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一種基于CC1010的智能小球測風系統(tǒng)設計

作者: 時間:2014-07-30 來源:網(wǎng)絡 收藏

  2.硬件部分

本文引用地址:http://butianyuan.cn/article/256266.htm

  2.1 數(shù)據(jù)采集芯片的選擇

  我們選擇了CHI PCON公司的芯片。是根據(jù)SmartRF 技術,在0.35um CMOS工藝下研制出的一種內(nèi)嵌8051單片機的單片可編程UHF收發(fā)器芯片,該芯片除了以8051技術為核心外,還內(nèi)嵌32kB的Flash存儲器、2048+ 128 B的SRAM,以及3通道10 bit A /D轉(zhuǎn)換器、4個定時器、2個PWM、2個UART、RTC、看門狗電路、SP I、DES編碼和26個通用I/O。芯片的高度集成結(jié)構使其具有高速度、高靈敏度性、低功耗、低成本、集成單片機和位判決、同步、頻率靈活性等特點。通過 Chipcon公司提供的Windows界面下使用的SmartRF Studio軟件,芯片對于不同的應用場合能配置出最佳性能。SmartRF Studio將根據(jù)用戶輸入的各項參數(shù)給出所有必需的CC1010 芯片配置信息,這些16進制數(shù)作為CC1010芯片的配置信息將被輸入到微控制器中。根據(jù)配置信息,寄存器能改變以下主要參數(shù):接/發(fā)送模式,傳輸率和數(shù)據(jù)格式(NRZ、曼徹斯*或UART接口),頻率合成主要參數(shù),頻率合成鎖定指示模式,可選RSSI或外部IF以及晶體振蕩開/關模式等。

  同時,由于CC1010芯片是以一個有長遠應用背景的為核心,很多行的8051開發(fā)軟件、開發(fā)工具,都可以用于該芯片的軟件開發(fā),例如著名的的KEIL C51開發(fā)工具和UV2集成開發(fā)環(huán)境等。

  2.2系統(tǒng)無線收發(fā)模塊設計

  CHI P CON公司的C C 1 0 1 0芯片內(nèi)部有射頻接收發(fā)射器(RFTransceiver),CC1010 UHF RF收發(fā)器為低功耗,低電壓應用而設計的,采用的頻率為ISM(IndustrialScientific Medical)頻段,此頻段主要是開放給工業(yè)、科學、醫(yī)學三個機構使用,和SRD (Short RangeDevice)頻段在315、433、868、915等頻段,但也可以通過軟件編程使其工作在300~1000 MHZ范圍。內(nèi)部具備快速鎖相環(huán)設置功能,可采用跳頻協(xié)議。在FSK調(diào)制模式下,數(shù)據(jù)速率可達到76.8K波特。

  主要特點: 接收靈敏度-107dBm (典型) ; 輸出功率可以調(diào)整,最大+10 dBm。

  2.3 USB轉(zhuǎn)串口芯片的選擇

  本系統(tǒng)選擇了FTDI公司推出的FT232RL 橋聯(lián)器,它具有板載EEPROM和主時鐘發(fā)生器、3.3V LDO調(diào)節(jié)器、復位發(fā)生器和USB終端電阻。可實現(xiàn)USB到串行UART接口的轉(zhuǎn)換,也可轉(zhuǎn)換到同步,異步BIT-BANG接口模式。提供各操作系統(tǒng)下的驅(qū)動。FT232RL內(nèi)部主要由USB收發(fā)器、串行接口引擎(SIE)、USB協(xié)議引擎、先進先出(FIFO)控制器,波特率發(fā)生器、時鐘乘法器/驅(qū)動器、3.3V穩(wěn)壓模塊、內(nèi)部12MHz的振蕩器和通用異步收發(fā)器(UART)控制器等部分組成。

  對于與R S 2 3 2 接口部分,UART主要用來完成RS232接口的串行和并行之間的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換。

  FT232RL提供完整的信號,使其具有通用性,還可以與除RS232之外的其它通信方式進行轉(zhuǎn)換。

  FT232RL內(nèi)部的兩個雙口FIFO緩沖區(qū),一個是128字節(jié)的發(fā)送緩沖器,另一個是256字節(jié)的接收緩沖器。他們均用于USB數(shù)據(jù)和 RS232數(shù)據(jù)的交換緩沖區(qū),UART FIFOController 可以用于處理這兩個緩沖器與UART收發(fā)寄存器之間的數(shù)據(jù)傳輸。

  3.軟件部分

  在本系統(tǒng)中主要實現(xiàn)的軟件功能主要由3大部分組成:主機程序、從機程序和計算機程序。在各功能模塊中,主機部分主要實現(xiàn)數(shù)據(jù)的接收和發(fā)送給上位機等功能;從機部分主要負責數(shù)據(jù)采集、發(fā)送數(shù)據(jù)給主機等功能;上位機部分主要實現(xiàn)數(shù)據(jù)分析和處理得出當前小球的位置和對應實時風速和風向。

  在上位機上利用FTDI公司提供的虛擬串行口VCP驅(qū)動程序,將USB口虛擬成一個串口,像一個標準的串口那樣進行進行外設和PC機的通信。

  主機和從機的軟件在keil c平臺上進行程序設計開發(fā),上位機程序由Visual Basic6.0完成。

  

 

  4.結(jié)論

  本文提出的高效的雙經(jīng)緯儀小球測風系統(tǒng)能夠有效的為掌握一個地區(qū)邊界層大氣運動規(guī)律,研究大氣污染物稀釋、擴散的規(guī)律,為工業(yè)布局、城市規(guī)劃、新建項目大氣污染預報等提供可靠的資料,具有重要的現(xiàn)實意義。

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