亚洲免费av电影一区二区三区,日韩爱爱视频,51精品视频一区二区三区,91视频爱爱,日韩欧美在线播放视频,中文字幕少妇AV,亚洲电影中文字幕,久久久久亚洲av成人网址,久久综合视频网站,国产在线不卡免费播放

        ?

        基于SX1212的剛體轉(zhuǎn)動(dòng)慣量無線數(shù)傳系統(tǒng)

        2013-12-01 01:54:38王學(xué)水魯守寶
        物理實(shí)驗(yàn) 2013年2期
        關(guān)鍵詞:單片機(jī)系統(tǒng)

        王學(xué)水,魯守寶

        (山東科技大學(xué) 理學(xué)院,山東 青島266590)

        1 引 言

        在實(shí)驗(yàn)教學(xué)、科學(xué)研究以及工業(yè)生產(chǎn)等領(lǐng)域中,經(jīng)常需要將采集到的數(shù)據(jù)傳送給上位機(jī)進(jìn)行處理[1],而目前的數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳往往都是通過RS-232,RS-485,TCP等有線傳輸方式,很多情況下都要面對(duì)繁雜的布線,以及連線周邊的環(huán)境干擾,不管是在人力還是物力上都額外地增加了成本,而且在維護(hù)上也存在很大的難度.因此,在很多數(shù)據(jù)傳輸上應(yīng)該使用無線傳輸方式,無線傳輸數(shù)據(jù)的方式主要有藍(lán)牙、紅外線、微波、GPRS和3G等.藍(lán)牙和紅外線雖然成本低,但傳輸距離太近,一般只有10m左右,而且還受方向的限制;GPRS和3G雖然不受距離限制,但所需設(shè)備的成本更加昂貴,并且還需定期向服務(wù)商交納流量費(fèi);較常用的就是微波無線傳輸方式,其使用成本低、安裝方便.

        本文使用Semtech公司的SX1212芯片和TI公司的單片機(jī)MSP430F149組成低功耗數(shù)據(jù)無線遠(yuǎn)傳收發(fā)器,不僅傳輸距離遠(yuǎn),而且非常穩(wěn)定,現(xiàn)已將其應(yīng)用在轉(zhuǎn)動(dòng)慣量實(shí)驗(yàn)儀上,經(jīng)證明具有非常理想的傳輸效果.

        2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案

        轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的測(cè)定,在涉及剛體轉(zhuǎn)動(dòng)的機(jī)電制造、航空、航天、航海、軍工等工程技術(shù)和科學(xué)研究中具有十分重要的意義,它也是大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)中必做的項(xiàng)目,本系統(tǒng)主要用來傳輸測(cè)量的角加速度值.系統(tǒng)如圖1所示,由1臺(tái)主機(jī)和多臺(tái)從機(jī)構(gòu)成,每臺(tái)從機(jī)包括1個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量實(shí)驗(yàn)儀和1個(gè)無線收發(fā)器(MCU+SX1212),每臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量實(shí)驗(yàn)儀都具有唯一的機(jī)器號(hào),兩者之間通過UART接口進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸,并且通過CRC方式校驗(yàn)數(shù)據(jù),無線收發(fā)器的MCU和無線通信芯片通過SPI接口進(jìn)行通信,也通過CRC方式校驗(yàn)數(shù)據(jù),當(dāng)收到來自轉(zhuǎn)動(dòng)慣量實(shí)驗(yàn)儀傳來的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)時(shí),能夠自動(dòng)將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)給主機(jī),并且回饋給從機(jī)確認(rèn)接收成功的信號(hào).主機(jī)部分包括1個(gè)無線收發(fā)器、電腦以及相應(yīng)的軟件平臺(tái),收發(fā)器通過USB接口將數(shù)據(jù)傳送給電腦,電腦上運(yùn)行相應(yīng)的軟件對(duì)所有接收來的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析與處理.主機(jī)和從機(jī)之間采用經(jīng)過優(yōu)化處理的低功耗通信協(xié)議,采用高效的循環(huán)交織糾檢錯(cuò)編碼,抗干擾和靈敏度都大大提高,同時(shí)使整個(gè)系統(tǒng)功耗降到最低.

        圖1 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)圖

        3 硬件設(shè)計(jì)方案

        3.1 無線收發(fā)器硬件結(jié)構(gòu)

        剛體轉(zhuǎn)動(dòng)慣量無線數(shù)據(jù)系統(tǒng)在兼顧成本的同時(shí),盡量采用集成度高、功耗低、速度快的器件.無線收發(fā)器部分主要包括SX1212芯片、電源芯片、MSP430F149單片機(jī)以及周邊器件.SX1212的頻率范圍從300MHz到510MHz可調(diào),具有非常低的接收功耗,典型接收電流僅為2.6mA,可以應(yīng)用在需要電池工作6~10a的系統(tǒng),遠(yuǎn)小于同類收發(fā)器的接收電流,同時(shí)還能夠保持較高的接收靈敏度,工作電壓為2.1~3.6V,最大發(fā)射功率為+12.5dBm[2].SX1212的集成度非常高,因此外圍只需要很少的器件即可正常工作,設(shè)計(jì)的關(guān)鍵在于元件的布局與匹配.要使電路中電源線、地線以及其他信號(hào)線的走線方向平行,以提高抗干擾能力;盡量縮短元器件之間的連線,以降低相互間的電磁干擾.

        美國(guó)TI公司生產(chǎn)的MSP430F149為16bit RISC架構(gòu),具有60kFlash ROM和2kRAM,最高運(yùn)算速度為8MIPS單芯片微控制器,工作電壓范圍為1.8~3.6V,它將大量的外圍模塊整合到片內(nèi),具有串行在線編程能力以及強(qiáng)大的中斷功能,專為目前業(yè)界低功耗應(yīng)用需求而設(shè)計(jì)[3-4].SX1212與MSP430F149之間的通訊采用高速的SPI接口,單片機(jī)與外部的通信采用UART接口.

        SX1212的外圍電路如圖2所示,圖中的SAW Filter(聲表面濾波器)是利用壓電材料的壓電特性,利用輸入與輸出換能器將電波的輸入信號(hào)轉(zhuǎn)換成機(jī)械能,經(jīng)過處理后,再把機(jī)械能轉(zhuǎn)換成電的信號(hào),用于級(jí)間耦合和濾波,衰減規(guī)定頻帶以外的信號(hào),比傳統(tǒng)的LC濾波器安裝更簡(jiǎn)單、體積更?。籐4,C9,C5是阻抗匹配網(wǎng)絡(luò),用來提高帶負(fù)載能力;L1,L2為壓控振蕩器電感,調(diào)整其參量值,即可以改變系統(tǒng)的工作頻率;C1,R1,C2是鎖相環(huán)電路,用來穩(wěn)定鎖住輸入信號(hào)的相位;Q1為具有溫度補(bǔ)償?shù)挠性淳д?,這里選取的晶振頻率為12.800MHz;天線選取高增益的棒狀天線,以最大程度地延長(zhǎng)通信距離.

        圖2 SX1212外圍電路

        3.2 串口傳輸部分硬件電路

        主機(jī)接收部分除了包含從機(jī)的所有器件外,還包括串口接收芯片,這里選用Prolific公司生產(chǎn)的PL-2303芯片.PL2303是一種高度集成的RS0232-USB接口轉(zhuǎn)換器,可編程的通訊波特率最高可達(dá)6Mb/s,工作電壓為3~5V,具有512Byte的雙向數(shù)據(jù)緩存,支持從遠(yuǎn)程輸入相關(guān)調(diào)制信號(hào)進(jìn)行喚醒功能,在工作模式和休眠模式時(shí)都具有較低的功耗,啟動(dòng)時(shí)可以將配置存儲(chǔ)于外部的EEPROM,還具有IIC接口,提供支持Windows和Mac OS,Linux和 WinCE的驅(qū)動(dòng)程序.該器件只需外接幾只電容就可實(shí)現(xiàn)USB信號(hào)與RS232信號(hào)的轉(zhuǎn)換,可以使接收機(jī)和微機(jī)之間實(shí)現(xiàn)全雙工異步串行通信.在設(shè)計(jì)上通過USB接口與電腦直接相連,簡(jiǎn)化了硬件結(jié)構(gòu),方便為單片機(jī)供電,無需外接電源.電源部分選用AMS公司生產(chǎn)的AMS1117-3.3芯片,其最高輸出電流可以達(dá)到1A,電壓精度高達(dá)2%,使用該芯片時(shí)需要注意的是應(yīng)盡量減小輸入與輸出的壓差以降低其自身功耗,這里的輸入電壓是USB口提供的+5V.串口轉(zhuǎn)換電路如圖3所示,C7和C9為電源濾波電容,取值為0.1μF,用于濾除中頻噪聲,C8電容值取10μF;晶振使用12MHz的石英晶振,其負(fù)載電容C5和C6值為20pF.R2,R3為限流電阻,阻值為27Ω,R4阻值為1.5kΩ.

        圖3 串口轉(zhuǎn)換電路

        4 軟件設(shè)計(jì)

        單片機(jī)軟件采用C語言編寫,簡(jiǎn)化了程序結(jié)構(gòu),清晰明了.單片機(jī)MSP430F149的UART口接收的數(shù)據(jù)主要分為3部分,包括1Byte的機(jī)器號(hào)、720Byte的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、2Byte的CRC校驗(yàn)碼,接收到數(shù)據(jù)之后,單片機(jī)首先對(duì)前721Byte進(jìn)行CRC校驗(yàn),然后將得到的校驗(yàn)碼與接收到的最后2Byte作比對(duì),如果兩者相等就校驗(yàn)成功.單片機(jī)程序絕大部分是對(duì)SX1212的寄存器進(jìn)行配置,SX1212有4種工作模式,分別是正常模式、喚醒模式、省電模式、休眠模式,在程序中通過對(duì)配置寄存器寫入相應(yīng)的命令,即可使SX1212工作在相應(yīng)的模式.軟件開發(fā)環(huán)境為IAREmbedded-Workbench,發(fā)送端的軟件流程如圖4所示.

        圖4 軟件流程圖

        部分程序源代碼如下:

        5 結(jié)束語

        本文所設(shè)計(jì)的系統(tǒng)具有體積小、超低功耗、編程方便、通信可靠性高的特點(diǎn).不僅可以應(yīng)用在教學(xué)實(shí)驗(yàn)儀器上,還可以在無線計(jì)量和無線智能電網(wǎng)、家庭和樓宇自動(dòng)化、無線警報(bào)和安全系統(tǒng)、工業(yè)監(jiān)控和控制、無線醫(yī)療應(yīng)用、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)等多個(gè)領(lǐng)域使用.

        [1]蘇維嘉,王旭輝.基于MSP430單片機(jī)的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)[J].現(xiàn)代電子技術(shù),2007(23):117-119.

        [2]SEMTECH Company.SX1212transceiver data-sheet[Z].2010.

        [3]魏小龍.MSP430系列單片機(jī)接口技術(shù)及系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)例[M].北京:北京航空航天大學(xué)出版社,2002.

        [4]李娜,鄭善賢,黎福海.基于MSP430的數(shù)據(jù)采集技術(shù)在電力無線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].中國(guó)儀器儀表,2003(12):4-5.

        [5]黃智偉.單片機(jī)無線數(shù)據(jù)通信IC原理與應(yīng)用[M].北京:北京航天航空大學(xué)出版社,2004.

        [6]張浩,馬世偉,高守瑋,等.基于CC1110的電力負(fù)荷無線數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].測(cè)控技術(shù),2011,30(6):16-20.

        猜你喜歡
        單片機(jī)系統(tǒng)
        Smartflower POP 一體式光伏系統(tǒng)
        WJ-700無人機(jī)系統(tǒng)
        ZC系列無人機(jī)遙感系統(tǒng)
        基于單片機(jī)的SPWM控制逆變器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
        電子制作(2019年13期)2020-01-14 03:15:28
        基于PowerPC+FPGA顯示系統(tǒng)
        基于單片機(jī)的層次漸變暖燈的研究
        電子制作(2019年15期)2019-08-27 01:12:10
        基于單片機(jī)的便捷式LCF測(cè)量?jī)x
        電子制作(2019年9期)2019-05-30 09:42:02
        半沸制皂系統(tǒng)(下)
        小議PLC與單片機(jī)之間的串行通信及應(yīng)用
        電子制作(2018年12期)2018-08-01 00:48:04
        連通與提升系統(tǒng)的最后一塊拼圖 Audiolab 傲立 M-DAC mini
        99久久婷婷国产精品综合网站| 香蕉视频一级| 国产精品无码不卡在线播放| 亚洲一二三四五中文字幕| 邻居少妇张开腿让我爽了一夜| 精品国产一区二区三区免费| 亚洲国产精品国自产电影| 亚洲一本之道高清在线观看| 丰满人妻猛进入中文字幕| 午夜福利理论片高清在线观看 | 亚洲国产成人精品福利在线观看| 国产偷拍盗摄一区二区| 97精品一区二区三区| 野花社区视频在线观看| 欧美黑人性色黄在线视频| 中文字幕一区二区人妻在线不卡| 音影先锋中文字幕在线| 少妇被按摩出高潮了一区二区| 欧美老妇牲交videos| 日本老熟妇毛茸茸| 国产精品午夜波多野结衣性色| 亚洲视频在线免费观看一区二区| 无码av天天av天天爽| 久久久老熟女一区二区三区 | 一二三四在线观看韩国视频| 一区二区和激情视频| 国产欧美亚洲精品a| 中文字幕无码免费久久9| 亚洲在中文字幕乱码熟女 | 2020无码专区人妻系列日韩| 久久久久99精品成人片试看| 日本一区二区三区在线观看免费 | 亚洲精品成人网站在线播放| 国产日产高清欧美一区| 国产小视频一区二区三区| 极品尤物人妻堕落沉沦| 国产成人无码一区二区三区在线| 亚洲嫩草影院久久精品| 亚洲国产人成综合网站| 久久久久久无码av成人影院| 2022Av天堂在线无码|