電機(jī)溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)低功耗無(wú)線節(jié)點(diǎn)模塊設(shè)計(jì)
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溫度傳感器電路通過(guò)DQ數(shù)據(jù)線直連到LPC1114的GPIO端口，實(shí)現(xiàn)溫度采集數(shù)據(jù)傳輸。LPC1114通過(guò)JTAG接口或者ISP模式與PC通信，可以實(shí)現(xiàn)模塊程序在線調(diào)試，相關(guān)電路設(shè)計(jì)參考LPC1114的核心板的電路，需要注意JTAG接口中上拉電阻的設(shè)置。本方案中利用3V16AH的電池提供電源，在電路設(shè)計(jì)中用2．2μF，100 nF，100 pF，10 pF不同值電容實(shí)現(xiàn)電源濾波電路，同時(shí)通過(guò)choke電感為Si4432發(fā)射功率放大器提供直流偏置電壓。
2 PCB設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)
在這種數(shù)／?；旌想娐分?，PCB的設(shè)計(jì)優(yōu)劣將直接影響到模塊整體性能，以下對(duì)本方案中的PCB設(shè)計(jì)關(guān)鍵問(wèn)題做出簡(jiǎn)要說(shuō)明：
(1)設(shè)計(jì)中的數(shù)字和模擬電源要通過(guò)扼流圈電感進(jìn)行隔離，防止數(shù)字高頻電源對(duì)模擬信號(hào)產(chǎn)生干擾，電源接入端要加去耦電容，且盡量靠近Si4432芯片。濾波電容也應(yīng)該盡量靠近相應(yīng)引腳，這樣可以得到更好的濾波性能；
(2)為了消除走線間的感性效應(yīng)，應(yīng)在PCB上空余的地方盡量多布置一些過(guò)孔。為了達(dá)到較好的射頻通信效果，應(yīng)對(duì)整個(gè)PCB都覆地銅。提供了一個(gè)較好的RF地之后，TX／RX區(qū)域的對(duì)地敷銅區(qū)有助于減少甚至避免輻射干擾；
(3)RF前端電路盡量使用0402封裝電感、電容，可以減少電磁干擾效應(yīng)，射頻電感放置方向相互垂直以減小耦合，RF高頻部分需要50 Ω傳輸線作為連線。
模塊PCB布局布線效果如圖3所示。本文引用地址：http://butianyuan.cn/article/192877.htm
3 模塊軟件設(shè)計(jì)
3．1 軟件流程
本模塊的軟件系統(tǒng)大體上可以分為以下部分：初始化部分、數(shù)據(jù)發(fā)送部分、數(shù)據(jù)接收部分，在系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)上仍然堅(jiān)持模塊化分層設(shè)計(jì)，初始化模塊包括LPC1114的初始化，SPI的初始化，以及Si4432的關(guān)于無(wú)線收發(fā)頻率、工作模式、發(fā)射速率等內(nèi)部寄存器的初始化配置，相關(guān)寄存器配置可以從Silicon Labs提供的Excel計(jì)算器中得到，以上各模塊軟件設(shè)計(jì)流程參考Silicon Labs提供的應(yīng)用手冊(cè)，可以大大縮短研發(fā)周期。Si4432與MCU數(shù)據(jù)通信相關(guān)接口功能實(shí)現(xiàn)程序如下：
另外為了充分發(fā)揮本方案的低功耗優(yōu)勢(shì)，在系統(tǒng)軟件中添加了電源管理部分，其功能就是實(shí)時(shí)檢測(cè)系統(tǒng)的供電情況，若檢測(cè)到系統(tǒng)掉電，即向中心發(fā)送掉電信息，同時(shí)向節(jié)點(diǎn)發(fā)休眠命令，進(jìn)入休眠模式的設(shè)備節(jié)點(diǎn)，每半個(gè)小時(shí)喚醒一次，查詢(xún)中心是否已經(jīng)上電工作，如果中心已經(jīng)上電工作，節(jié)點(diǎn)進(jìn)入工作狀態(tài)，若未檢測(cè)到中心工作，節(jié)點(diǎn)繼續(xù)休眠。主要包括掉電過(guò)程和上電過(guò)程兩部分，具體實(shí)現(xiàn)流程分別如圖4，圖5所示。
評(píng)論