pt 100;pt1000） ② 内置接地端 ③ 电缆长度可选 ④ 电缆接头可选（BNC,DIN 或剥头） 5 无线收发模块电路设计 5.1 无线收发芯片的选择 无线收发芯片是整个无线通信模块的核心部件，他的选择成功与否将直接关系到整个系统的性能、成本和开发周期。正确的选择射频芯片可以使研发过程少走弯路，降低成本，更快地将产品推向市场。基于本系统的实际需求，应该选用成本低、体积小、功耗低、集成度高、兼容性强、外围元件少、抗干扰能力强、接口简单、开发方便的无线射频收发一体芯片。常用无线射频收发芯片主要有nRF401、nRF905、TRF6900和RF2915，表5.1.1是这几种芯片的主要性能比较。 表5.1.1 几种主要无线收发芯片性能比较 芯片类型 nRF401 nRF905 TRF6900 RF2915 生产厂家 NORDIC NORDIC TI RFMD 通信频率 433MHz 433/868/915MHz 868/915MHz 433/868/915MHz 工作电压 2.7～5.0V 1.9～3.6V 2.2～3.6V 2.4～5.0V 是否需要曼彻 斯特编码 不需要 不需要 需要 需要 调制方式 FSK GFSK FSK FSK 最大传输速率 20Kbps 100Kbps 30Kbps 9.6Kbps 发射电流 8～18mA 11mA 50mA 27mA 接收电流 10Ma 12.5mA 34mA 6.8mA 最大输出功率 +10dBm +10dBm +4.5dBm 0dBm 外围元器件数目 约10个 约10个 约50个 约50个 从表5.1.1中可以看出，相比其它几种芯片，NORDIC公司的nRF905无线射频收发一体芯片功耗低，数据传输速率最快，所需外围元器件最少，输出功率最大，并且采用了比FSK调制抗干扰能力更强的GFSK调制，数据传输更加稳定可靠，因而本系统选用nRF905作为无线数据传输芯片。 5.2 基于nRF905的无线收发电路设计 5.2.1无线收发芯片nRF905简介 nRF905是挪威NORDIC公司推出的单片无线收发一体的芯片，工作电压为1.9～3.6V，可通过编程工作于433/868/915MHz 3个ISM频段，使用SPI接口与微处理器通信，配置非常方便。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，不需外加声表面滤波器，其外部连接元件包括一个基准晶振、RF偏压电阻、外部天线等几个部分，是目前集成度较高的无线数传产品，具有性能优异、功耗低、开发简单等优点。 nRF905采用抗干扰能力强的高斯频移键控(GFSK)调制方式，抗干扰能力强，能很好的减少噪声环境对系统性能的影响。与幅移键控(ASK)和开关键控(On-Off Keying)方式相比，GFSK的通信范围更广，特别是在附近有类似设备工作的场合通信更加可靠，更适合工业现场控制场合。 nRF905内置了完整的通信协议和CRC校验电路，并且由片内硬件自动完成曼彻斯特编码与解码，只需通过SPI接口即可完成所有的无线收发传输，无线通信如同SPI通信一样方便。nRF905传输数据时采用非实时方式，即发送端发出数据，接收端接收到后先暂存在芯片的存储器中，由微处理器在在需要的时候通过SPI接口读取。nRF905的内部结构如图5.2.1所示，各引脚功能描述如表5.2.2所示。 图5.2.1 nRF905内部结构图 表5.2.2 nRF905引脚功能描述 管脚 名称 管脚功能 说明 1 TRX_CE 数字输入 使能芯片发射或接受 2 PWR_UP 数字输入 芯片上电 3 uPCLK 时钟输出 由晶振分频的输出时钟 4 VDD 电源 电源（+3V） 5 Vss 电源 接地 6 CD 数字输出 载波检测 7 AM 数字输出 地址匹配 8 DR 数字输出 接受或发送数据完成 9 Vss 电源 接地 10 MISO SPI接口 SPI输出 11 MOSI SPI接口 SPI输入 12 SCK SPI时钟 SPI时钟 13 CSN SPI使能 SPI使能 14 XC1 模拟输入 晶振1脚 15 XC2 模拟输出 晶振2脚 16 Vss 电源 接地 17 VDD 电源 电源（+3V） 18 Vss 电源 接地 19 VDD_PA 电源输出 给nRF905功率放大器提供的+1.8V电源 20 ANT1 射频输出 天线接口1 21 ANT2 射频输出 天线接口2 22 Vss 电源 接地 23 IREF 模拟输入 参考电流 24 Vss 电源 接地 25 VDD 电源 电源（+3V） 26 Vss 电源 接地 27 Vss 电源 接地 28 Vss 电源 接地 29 Vss 电源 接地 30 Vss 电源 接地 31 DVDD_1V2 电源 De耦合的低压正数字电源输出 32 TX_EN 数字输入 TX_EN=“1”为TX模式；“0”为RX模式 5.2.2 无线收发电路 为了减少电路板噪声对无线射频通信的干扰，本系统中无线模块部分做成单独的电路板，在主电路板上留出插槽，无线电路板插在插槽上与主电路板微处理器通信，这样既减少了电路干扰对无线通信的影响，又方便了在无线模块发生故障时更换无线模块。下图5.2.2为nRF905模块电路原理图，单端连接50Ω阻抗天线，工作频率433MHz。 图5.2.2 nRF905模块电路图 5.2.3 nRF905的初始化配置 nRF905在正常工作前必须先按需要对其进行配置，它有一个10字节的RF配置寄存器，通过配置该寄存器的相应位即可使nRF905按要求正常运行。表5.2.3为nRF905 RF配置寄存器内部结构，其中内容位这一栏的内容按照该字节从最高位(第7位)到最低位(第0位)的顺序排列，如PA_PWR[1：0]表示PA_PWR的第0位和第1位，其余的类似。 表5.2.3 nRF905 RF配置寄存器结构 字节 内容位[7：0]， 最高位=bit[7] 0 CH_NO[7：0] 1 Bit[7：6]没用到，AUTO_RETRAN, RX_RED_PWR, PA_PWR[1：0]， HFREQ_PLL, CH_NO[8] 2 Bit[7]没用到，TX_AFW[2：0]，Bit[3]没用到，RX_AFW[2：0] 3 Bit[7：6]没用到，RX_PWR[5：0] 4 Bit[7：6]没用到，TX_PWR[5：0] 5 RX地址字节0 6 RX地址字节1 7 RX地址字节2 8 RX地址字节3 9 CRC_MODE，CRC_EN，XOF[2：0]，UP_CLK_EN， UP_CLK_FREQ[1：0] AUTO_RETRAN决定器件是否自动重发。当该位为1时，数据会不停的自动重发直到用户中断其发送。 RX_RED_PWR决定器件是工作在正常工作模式还是低功耗模式，当该位置1时，工作在降低接收电流模式，此时器件灵敏度降低。 PA_PWR这两位决定器件发射功率，其四种数据组合可分别配置－10dBm、－2dBm、+6dBm、+10dBm四种发射功率。 TX_AFW和RX_AFW各占3位，用来配置接收和发射地址宽度，当为001时为单字节地址宽度，当为100时为4字节地址宽度。 RX_PWR和TX_PWR各占6位，其值表示接收有效数据和发送有效数据宽度，最小为l字节(000001)，最大为32字节(111111)。 CRC_MODE位用来配置nRF905 CRC校验模式。该位为0时为8位CRC校验，为1时为16位CRC校验。 CRC_EN位为片内CRC校验使能位。当该位为1时，允许硬件CRC校验为0时，禁止CRC校验。 UP_CLK_EN为输出时钟使能位；UP_CLK_FREQ为晶振频率选择位，需根据具体选用的晶振频率来配置这3位。有关RF配置寄存器的更详细的信息可参考nRF905数据手册。 本系统中，nRF905配置为工作于433MHz，自动重发关，发送节电模式关，出功率10dBm，16位硬件CRC校验，16M晶振，外部时钟使能。数据接收端的nRF905射频地址设为默认的广播地址0xE7E7E7E7，另外每个接收端及发射端均具有一个站址，用来标识各个站点在通信网络中的身份，该地址占一个字节。网络中的各站点的站地址唯一，即在整个网络中，不存两个相同的站地址。 5.2.4 nRF905的工作模式设置 nRF905共有四种工作模式，包括ShockBurst接收模式、ShockBurst发送式及两种节电模式。nRF905的工作模式由微处理器控制nRF905的引PWR_UP、TRX_CE、TX_EN的电平高低来控制。详见表5.2.4。 表5.2.4nRF905工作模式 PWR_UP TRX_CE TX_EN 工作模式 0 X X 关机模式 1 0 X 待机模式 1 1 0 ShockBurst接收模式 1 1 1 ShockBurst发送模式 必须注意的是只有在关机模式和待机模式下nRF905才能通过SPI接口进行通信，因而AT89S52对nRF905进行读写操作前都应该将nRF905置于待机模式。 5.2.5 nRF905与微控制器的SPI通信 nRF905的所有配置都通过SPI接口进行，一条SPI指令用来决定进行什么操作，只有在nRF905关机或者是待机模式SPI接口才是激活的。 SPI接口包括5个内部寄存器：状态寄存器(Status-Register)、RF配置寄存器(RF-Configuration Register)、发送地址寄存器(TX-Address)、发送有效数据寄存器(TX-Payfoad)、接收有效数据寄存器(RX-Payfoad)。其中状态寄存器包含数据就绪(DR)和地址匹配(AM)状态；RF配置寄存器的已经作了介绍；发送地址寄存器保存发送目标器件地址，字节长度由配置寄存器设置；发送有效数据寄存器包含欲发送的有效数据，数据字节数由配置寄存器设置，最大32字节；接收有效数据寄存器包含接收到的有效数据，在寄存器中的有效数据由数据准备就绪(DR)指示。 本系统中，nRF905的SPI接口连接AT89S52的P1.5～P1.7、P3.2，当控制器欲与nRF905进行通信时，通过I/O口模拟nRF905的SPI总线时序来完成。图5.2.3是nRF905的SPI时序图。 （a）nRF905 SPI 读时序图 （b）nRF905 SPI写时序图 图5.2.3 nRF905 SPI时序图 5.2.6 nRF905与AT89S52的接口设计 AT89S52通过端口P1、P3连接nRF905，通过端口模拟SPI总线时序与nRF905通信，两者的接口框图如图5.2.4所示。 图5.2.4 nRF905与AT89S52接口图 6 数据接收端电路设计 6.1单片机最小系统设计 数据接收端由微控制器、4位数码管显示模块、无线收发模块、外部电源、蜂鸣器报警电路、RS-232通信接口以及CAN接口组成系统结构如图6.1.1。考虑到系统设计方便微处理器仍然选用ATMEL公司的AT89S52，控制器与nRF905无线发射模块接口电路上一章已经介绍，这里不再赘述。 SHAPE \* MERGEFORMAT 图6.1.1 单片机系统结构图 nRF905无线收发模块接收各个传感器节点发送的实时采集数据，微处理器AT89S52对数据处理后通过LCD显示，通过语音播报模块进行报数，并将数据通过RS-232通信接口发送给上位机存储以便对系统进行数据控制。 6.2 语音播报模块 直接采用SD语音模块SK-SDMP3，通过单片机对其的控制实现语音播报功能。 6.2.1 工作模式介绍 （1）标准模式 该工作模式和一般的MP3十分类似. P01～P06端口平时为高电平，低电平时触发 .注意：模块上电后，要先给P03一个负脉冲信号，这样模块才能开始播放，然后其它I/O口才能起作用。同时，文件夹里面MP3文件名称必须是连续的。如有不连续在断点之后的歌曲将不能识别。 · P01 播放/暂停 · P02 上一首 · P03 下一首 · P04 音量减 · P05 音量加 · P06 停止 （2）按键模式 6个I/0口平时为高电平，低电平触发。一个I/0对应触发一段语音，只能放6段语音，而且文件名称必须为001.mp3～006.mp3。 · P01 对应 001.mp3 · P02 对应 002.mp3 · P03 对应 003.mp3 · P04 对应 004.mp3 · P05 对应 005.mp3 · P06 对应 006.mp3 （3）并口模式 从00H～1FH一共有32个地址，正好对应32段语音。首先将P01～P06设置成地址，再将P01从高电平拉为低电平时就能触发语音播放。 · P01 触发SBT · P02 地址S0 · P03 地址S1 · P04 地址S2 · P05 地址S4 · P06 地址S5 6.2.2 模块封装形式和引脚功能 SK-SDMP语音模块的引脚端封装形式如图6.2.1所示，引脚端功能如表6.2.1所示。 图6.2.1语音模块接口 表6.2.1 管脚描述 管脚编号 管脚名称 功能描述 1 +VCC 直流5～9V 2 GND 电源地 3 GND 音频地 4 TXD 串口数据发送端 5 RXD 串口数据接收端 6 系统备用 悬空 7 系统备用 悬空 8 系统备用 悬空 9 系统备用 悬空 10 RST 11 GND 电源地 12 BUSY 忙信号 13 P01 I/O 口 14 P02 I/O 口 15 P03 I/O 口 16 P04 I/O 口 17 P05 I/O 口 18 P06 I/O 口 19 GBUF 音频输出缓冲地 20 R 音频右声道输出 21 L 音频左声道输出 6.2.3 操作指令码 SK-SDMP3语音模块的操作指令码共9个，其中A0、A4和B0后面必须带数据位，其余的不用具体数据格式见表6.2.2操作指令如表6.2.3。 表6.2.2 数据格式 起始码 数据长度 操作码 文件夹十位 文件夹 个位 曲目百位 曲目十位 曲目个位 结束码 7E 07 XX XX XX XX XX XX 7E 表6.2.3 操作命令 功能说明 操作码 数据 播放广告(重新播放) A0H xx xx xx xx xx 暂停广告 A1H 从暂停处播放广告 A2H 停止广告 A3H 调节音量 A4H 0～8 (代表八级音量) 播放背景(重新播放) B0H xx xx xx xx xx 暂停背景 B1H 从暂停处播放背景 B2H 停止背景 B3H 播放广告(重新播放) A0H xx xx xx xx xx 暂停广告 A1H 因为SD卡内的文件夹advertXX，XX必须为数字,它为00～99,共100个文件夹。所以文件夹的个位和十位是指该文件夹名称的十位数.且要将数字翻译成ASCII 码值.文件夹个位也如此。 如文件夹advert01，文件夹十位是指”0”,对应ASCII 码值为”30H”文件夹个位是指”1”对应ASCII 码值为”31H” 曲目百位,曲目十位,曲目个位说明: 指文件夹advert01下面的曲目名如682.mp3 曲目百位是”6”,对应ASCII 码值为”36H” 曲目十位是”8”对应ASCII 码值为”38H” 曲目个位是”2”对应ASCII 码值为”32H”。 6.3 显示模块电路设计 6.3.1液晶体基本原理 液晶板上排列着若干 5×7或 5×10点阵的字符显示位,每个显示位可显示 1个字符，从规格上分为每行 8、16、20、24、32、40位，有一行、两行及四行 三类。电路原理见图6.3.1，引脚描述如表6.3.1，寄存器功能如表6.3.2。 图6.3.1 电路原理图 表6.3.1 引脚描述 引脚号 符合 名称 功能 1 Vss 接地 0V 2 VDD 电路电源 5+_10% 3 VEE 液晶驱动电压 5V 4 RS 寄存器选择信号 H:数据寄存器 L：指令寄存器 5 R/W 读/写信号 H：读 L：写 6 E 片选信号 下降沿触发 7-----14 DE0----DE7 数据线 数据传输 表6.3.2 寄存器功能 RS R/W 操作 0 0 指令寄存器(IR)写入 0 1 忙标志和地址计数器读出 1 0 数据寄存器（DR）写入 1 1 数据寄存器读出 备注：忙标志为“1”时，表明正在进行内部操作，此时不以输入指令或数据，要等内部操作结束时忙标志“0”时。 6.3.2 指令功能 LCD指令功能如下表6.3.3。 表6.3.3 指令功能 指令 指令码 RS R/W DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 说明 清屏 L L L L L L L L H 清除屏幕 置AC为0 返回 L L L L L L L H 设DDRAM地址为0显示回原位DDRAM内容不变 输入方式设置 L L L L L L L H I/D S 设置光标移动方向并指定整体显示是否移动 显示开关控制 L L L L L L H D C B 调整体显示开关（D）光标开关（C）及光标位的字符闪耀（B） 移位 L L L L L H SC R/L 移动光标或整体显示，同时不改变DDRAM内容 功能设置 L L L L H DL N F 投接口数据位数（DL）显示行数（L）及字形（F） CGRAM地址设置 L L L H ACG 设CGRAM地址 设置后DDRAM数据被发送和接收 DDRAM地址设置 L L H ADD 设DDRAM地址 设置后DDRAM数据被发送和接收 读忙信号（BF）及地址高数据 L H BL AC 读忙信号位（BF）判断内部操作正在执行并读地址计数器内容 写数据CG/DD RAM H L 写数据 写数据到CG/DD RAM 读数据CG/DD RAM H H 读数据 读数据到CG/DD RAM I./D 1: 增量方式，0：减量方式 S 1: 移位 S/CL: 显示位移，0：光标左移 R/L1:右移，0：左移 DL1：8位，0:4位 N 1:2行，0:1行 F 1:5*10,0:5*7 DDRAM 显示数据RAM CGRAM 字符生成RAMAC；用于DD和CGRAM地址的地址计数器 BF 1: 内部操作，0 ：接收指令 RS : 寄存器选择 R/W : 读/写 6.4 PC机通信接口设计 6.4.1 串行通信 随着计算机系统的应用和微机网络的发展，计算机的通信功能显得越来越重要。从广义上讲，计算机通信可以分为并行通信和串行通信。并行通信速度快、实时性好，但占用的口线多、成本高、通信距离短，不适用于小型化产品。串行通信只需一根传输线即可完成通信功能，成本低，在通信中得到了广泛应用。 串行通信是计算机与外设进行信息交换的一种方式，是指数据一位一位地按顺序在一根信号线上进行传输的通信方式。串行通信有两种基本工作方式：异步传送和同步传送。在单片机中使用的串行通信都是异步方式，因此本系统采用异步串行通信方式来实现单片机和PC机之间的通信。 异步串行通信是以字符为单位组成的帧传送的，即一帧一帧地传送。帧由发送端一帧一帧地发送，通过传输线被接收设备一帧一帧地接收。为了保证发送数据能准确的被接收端接收，接收端必须与发送端同步。也就是说接收端不但要知道一组二进制的开始与结束，还需要知道每位的持续时间，这样才能做到用合适的采样频率采样所接收到的数据。所以没传送一个字符时，不论所采用的字符代码长度为多少位，总是以“起始位”开始，其长度规定为1个码元，极性为“0”，即空号的极性；中间是字符位，字符本身由5～8位数据位组成，接着字符位后面是一位校验位（也可以没用校验位）；以“停止位”结束，其长度为1、1.5或2个码元，极性皆为“1”；停止位后面是补丁长的空闲位。停止位和空闲位都规定为高电平（逻辑值为1），这样就保证起始位开始处一定有一个下跳沿。表6.4.1总结了异步通信时每位的信息格式。 表6.4.1 异步通信的信息格式 位名称 极性 位数 起始位 逻辑0 1位 数据位 逻辑0或逻辑1 5位、6位、7位、8位 校验位 逻辑0或逻辑1 1位或无 停止位 逻辑1 1位、1.5位或2位 空闲位 逻辑1 任意数量 在串行通信中，数据通常是校验、偶校验和无校验，由用户根据需要选定。在发送端和接收端之间进行传送，根据数据传送的方向，可分成三种基本的传送形式：单工、全双工和半双工。单工形式的数据传送是单向的，只需要一根数据线。半双工形式的数据传送是双向的，但任何时刻只能由其中的一方发送数据，另一方接收数据。半双工形式比单工形式灵活，但它的效率依然较低，从发送方式切换到接收方式所需要的时间大约为数个毫秒，这个时间延迟在对时间较为敏感的系统中是无法容忍的。全双工形式下，采用了信道划分技术，避免了半双工形式的缺点，数据传送是双向的，且可以同时发送和接收数据。本系统采用了效率较高的全双工通信形式。 6.4.2 RS-232总线标准 单片机采集到的大量温度信息，需要传送至PC机，为以后的温度场分析提供数据。本系统中通信距离在10m左右，因此我们采用异步串行通信中应用最广的RS-232标准总线实现两者之间信息传递的物理层协议。在串行通信时，要求通信双方都采用一个标准接口，使不同的设备可以方便地连接起来进行通信。RS-232是美国电子工业协会EIA公布的串行通信标准，RS是Recommended Standard的字头缩写，代表推荐，232是标识号。 （1）机械特性 RS-232的机械特性主要指两个通信装置如何实现机械对接。RS-232是数据终端设备DTE和数据通讯设备DCE之间的接口，RS-232C的机械标准规定DTE应配置DB-25的插头，即25针连接器，DEC应配置DB-25的插座，即25孔连接器。 实际应用中，DB-25型连接器中的许多信号用不上，对于一般的双工通信，仅需几条信号线就可实现，包括一条发送线、一条接收线和一条地线。因此普遍采用DB-9插头，即9针连接器。表 6.4.2给出了DB-9连接器的信号引脚功能。 表6.4.2 DB-9连接器的引脚信号功能 引脚号 信号名称 信号方向 信号功能 1 DCD PC机←对方 PC机收到远程信号（载波检测） 2 RXD PC机←对方 PC机接收数据 3 TXD PC机→对方 PC机发送数据 4 DTR PC机→对方 PC机准备就绪 5 GND -- 信号地 6 DSR PC机←对方 对方准备就绪 7 RTS PC机→对方 PC机请求发送数据 8 CTS PC机←对方 对方已切换到接收状态（清除发送） 9 RI PC机←对方 通知PC机，线路正常（振铃提示） 本系统采用DB-9型连接器，通过三根线实现系统连接，即接收数据引脚与发送数据引脚彼此交叉相连，信号地对应相接。这是最常用的全双工最简单系统连接法。 （2）电气特性 RS-232标准的电气特性如表6.4.3所示。 表6.4.3 RS-232电气特性 驱动器输出电平（3kΩ-7kΩ） 逻辑1：-5V～-15V 逻辑0：+5V～+15V 不带负载时的驱动器输出电平 -25V～+25V 驱动器时的输出阻抗 >300Ω 输出短路电流 <0.5A 驱动器装换速率 <30V/μs 接收器输入阻抗 3kΩ～7kΩ 接收器输入电压的允许范围 -25V～+25V 输入开路时接收器的输出 逻辑1 输入经300Ω接地时接收器的输出 逻辑1 +3V输入时接收器的输出 逻辑0 -3V输入时接收器的输出 逻辑1 最大负载电容 2500pF RS-232标准规定的波特率为：50、75、100、150、300、600、1200、4800、9600和19200bps。本系统波特率采用9600bps。驱动器允许有2500pF的电容负载，通信距离受此电容限制。当信号传输速率为20kbps时，最大传输距离为15m。系统串行通信距离非常短(小于10m)，因此不需要采取措施，直接通过一条串口线将单片机和PC连接起来。 6.4.3 接口芯片MAX232 MAX232是MAXIM公司生产的、包含两路接收器和驱动器的RS-232电平转换芯片，适用于各种232通信接口。MAX232芯片内部有一个电源电压变换器，可以把输入的+5V电源电压变换成为RS-232输出电平所需的士10V电压。所以，采用此芯片接口的串行通信系统只需单一的+5V电源就可以了。由于其适应性强，加之价格低廉，硬件接口简单，所以被广泛采用。MAX232的用法如下： ① 在C1+和C1-两端、C2+和C2-两端、V+和地两端、V-和地两端分别接一个0.1μF(104)电容。 ② 可以将两路RS-232电平转换成两路TTL电平。分别从R1IN和R2IN输入，对应从T1OUT和T2OUT输出。注意，输入和输出的逻辑值保持一致，如输入-5V，即逻辑1，输出也是逻辑1，TTL电平为高电平，即 3.6V左右。 ③ 可以将两路TTL电平转换成两路RS-232电平，分别从T1IN和T2IN输入，对应从R1OUT和R2OUT输出。同样输入和输出的逻辑值保持一致。 图6.4.1 MAX232引脚图和内部结构图 6.4.4 RS-232串行通信接口设计 由于PC系列微机串行口为RS-232标准接口，与输入、输出均采用TTL电平的AT89S52单片机在接口规范上不一致，因此TTL电平到RS-232接口电平的转换采用MAXIM公司的MAX232标准接口芯片，该芯片可以用单电压(+5V)实现RS-232接口逻辑“1”(－3V～15V)和逻辑“0”(+3V～15V)的电平转换。图6.4.2为RS-232串行通信接口电路。 图6.4.2 RS-232通信接口电路 6.5 CAN总线接口设计 采集数据传输到外部网络为数据的远程传输及数据共享提供了方便。并由远程计算机对这些数据进行计算分析、存储、显示等操作。CAN总线在工业现场目前已经得到了广泛的应用，考虑到系统的适应性及与现场网络对接的方便性，本系统采用CAN接口作为基站与外部有线网络的数据通信接口。 CAN（Controller Area Network）即控制器局域网络，由德国Bosch公司最先提出。采用CAN总线构建的系统在可靠性、实时性和灵活性等方而具有突出的性能，因而广泛应用于工业过程控制设备和监控设备之间的互联，是目前国际上应用最广泛的现场总线之一。 CAN总线具有以下主要特性： ●极高的总线利用率。遵从ISO/OSI模型，采用了其中的物理层、数据链路层与应用层。采用双绞线，通信速率最高可达到1Mbps/40m，直接传输距离最远可达10km/5kbps。同一段总线内最多可挂接110个设备。 ●可根据报文的ID决定接收或屏蔽该报文。信号传输采用短帧结构，每一帧有效字节数为8个。因而传输时间短，受干扰的概率低。当节点发生严重错误时，具有自动关闭的功能，切断该节点与总线的联系，使总线上其它节点不受影响，具有很强的抗干扰能力。 ●节点在错误严重的情况下具有自动退出总线的功能。支持多主工作方式，网络上任一节点均可在任何时候主动向其它节点发送信息，支持点对点、一点对多点和全局广播方式接收/发送数据，而优先级低的节点则主动停止发送，从而避免了总线冲突。 目前广泛流行的CAN总线器件有两大类：一类是独立的CAN控制器，如82C200、SJA1000及Intel82526/82527等，另一类是带有在片CAN的微控制器，如P8XC582及16位微控制器87C196CA/CB等。该系统采用PHILIP公司生产的控制器局域网的高度集成的通信控制器SJA1000和82C250作为收发器的CAN总线接口电路。 6.5.1 CAN总线控制器SJA1000 PHILIP公司的SJA1000是应用于汽车和一般工业环境的独立CAN总线控制器具有完成CAN通信协议所要求的全部特性。经过简单总线连接的SJA1000可完成CAN总线的物理和数据链路层的所有功能。SJA1000型独立CAN总线控制器由以下几部分构成： ●接口管理逻辑：它接收来自微处理器的命令，控制CAN寄存器的地址，并为微处理器提供中断和状态信息。 ●发送缓冲器：有13字节长。它位于CPU和位流处理器（BSP）之间，能存储一条将在CAN总线上发送的完整的报文，报文由CPU写入，由SBP读出。 ●接收缓冲器（RXB、RXFIFO）：它是CPU和接收滤波器之间的接口，用来存储从CAN总线接收并通过了滤波的报文。接收缓冲器RXB是提供给CPU可访问的13字节的窗口，这个窗口是属于接收FIFO（RXFIFO）的一部分，共由64字节长。有了这个FIFO，可以在CPU处理一个报文的同时继续接收其他到来的报文。 ●接收滤波器：它把报文头中的标识符和接收滤波寄存器中的内容进行比较，以判断文报文是否被接收。如果被接收，报文存入RXFIFO。 ●位流处理器：它是一个控制发送缓冲器、RXFIFO并行数据和CAN总线（串行数据）之间数据的序列发生器，同时它也执行错误检测、仲裁、位填充和CAN总线错误处理功能。 ●位定时逻辑：它将SJA1000同步于CAN总线上的位流。 ●错误管理逻辑：它按照CAN协议完成错误界定。 SJA1000型独立CAN总线控制器的内部结构图如图6.5.1所示。 图6.5.1 SJA1000内部结构图 6.5.2 CAN总线收发器PCA82C250 PCA82C250是CAN控制器与物理总线间的接口，可以提供对总线的差动发送和接收能力，与ISO11898标准完全兼容，并具有抗汽车环境下的瞬间干扰、保护总线的能力。PCA82C250提供对物理总线的符合CAN电气协议的差动发送和接收功能，另外，它具有的电流限制电路，还提供了对总线的进一步的保护功能。通过PCA82C250与物理总线进行连接，可使总线支持多达110个节点的挂接。对于CAN控制器及带有CAN总线接口的器件，PCA82C250并不是必须使用的器件，因为多数CAN控制器均具有配置灵活的收发接口并允许总线故障，只是驱动能力一般只允许20～30个节点连接在一条总线上。而PCA82C250支持多达110个节点，并能以1Mbps的速率工作于恶劣电气环境。PCA82C250的内部结构和引脚功能如图6.5.2和表6.5.1所示。 图6.5.2 PCA82C250内部结构图 表6.5.1 PCA82C250引脚功能 管脚 符号 功能描述 1 TXD 发送数据输入端，接控制器的串行数据输出端 2 GND 接地 3 Vcc 电源电压：4.5V 意见 文理分科指导河道管理范围浙江建筑工程概算定额教材专家评审意见党员教师互相批评意见 教研室（或答辩小组）评价： 一、答辩过程 1、毕业论文（设计）的基本要点和见解的叙述情况 □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 2、对答辩问题的反应、理解、表达情况 □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 3、学生答辩过程中的精神状态 □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 二、论文（设计）质量 1、论文（设计）的整体结构是否符合撰写规范？ □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 2、是否完成指定的论文（设计）任务（包括装订及附件）？ □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 三、论文（设计）水平 1、论文（设计）的理论意义或对解决实际问题的指导意义 □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 2、论文的观念是否有新意？设计是否有创意？ □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 3、论文（设计说明书）所体现的整体水平 □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 评定成绩：□ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 （在所选等级前的□内画“√”） 教研室主任（或答辩小组组长）： （签名） 年 月 日 教学系意见： 系主任： （签名） 年 月 日 学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下进行的研究工作所取得的成果。尽我所知，除文中已经特别注明引用的内容和致谢的地方外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式注明并表示感谢。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。 学位论文作者（本人签名）： 年 月 日 学位论文出版授权书 本人及导师完全同意《中国博士学位论文全文数据库出版章程》、《中国优秀硕士学位论文全文数据库出版章程》(以下简称“章程”)，愿意将本人的学位论文提交“中国学术期刊（光盘版）电子杂志社”在《中国博士学位论文全文数据库》、《中国优秀硕士学位论文全文数据库》中全文发表和以电子、网络形式公开出版，并同意编入CNKI《中国知识资源总库》，在《中国博硕士学位论文评价数据库》中使用和在互联网上传播，同意按“章程”规定享受相关权益。 论文密级： □公开 □保密（___年__月至__年__月）(保密的学位论文在解密后应遵守此协议) 作者签名：_______ 导师签名：_______ _______年_____月_____日 _______年_____月_____日 独 创 声 明 本人郑重声明：所呈交的毕业设计(论文)，是本人在指导老师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果，成果不存在知识产权争议。尽我所知，除文中已经注明引用的内容外，本设计（论文）不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体均已在文中以明确方式标明。 本声明的法律后果由本人承担。   作者签名: 二〇一〇年九月二十日   毕业设计（论文）使用授权声明 本人完全了解滨州学院关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定。 本人愿意按照学校要求提交学位论文的印刷本和电子版，同意学校保存学位论文的印刷本和电子版，或采用影印、数字化或其它复制手段保存设计（论文）；同意学校在不以营利为目的的前提下，建立目录检索与阅览服务系统，公布设计（论文）的部分或全部内容，允许他人依法合理使用。 （保密论文在解密后遵守此规定）   作者签名: 二〇一〇年九月二十日 致 谢 时间飞逝，大学的学习生活很快就要过去，在这四年的学习生活中，收获了很多，而这些成绩的取得是和一直关心帮助我的人分不开的。 首先非常感谢学校开设这个课题，为本人日后从事计算机方面的工作提供了经验，奠定了基础。本次毕业设计大概持续了半年，现在终于到结尾了。本次毕业设计是对我大学四年学习下来最好的检验。经过这次毕业设计，我的能力有了很大的提高，比如操作能力、分析问题的能力、合作精神、严谨的工作作风等方方面面都有很大的进步。这期间凝聚了很多人的心血，在此我表示由衷的感谢。没有他们的帮助，我将无法顺利完成这次设计。 首先，我要特别感谢我的知道郭谦功老师对我的悉心指导，在我的论文书写及设计过程中给了我大量的帮助和指导，为我理清了设计思路和操作方法，并对我所做的课题提出了有效的改进方案。郭谦功老师渊博的知识、严谨的作风和诲人不倦的态度给我留下了深刻的印象。从他身上，我学到了许多能受益终生的东西。再次对周巍老师表示衷心的感谢。 其次，我要感谢大学四年中所有的任课老师和辅导员在学习期间对我的严格要求，感谢他们对我学习上和生活上的帮助，使我了解了许多专业知识和为人的道理，能够在今后的生活道路上有继续奋斗的力量。 另外，我还要感谢大学四年和我一起走过的同学朋友对我的关心与支持，与他们一起学习、生活，让我在大学期间生活的很充实，给我留下了很多难忘的回忆。 最后，我要感谢我的父母对我的关系和理解，如果没有他们在我的学习生涯中的无私奉献和默默支持，我将无法顺利完成今天的学业。 四年的大学生活就快走入尾声，我们的校园生活就要划上句号，心中是无尽的难舍与眷恋。从这里走出，对我的人生来说，将是踏上一个新的征程，要把所学的知识应用到实际工作中去。 回首四年，取得了些许成绩，生活中有快乐也有艰辛。感谢老师四年来对我孜孜不倦的教诲，对我成长的关心和爱护。 学友情深，情同兄妹。四年的风风雨雨，我们一同走过，充满着关爱，给我留下了值得珍藏的最美好的记忆。 在我的十几年求学历程里，离不开父母的鼓励和支持，是他们辛勤的劳作，无私的付出，为我创造良好的学习条件，我才能顺利完成完成学业，感激他们一直以来对我的抚养与培育。 最后，我要特别感谢我的导师***老师、和研究生助教***老师。是他们在我毕业的最后关头给了我们巨大的帮助与鼓励，给了我很多解决问题的思路，在此表示衷心的感激。老师们认真负责的工作态度，严谨的治学精神和深厚的理论水平都使我收益匪浅。他无论在理论上还是在实践中，都给与我很大的帮助，使我得到不少的提高这对于我以后的工作和学习都有一种巨大的帮助，感谢他耐心的辅导。在论文的撰写过程中老师们给予我很大的帮助，帮助解决了不少的难点，使得论文能够及时完成，这里一并表示真诚的感谢。 致 谢 这次论文的完成，不止是我自己的努力，同时也有老师的指导，同学的帮助，以及那些无私奉献的前辈，正所谓你知道的越多的时候你才发现你知道的越少，通过这次论文，我想我成长了很多，不只是磨练了我的知识厚度，也使我更加确定了我今后的目标：为今后的计算机事业奋斗。在此我要感谢我的指导老师——***老师，感谢您的指导，才让我有了今天这篇论文，您不仅是我的论文导师，也是我人生的导师，谢谢您！我还要感谢我的同学，四年的相处，虽然我未必记得住每分每秒，但是我记得每一个有你们的精彩瞬间，我相信通过大学的历练，我们都已经长大，变成一个有担当，有能力的新时代青年，感谢你们的陪伴，感谢有你们，这篇论文也有你们的功劳，我想毕业不是我们的相处的结束，它是我们更好相处的开头，祝福你们！我也要感谢父母，这是他们给我的，所有的一切；感谢母校，尽管您不以我为荣，但我一直会以我是一名农大人为荣。 通过这次毕业设计，我学习了很多新知识，也对很多以前的东西有了更深的记忆与理解。漫漫求学路，过程很快乐。我要感谢信息与管理科学学院的老师，我从他们那里学到了许多珍贵的知识和做人处事的道理，以及科学严谨的学术态度，令我受益良多。同时还要感谢学院给了我一个可以认真学习，天天向上的学习环境和机会。 即将结束*大学习生活，我感谢****大学提供了一次在农大接受教育的机会，感谢院校老师的无私教导。感谢各位老师审阅我的论文。 毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明 原创性声明 本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得 及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。 作 者 签 名：　　 　 　　日　 期：　　 　 　　 ​​​​​​​​​​​​ 指导教师签名：　　 　 　　 日　　期：　　 　 　　 使用授权说明 本人完全了解 大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。 作者签名：　　 　 　　 日　 期：　　 　 　　 ​​​​​​​​​​​​ 学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。 作者签名： 日期： 年 月 日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权　　 　 　大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 涉密论文按学校规定处理。 作者签名： 日期： 年 月 日 导师签名： 日期： 年 月 日 独 创 声 明 本人郑重声明：所呈交的毕业设计(论文)，是本人在指导老师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果，成果不存在知识产权争议。尽我所知，除文中已经注明引用的内容外，本设计（论文）不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体均已在文中以明确方式标明。 本声明的法律后果由本人承担。   作者签名: 年 月 日   毕业设计（论文）使用授权声明 本人完全了解**学院关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定。 本人愿意按照学校要求提交学位论文的印刷本和电子版，同意学校保存学位论文的印刷本和电子版，或采用影印、数字化或其它复制手段保存设计（论文）；同意学校在不以营利为目的的前提下，建立目录检索与阅览服务系统，公布设计（论文）的部分或全部内容，允许他人依法合理使用。 （保密论文在解密后遵守此规定）   作者签名: 年 月 日 基本要求：写毕业论文主要目的是培养学生综合运用所学知识和技能，理论联系实际，独立分析，解决实际问题的能力，使学生得到从事本专业工作和进行相关的基本训练。毕业论文应反映出作者能够准确地掌握所学的专业基础知识，基本学会综合运用所学知识进行科学研究的方法，对所研究的题目有一定的心得体会，论文题目的范围不宜过宽，一般选择本学科某一重要问题的一个侧面。 毕业论文的基本教学要求是： 1、培养学生综合运用、巩固与扩展所学的基础理论和专业知识，培养学生独立分析、解决实际问题能力、培养学生处理数据和信息的能力。2、培养学生正确的理论联系实际的工作作风，严肃认真的科学态度。3、培养学生进行社会调查研究；文献资料收集、阅读和整理、使用；提出论点、综合论证、总结写作等基本技能。 毕业论文是毕业生总结性的独立作业，是学生运用在校学习的基本知识和基础理论，去分析、解决一两个实际问题的实践锻炼过程，也是学生在校学习期间学习成果的综合性总结，是整个教学活动中不可缺少的重要环节。撰写毕业论文对于培养学生初步的科学研究能力，提高其综合运用所学知识分析问题、解决问题能力有着重要意义。 毕业论文在进行编写的过程中，需要经过开题报告、论文编写、论文上交评定、论文答辩以及论文评分五个过程，其中开题报告是论文进行的最重要的一个过程，也是论文能否进行的一个重要指标。 撰写意义：1.撰写毕业论文是检验学生在校学习成果的重要措施，也是提高教学质量的重要环节。大学生在毕业前都必须完成毕业论文的撰写任务。申请学位必须提交相应的学位论文，经答辩通过后，方可取得学位。可以这么说，毕业论文是结束大学学习生活走向社会的一个中介和桥梁。毕业论文是大学生才华的第一次显露，是向祖国和人民所交的一份有份量的答卷，是投身社会主义现代化建设事业的报到书。一篇毕业论文虽然不能全面地反映出一个人的才华，也不一定能对社会直接带来巨大的效益，对专业产生开拓性的影响。但是，实践证明，撰写毕业论文是提高教学质量的重要环节，是保证出好人才的重要措施。 2.通过撰写毕业论文，提高写作水平是干部队伍“四化”建设的需要。党中央要求，为了适应现代化建设的需要，领导班子成员应当逐步实现“革命化、年轻化、知识化、专业化”。这个“四化”的要求，也包含了对干部写作能力和写作水平的要求。 3.提高大学生的写作水平是社会主义物质文明和精神文明建设的需要。在新的历史时期，无论是提高全族的科学文化水平，掌握现代科技知识和科学管理方法，还是培养社会主义新人，都要求我们的干部具有较高的写作能力。在经济建设中，作为领导人员和机关的办事人员，要写指示、通知、总结、调查报告等应用文；要写说明书、广告、解说词等说明文；还要写科学论文、经济评论等议论文。在当今信息社会中，信息对于加快经济发展速度，取得良好的经济效益发挥着愈来愈大的作用。写作是以语言文字为信号，是传达信息的方式。信息的来源、信息的收集、信息的储存、整理、传播等等都离不开写作。 论文种类：毕业论文是学术论文的一种形式，为了进一步探讨和掌握毕业论文的写作规律和特点，需要对毕业论文进行分类。由于毕业论文本身的内容和性质不同，研究领域、对象、方法、表现方式不同，因此，毕业论文就有不同的分类方法。 按内容性质和研究方法的不同可以把毕业论文分为理论性论文、实验性论文、描述性论文和设计性论文。后三种论文主要是理工科大学生可以选择的论文形式，这里不作介绍。文科大学生一般写的是理论性论文。理论性论文具体又可分成两种：一种是以纯粹的抽象理论为研究对象，研究方法是严密的理论推导和数学运算，有的也涉及实验与观测，用以验证论点的正确性。另一种是以对客观事物和现象的调查、考察所得观测资料以及有关文献资料数据为研究对象，研究方法是对有关资料进行分析、综合、概括、抽象，通过归纳、演绎、类比，提出某种新的理论和新的见解。 按议论的性质不同可以把毕业论文分为立论文和驳论文。立论性的毕业论文是指从正面阐述论证自己的观点和主张。一篇论文侧重于以立论为主，就属于立论性论文。立论文要求论点鲜明，论据充分，论证严密，以理和事实服人。驳论性毕业论文是指通过反驳别人的论点来树立自己的论点和主张。如果毕业论文侧重于以驳论为主，批驳某些错误的观点、见解、理论，就属于驳论性毕业论文。驳论文除按立论文对论点、论据、论证的要求以外，还要求针锋相对，据理力争。 按研究问题的大小不同可以把毕业论文分为宏观论文和微观论文。凡届国家全局性、带有普遍性并对局部工作有一定指导意义的论文，称为宏观论文。它研究的面比较宽广，具有较大范围的影响。反之，研究局部性、具体问题的论文，是微观论文。它对具体工作有指导意义，影响的面窄一些。 另外还有一种综合型的分类方法，即把毕业论文分为专题型、论辩型、综述型和综合型四大类： 1．专题型论文。这是分析前人研究成果的基础上，以直接论述的形式发表见解，从正面提出某学科中某一学术问题的一种论文。如本书第十二章例文中的《浅析领导者突出工作重点的方法与艺术》一文，从正面论述了突出重点的工作方法的意义、方法和原则，它表明了作者对突出工作重点方法的肯定和理解。2．论辩型论文。这是针对他人在某学科中某一学术问题的见解，凭借充分的论据，着重揭露其不足或错误之处，通过论辩形式来发表见解的一种论文。3．综述型论文。这是在归纳、总结前人或今人对某学科中某一学术问题已有研究成果的基础上，加以介绍或评论，从而发表自己见解的一种论文。4．综合型论文。这是一种将综述型和论辩型两种形式有机结合起来写成的一种论文。如《关于中国民族关系史上的几个问题》一文既介绍了研究民族关系史的现状，又提出了几个值得研究的问题。因此，它是一篇综合型的论文。 写作步骤：毕业论文是高等教育自学考试本科专业应考者完成本科阶段学业的最后一个环节，它是应考者的 总结 性独立作业，目的在于总结学习专业的成果，培养综合运用所学知识解决实际 问题 的能力。从文体而言，它也是对某一专业领域的现实问题或 理论 问题进行 科学 研究 探索的具有一定意义的论说文。完成毕业论文的撰写可以分两个步骤，即选择课题和研究课题。 首先是选择课题。选题是论文撰写成败的关键。因为，选题是毕业论文撰写的第一步，它实际上就是确定“写什么”的问题，亦即确定科学研究的方向。如果“写什么”不明确，“怎么写”就无从谈起。 教育部自学考试办公室有关对毕业论文选题的途径和要求是“为鼓励理论与工作实践结合，应考者可结合本单位或本人从事的工作提出论文题目，报主考学校审查同意后确立。也可由主考学校公布论文题目，由应考者选择。毕业论文的总体要求应与普通全日制高等学校相一致，做到通过论文写作和答辩考核，检验应考者综合运用专业知识的能力”。但不管考生是自己任意选择课题，还是在主考院校公布的指定课题中选择课题，都要坚持选择有科学价值和现实意义的、切实可行的课题。选好课题是毕业论文成功的一半。 第一、要坚持选择有科学价值和现实意义的课题。科学研究的目的是为了更好地认识世界、改造世界，以推动社会的不断进步和发展 。因此，毕业论文的选题，必须紧密结合社会主义物质文明和精神文明建设的需要，以促进科学事业发展和解决现实存在问题作为出发点和落脚点。选题要符合科学研究的正确方向，要具有新颖性，有创新、有理论价值和现实的指导意义或推动作用，一项毫无意义的研究，即使花很大的精力，表达再完善，也将没有丝毫价值。具体地说，考生可从以下三个方面来选题。首先，要从现实的弊端中选题，学习了专业知识，不能仅停留在书本上和理论上，还要下一番功夫，理论联系实际，用已掌握的专业知识，去寻找和解决工作实践中急待解决的问题。其次，要从寻找科学研究的空白处和边缘领域中选题，科学研究。还有许多没有被开垦的处女地，还有许多缺陷和空白，这些都需要填补。应考者应有独特的眼光和超前的意识去思索，去发现，去研究。最后，要从寻找前人研究的不足处和错误处选题，在前人已提出来的研究课题中，许多虽已有初步的研究成果，但随着社会的不断发展，还有待于丰富、完整和发展，这种补充性或纠正性的研究课题，也是有科学价值和现实指导意义的。 第二、要根据自己的能力选择切实可行的课题。毕业论文的写作是一种创造性劳动，不但要有考生个人的见解和主张，同时还需要具备一定的客观条件。由于考生个人的主观、客观条件都是各不相同的，因此在选题时，还应结合自己的特长、兴趣及所具备的客观条件来选题。具体地说，考生可从以下三个方面来综合考虑。首先，要有充足的资料来源。“巧妇难为无米之炊”，在缺少资料的情况下，是很难写出高质量的论文的。选择一个具有丰富资料来源的课题，对课题深入研究与开展很有帮助。其次，要有浓厚的研究兴趣，选择自己感兴趣的课题，可以激发自己研究的热情，调动自己的主动性和积极性，能够以专心、细心、恒心和耐心的积极心态去完成。最后，要能结合发挥自己的业务专长，每个考生无论能力水平高低，工作岗位如何，都有自己的业务专长，选择那些能结合自己工作、发挥自己业务专长的课题，对顺利完成课题的研究大有益处。 致 谢 这次论文的完成，不止是我自己的努力，同时也有老师的指导，同学的帮助，以及那些无私奉献的前辈，正所谓你知道的越多的时候你才发现你知道的越少，通过这次论文，我想我成长了很多，不只是磨练了我的知识厚度，也使我更加确定了我今后的目标：为今后的计算机事业奋斗。在此我要感谢我的指导老师——***老师，感谢您的指导，才让我有了今天这篇论文，您不仅是我的论文导师，也是我人生的导师，谢谢您！我还要感谢我的同学，四年的相处，虽然我未必记得住每分每秒，但是我记得每一个有你们的精彩瞬间，我相信通过大学的历练，我们都已经长大，变成一个有担当，有能力的新时代青年，感谢你们的陪伴，感谢有你们，这篇论文也有你们的功劳，我想毕业不是我们的相处的结束，它是我们更好相处的开头，祝福你们！我也要感谢父母，这是他们给我的，所有的一切；感谢母校，尽管您不以我为荣，但我一直会以我是一名农大人为荣。 通过这次毕业设计，我学习了很多新知识，也对很多以前的东西有了更深的记忆与理解。漫漫求学路，过程很快乐。我要感谢信息与管理科学学院的老师，我从他们那里学到了许多珍贵的知识和做人处事的道理，以及科学严谨的学术态度，令我受益良多。同时还要感谢学院给了我一个可以认真学习，天天向上的学习环境和机会。 即将结束*大学习生活，我感谢****大学提供了一次在**大接受教育的机会，感谢院校老师的无私教导。感谢各位老师审阅我的论文。 单 片 机 控 制 PC机 数据采集点 数据采集点 无线发射模块 无线接收模块 单 片 机 控 制 语音播报 LCD显示 微 处 理 器 时钟 SRAM 传感器 CAN 总线节点 外 部 电 源 LCD显示 无线收发 模块 SRAM 微 处 理 器 时钟 语音播报系统 RS-232接口 PC机 外 部 电 源 柱极体话筒 功放 电路 A/D 转换 微机 测得的白噪普 得到理想频率响应 两者相加 计算差量 光敏电阻 功放 A/D采样 微机 微控制器 AT89S52 无线收发 模块 语音播报系统 RS-232接口 PC机 外 部 电 源 LCD液晶显示 数据采集 AT89S52 微控制器 数据发送 CAN总线 MCU写发送地址 MCU写发送有效数据 置nRF905为发送模式 置nRF905为待机模式 启动发送器 nRF905 ShockBurst无线发送（生成前导码，CRC校验字节，将数据打包发送） 发送完成？ nRF905进入待机模式 Y N � EMBED \* MERGEFORMAT ��� � EMBED \* MERGEFORMAT ��� 接收数据 微 控 制 器 LCD液晶显示 上传PC机 发送给外部网络 置nRF905为 接收模式 有同频率载波？ 地址正确？ 置高AM准备接收数据 CRC正确？ DR置高，触发接收中断 置低AM Y Y Y N N N 关中断 读取nRF905有效 数据 nRF905进入 接收模式 开中断 进入中断服务程序 进入中断服务程序 � EMBED \* MERGEFORMAT ��� � EMBED \* MERGEFORMAT ��� _1234567897.unknown _1234567901.unknown _1234567903.vsd � 开始� _1234567905.vsd � 开始� _1234567906.vsd � 结束 _1234567904.vsd � 结束 _1234567902.unknown _1234567899.unknown _1234567900.unknown _1234567898.unknown _1234567893.unknown _1234567895.unknown _1234567896.unknown _1234567894.unknown _1234567891.unknown _1234567892.unknown _1234567890.unknown