摘 要：為了提高企業(yè)員工的心理素質(zhì)，設(shè)計(jì)一套能及時(shí)、準(zhǔn)確了解企業(yè)員工心理狀況的信息采集系統(tǒng)就顯得極為重要。本文的系統(tǒng)設(shè)計(jì)包括兩方面：硬件設(shè)計(jì)主要采用8位單片機(jī)MC9S08GT60、nRF24L01芯片和RS-232串口；軟件設(shè)計(jì)主要采用Codewarrior6.2。然后對(duì)此系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)試，測(cè)試結(jié)果顯示，該系統(tǒng)基本滿足了系統(tǒng)設(shè)計(jì)的預(yù)期要求，具有一定的推廣作用。

關(guān)鍵詞：系統(tǒng)設(shè)計(jì) MC9S08GT60 nRF24L01 系統(tǒng)測(cè)試

中圖分類號(hào)：TN92文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1674-098X（2012）09（a）-0025-01

現(xiàn)代社會(huì)快節(jié)奏的生活，使得人們承受的壓力越來(lái)越大，企業(yè)內(nèi)的員工的受壓情況問(wèn)題也日益突出。心理素質(zhì)是員工素質(zhì)的核心構(gòu)成之一，企業(yè)管理人員能準(zhǔn)確、及時(shí)地了解員工的心理狀況是有效、合理地管理員工的途徑。因此，在企業(yè)內(nèi)部建立心理測(cè)試系統(tǒng)就顯得極為重要。筆者在本文中設(shè)計(jì)的多點(diǎn)信息采集系統(tǒng)，通過(guò)使用無(wú)線設(shè)備傳輸數(shù)據(jù)，有效地減少了使用電纜產(chǎn)生的諸多不便，同時(shí)也可以讓多人同時(shí)進(jìn)行心理測(cè)試。

1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

系統(tǒng)硬件的設(shè)計(jì)理念是做到性價(jià)比高。筆者在設(shè)計(jì)時(shí)考慮到此系統(tǒng)主要應(yīng)用于室內(nèi)環(huán)境，無(wú)需穿墻，因此采用成本和功耗低的無(wú)線模塊。單片機(jī)MC9S08GT60和nRF24L01芯片正好符合筆者的設(shè)計(jì)要求，實(shí)現(xiàn)了低功耗、低成本的設(shè)計(jì)理念。

1.1 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

硬件的設(shè)計(jì)從以下幾方面展開(kāi)：一是電源設(shè)計(jì)。由于采用的兩種芯片的工作電壓都是3.3V，因此可以使用2節(jié)1.5V的干電池作為供電電源，如果要使用交流電供電的話，只需采用變壓器即可；二是鍵盤設(shè)計(jì)。員工的心理測(cè)試數(shù)據(jù)需要通過(guò)鍵盤來(lái)輸入，但當(dāng)數(shù)據(jù)由多人同時(shí)鍵入時(shí)，可能會(huì)發(fā)生沖突，為了解決這一問(wèn)題。系統(tǒng)數(shù)據(jù)的錄入可以通過(guò)鍵盤掃描的方式；三是通信接口的設(shè)計(jì)。本系統(tǒng)采用RS-232C通信方式。但隨之產(chǎn)生的問(wèn)題是，RS-232C的電平使用的是負(fù)邏輯，而單片機(jī)使用的是CMOS電平，因此兩者之間需要轉(zhuǎn)化電壓信號(hào)，筆者使用MAX3232芯片來(lái)實(shí)現(xiàn)兩者之間的轉(zhuǎn)換；四是電路設(shè)計(jì)。MC9S08GT60單片機(jī)只需設(shè)計(jì)一定的電路就可控制nRF24L01。芯片nRF24L01被廣泛應(yīng)用于短距離的無(wú)線傳輸網(wǎng)絡(luò)，特別是在低電耗狀態(tài)中長(zhǎng)時(shí)間工作運(yùn)行。nRF24L01自帶內(nèi)置穩(wěn)壓器，它只需一些必要的外圍元件就能實(shí)現(xiàn)無(wú)線傳輸，此外它還可以有效防止跳頻現(xiàn)象。它所具有的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議是實(shí)現(xiàn)芯片超低功耗運(yùn)行的關(guān)鍵，因?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)協(xié)議可以精簡(jiǎn)指令，只需滿足數(shù)據(jù)的傳輸要求即可。五是無(wú)線模塊設(shè)計(jì)。系統(tǒng)的無(wú)線通信效果良好與否受到PCB的影響。如果PCB設(shè)計(jì)的不合理，將直接導(dǎo)致系統(tǒng)的性能達(dá)不到設(shè)計(jì)要求。因此合理的設(shè)計(jì)就顯得極為重要，它能有效提高系統(tǒng)的抗干擾能力。筆者在設(shè)計(jì)時(shí)基于以下考慮：①模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào)不通它的抗干擾能力不強(qiáng)，特別是電源的噪聲。因此在設(shè)計(jì)時(shí)電源的布線應(yīng)采用星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。②電路的設(shè)計(jì)要有一個(gè)接地層，接地層的接地點(diǎn)之間要分開(kāi)，使它們之間不會(huì)發(fā)生耦合現(xiàn)象。③PCB上的布線應(yīng)盡可能的縮短線的長(zhǎng)度，因?yàn)閷?dǎo)線也會(huì)導(dǎo)致干擾源的出現(xiàn)。同時(shí)，各模塊之間應(yīng)分開(kāi)布置，以免互擾。

1.2 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)筆者采用Codewarrior 6.2，這是一款運(yùn)用于嵌入式應(yīng)用開(kāi)發(fā)的專業(yè)軟件工具。這款軟件包括如IDE、調(diào)試器、匯編語(yǔ)言程序等一系列工具用于構(gòu)建平臺(tái)。Codewarrior6.2軟件尤其適用于Freescale8位單片機(jī)的模塊軟件開(kāi)發(fā)。由該軟件開(kāi)發(fā)出的程序是基于C語(yǔ)言編程的，軟件的調(diào)試還可以以在線和線下兩種形式進(jìn)行。Codewarrior6.2軟件主要是針對(duì)兩個(gè)模塊進(jìn)行設(shè)計(jì)，即單片機(jī)和nRF24L01軟件。

2 系統(tǒng)測(cè)試

系統(tǒng)設(shè)計(jì)完成后的第一步就是要進(jìn)行系統(tǒng)的軟、硬件測(cè)試。測(cè)試即是為了檢驗(yàn)系統(tǒng)的整體性能，也為了檢驗(yàn)系統(tǒng)有無(wú)設(shè)計(jì)缺陷。系統(tǒng)測(cè)試主要是對(duì)誤碼率、傳輸速率等進(jìn)行測(cè)試。每一種性能的測(cè)試都會(huì)運(yùn)用不同的方式，如測(cè)試誤碼率時(shí)主要采用的方式是點(diǎn)對(duì)點(diǎn)，測(cè)試傳輸性能則采用二對(duì)一的方式。筆者主要從以下四個(gè)方面對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)試：第一，誤碼率測(cè)試。這一測(cè)試項(xiàng)目在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)進(jìn)行，主要對(duì)比發(fā)送的數(shù)據(jù)與接收到的數(shù)據(jù)之間的誤差率。經(jīng)過(guò)測(cè)試發(fā)現(xiàn)，系統(tǒng)使用了CRC碼校驗(yàn)，因此，在模塊的收發(fā)數(shù)據(jù)中只可能出現(xiàn)兩種情況：一是沒(méi)收到數(shù)據(jù)；二是收到正確數(shù)據(jù)。第二，傳輸范圍測(cè)試。此測(cè)試項(xiàng)目主要是針對(duì)傳輸?shù)挠行Ь嚯x的測(cè)試。第一次測(cè)試在相距20米的長(zhǎng)度進(jìn)行測(cè)試，如果數(shù)據(jù)傳輸暢通無(wú)誤，則再增加距離，直到收不到數(shù)據(jù)為止。第三，速率測(cè)試。通常實(shí)際的傳輸速率并不能達(dá)到理論傳輸速率。通過(guò)將一定大小的數(shù)據(jù)連續(xù)發(fā)送，測(cè)量其接受到的時(shí)間，從而計(jì)算出其傳輸速率。如果速率沒(méi)有達(dá)到設(shè)計(jì)的要求，可以嘗試采用更高速的處理器，則速率會(huì)有一定的提高。第四，抗干擾測(cè)試。系統(tǒng)設(shè)備周圍通常都會(huì)有一些干擾源，如電子產(chǎn)品或電器，它們都會(huì)對(duì)無(wú)線通信產(chǎn)生一定的干擾?？梢酝ㄟ^(guò)使用和模塊工作頻率相同的設(shè)備做干擾源來(lái)測(cè)試抗干擾能力。由于系統(tǒng)設(shè)計(jì)使用了跳頻技術(shù)，測(cè)試結(jié)果符合工作要求。

3 結(jié)語(yǔ)

本文探討了使用無(wú)線通信與心理測(cè)試系統(tǒng)相結(jié)合的方式來(lái)克服電纜通信的系統(tǒng)。通過(guò)綜合測(cè)試結(jié)果顯示，該系統(tǒng)基本滿足了系統(tǒng)設(shè)計(jì)的預(yù)期要求，具有一定的推廣作用。但還需要進(jìn)一步的優(yōu)化和改善，使其更符合實(shí)際工作的需要。比如此模塊沒(méi)有USB通信接口，因此，筆者將繼續(xù)設(shè)計(jì)以USB為接口的系統(tǒng)，這樣不僅可以提高系統(tǒng)使用的便利度，還可以提高與計(jì)算機(jī)的傳輸速率。

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