基于无线网络的多点信息采集系统设计

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1） NewMsg-RF1100单片机无线收发器由一个完全集成的频率调制器、一个带解调器的接收器、一个功率放大器、一个晶体振荡器和一个调节器组成。工作特点是自动产生前导码和CRC可以很容易通过SPI接口进行编程配置，电流消耗低。 RF1100通过SPI接口与单片机通讯，因此必须首先了解SPI接口。 SPI概念：SPI外围串行接口由四条线构成： MOSI 主机输出从机输入 （主机写操作） MISO 主机输入从机输出 （主机读操作） SCK 串行时钟信号，由主机控制 CSN 片选信号，低电平有效

图 8 CC1100模块图

2） NewMsg-RF1100基本功能特性：

? ??315、433、868、915Mh的ISM 和SRD频段

? ??最高工作速率500kbps，支持2-FSK、GFSK和MSK调制方式 ? ??高灵敏度（1.2kbps下-110dDm）

? ??内置硬件CRC 检错和点对多点通信地址控制 ? ??较低的电流消耗（RX中，15.6mA，2.4kbps,433MHz） ? ??可编程控制的输出功率，对所有的支持频率可达+10dBm ? ??支持低功率电磁波激活（无线唤醒）功能

? ??支持传输前自动清理信道访问（CCA），即载波侦听系统 ? ??快速频率变动合成器带来的合适的频率跳跃系统 ? ??模块可软件设地址，软件编程非常方便 ? ??标准的DIP间距接口，便于嵌入式应用 ? ??单独的64字节RX和TX数据FIFO 3.3.2.2 电路设计

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CC1100模块主要是进行温度数据采集和无线发送；其中CC1100有两种工作模式和两种节电模式。 1） 模式控制

该模式由TRX_CE、TXEN、PWR组成来控制RF1100的四种工作模式：掉电和SPI编程模式；待机和SPI编程模式；发射模式；接收模式，各种模式见下表：

表2 各种模式的控制模式

PWR TRX_CE TXEN 工作模式 0 X X 掉电和SPI编程模式 1 0 X 待机和SPI编程模式 1 1 0 接收 1 1 1 发射 2） Shock Burst TX模式中,MCU按时序把接收机的地址和要发送的数据通过SPI接口传送给CC1100,首先MCU置高TRX -CE和TX-EN来激活CC1100发送；然后CC1100自动产生前导码和CRC校验码,数据就绪输出信号通知MCU数据传输已经完成；最后设置TRX-CE为低, CC1100结束数据传输并自动进入standby模式。当TRX-CE为高、TX-EN为低时, CC1100进入Shock Burst RX模式[11]。当一个有效的数据包接收到后, CC1100自动移去前导码、地址和CRC校验位,然后把数据准备就绪引脚( DR)置高,通知MCU数据传输已经完成。MCU以设定的速率通过SPI接口读出有效数据,并把TRX-CE 置低, CC1100进入空闲模式。引脚图如下：

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图7 CC1100模块引脚图

表2 各引脚的功能说明

引脚 编号 1,2 3 4 5 VCC SI SCLK 电源输入 数字输入 数字输入 1.9V—3.6V之间 连续配置接口，数据输入 连续配置接口，时钟输入 连续配置接口，数据输出 当CSn为高时为可选的一般输出脚 6 GDO2 数字输出 一般用途的数字输出脚：测试信号，IFO状态信号时钟输出，从XOSC向下分割连续输入TX数据 7 8 CSn GDO0 数字输入 连续配置接口，芯片选择 一般用途的数字输出脚：测试信号 FIFO状态信号是时钟输出，从XOSC向下分割连续输入TX数据，用作原型/产品测试的模拟测试I/O 9,10 GND 地（模拟） 模拟接地 引脚名 引脚类型 描述 SO（GDO1） 数字输出

3.3.3 接口电路设计

接口单元是为了方便控制系统和PC的通信，RS-232C接口通向外部的连接器是一种标准的“D”型保护壳的25针插头，但是在通信时，并非所有的主信道组的信号脚都要连接上。在微机通信中，通常使用的RS-232接口信号只有9根引脚(如图8) ，连接上这9根引脚线，便可实现正常的串行通信[10]。这9根引脚的定义见表3。

图8 DB-9针串口引脚图

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表3 DB-9引脚功能说明

引脚号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 符号 DCD RXD TXD DTR SG DSR RTS CTS RI 方向 输入 输入 输出 输出 输入 输出 输入 输入 功能 数据载体检测 接收数据 发送数据 数据终端准备好 信号地 信号通信设备准备好 请求发送 清除发送 振铃指示 由于STC89C52串行口为TTL电平，可采用RS-232接口，使用MAX3232芯片为电平转换驱动，实现RS-232电平与TTL电平之间的转换，通信速率为9600波特率，数据5秒传输一次。电路图如图9所示：

图9 接口电路

3.3.4 键盘电路设计

键盘实际上是一组按键开关的集合，平时按键开关总是处于断开状态，当按下键时它才闭合。这种键盘结构能够有效的提高单片机系统中I/O口的利用率。

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