基于nRF401芯片的多路消防栓無水監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計(jì)
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nRF401無線通信芯片是Nordic公司生產(chǎn)，該芯片使用了433 MHz IGM頻段，集成了高頻發(fā)射、高頻接收、PLL合成、FSK調(diào)制、FSK解調(diào)、多頻道切換等功能，具有性能優(yōu)異、功耗低、使用方便等特點(diǎn)。通過其外部引腳，可以使芯片隨時(shí)在發(fā)送模式和接收模式之間切換，無需進(jìn)行任何初始化設(shè)置。nRF401通過單片機(jī)串口直接與MCU通信，無需對數(shù)據(jù)進(jìn)行曼徹斯特編碼。
在nRF40l與W77E58單片機(jī)接口中。nRF401電路的工作模式由19腳TXEN控制，19腳為高電平時(shí)發(fā)送數(shù)據(jù)、為低電平時(shí)接收數(shù)據(jù)。發(fā)送時(shí)，信號從單片機(jī)串口TXD(P1．3)輸送給nRF401的9腳DIN端口的二進(jìn)制串行數(shù)據(jù)被調(diào)制后通過天線發(fā)射出去；接收時(shí)，信號從天線接收轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制串行數(shù)后，通過10腳DOUT輸送給單片機(jī)串口RXD(P1．2)。該芯片12腳CS=0工作于433．92 MHz頻段，CS=1工作頻段為434．33 MHz。18腳PWR_UP低功耗控制，為高電平時(shí)，處于工作狀態(tài)；為低電平時(shí)，處于待機(jī)狀態(tài)。
2．2 單片機(jī)消防栓信息采集模塊
消防栓信息采集模塊如圖3所示。需要完成兩個(gè)方面的工作，一方面通過I／O接口讀取外部設(shè)備的消防栓信息，另一方面通過無線通信芯片nRF401響應(yīng)主控機(jī)發(fā)送的查詢請求，回送當(dāng)前消防栓信息。消防栓信息采集模塊由從控AT89S51單片機(jī)、水壓采集部分、A／D轉(zhuǎn)換電路、無線收發(fā)電路等組成。本文引用地址：http://butianyuan.cn/article/157709.htm
水壓采集和轉(zhuǎn)換部分是將壓力信號轉(zhuǎn)換為單片機(jī)能夠處理的數(shù)字信號，由CYGl512型傳感器和模數(shù)轉(zhuǎn)換ADC0832組成。CYG512的壓力敏感元件采用當(dāng)代最先進(jìn)的MEMS技術(shù)設(shè)計(jì)與制造。三維集成、雙面加工的硅壓阻壓力敏感元件具有優(yōu)秀的線性精度。離子注入、精細(xì)光刻技術(shù)制作的惠斯頓應(yīng)變電橋的高度一致性使其具有很小的溫度漂移。采用硅硅直接鍵合技術(shù)使得硅薄膜力敏結(jié)構(gòu)具有很高靈敏度、優(yōu)良的穩(wěn)定性、優(yōu)良的動(dòng)態(tài)性能的同時(shí)具有超薄的厚度。它綜合力敏結(jié)構(gòu)與襯底加固結(jié)構(gòu)的總厚度僅為O．6 mm，更有利于獲得更薄最終尺寸的薄形傳感器。CYGl512傳感器，是將CYG512系列產(chǎn)品和信號放大調(diào)理部分分體裝在一個(gè)與電線相連的儀表小盒內(nèi)，它可以提供O～5 V的輸出、方便與ADC0832接口。CYG512的標(biāo)準(zhǔn)量程在100 kPa，160 kPa，250 kPa，400 kPa，600 kPa，1 000 kPa，1 600 kPa，2 500 kPa，4 000 kPa。
ADC使用ADC0832是帶有串行輸入輸出8位逐次逼近式模數(shù)轉(zhuǎn)換器，其轉(zhuǎn)換時(shí)間為80μs。它的兩個(gè)模擬量輸入通道是可編程的，可以由串行輸入口DI的3位控制字指定通道。CYGl512傳感器將壓力信號以電壓信號的形式提供給ADC0832。選擇ADC0832的CHl為單端輸入工作方式，CHO為不工作。所以，由DI端輸入的控制字為“111”，可將DI固定接高電平。當(dāng)單片機(jī)的P1．2口將ADC0832的CS腳置低電平時(shí)，CLK的前3個(gè)脈沖上升從DI端輸入控制字“111”，接下來的8個(gè)脈沖完成轉(zhuǎn)換過程，轉(zhuǎn)換后的8位數(shù)據(jù)就從P1．O口讀入到單片機(jī)中。
狀態(tài)指示部分是一個(gè)發(fā)光二極管，指示系統(tǒng)工作狀態(tài)。滅狀態(tài)表示水管水壓正常，當(dāng)發(fā)光二極管亮?xí)r表明水管沒水，當(dāng)二極管閃爍時(shí)表明水管水壓偏低。
3 系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)
系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)其主要部分為通信處理模塊和消防栓信息采集模塊兩大部分的設(shè)計(jì)。
通信處理模塊的軟件設(shè)計(jì)主要有程序初始化部分、RS 232通信部分和無線通信部分。串口初始化。W77E58的串口O工作在工作方式1，通過RS 232與PC機(jī)通信。串口1工作在工作方式1，控制nRF401通信。兩個(gè)串口均使用定時(shí)器1控制通信波特率，波特率定為9 600 b/s。
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