基于嵌入式磁阻控制采集系统详解.doc

******************* 实践教学 ******************* 兰州理工大学 计算机与通信学院 年春季学期 嵌入式系统课程设计 题 目： 基于嵌入式磁阻控制采集系统 专业班级： 姓 名： 学 号： 指导教师： 成 绩： 摘要 磁阻传感器模块采用单轴磁场变化传感器来感应单一方向的磁变化量，有正负之分。本文设计了一个磁阻传感器采集控制系统，介绍了该系统的基本原理，系统分析，详细设计及实现流程图，并重点介绍了串口数据收集的原理，通过嵌入式设备完成室内环境信息 的采集至网关设备，通过上下位机实现终端嵌入式设备的信息收集及相关设备的控制。 关键词：嵌入式、磁阻传感器、串口通信 目录 一、前言 3 1.1课题研究背景 3 1.2课程研究目的和意义 3 二、基本原理 4 2.1磁阻传感器 4 2.2磁阻传感器采集模块 5 2.3 CC2530 串口通信原理 6 三、系统分析 7 四、详细设计 8 4.1 实现磁阻采集的硬件部分 8 4.2 总体结构软件图 9 五、结论总结 16 六、参考文献 17  一、前言 1.1课题研究背景 随着3C融合进程和我国传统产业结构升级的加速，人们对设备越来越高的应用需要已经无法满足当前和未来高性能的应用与发展需求。显然，嵌入式系统的软、硬件技术和开发手段，正日益受到重视，成为各领域技术创新的重要基础。 目前，嵌入式系统是近年来发展很快的计算机方面的学科方向，并迅速渗透到控制、自动化、仪器仪表等学科。嵌入式方向包括了软硬件协同设计、嵌入式体系结构、实时操作系统、嵌入式产品设计等方面的知识，需要掌握嵌入式系统设计的典型开发工具对于嵌入式市场的发展来说，中国市场的意义更加重大。中国市场对于嵌入式互联网这场革命来说非常关键。勃勃的生机，很好的产业互动，良好的协作精神，中国现在正在形成个健康的嵌入式的发展模式和转型模式。中国可能是个引发点，嵌入式市场先在中国蓬勃发展，然后辐射到全球其他地区。 Bx By 串行 通信 图 1 数据采集模块结构框图 2.3 CC2530 串口通信原理 UART 接口使用 2 线或含有引脚 RXD、TXD、可选 RTS 和 CTS 的 4 线。 UART 操作由 USART 控制和状态寄存器 UxCSR 以及 UART 控制寄存器 UxUCR 来控制。这里的 x 是 USART 的编号，其数值为 0 或者 1。 当 UxCSR.MODE 设置为 1 时，就选择了 UART 模式。 当 USART 收/发数据缓冲器、寄存器 UxBUF 写入数据时，该字节发送到 输出引脚 TXDx。UxBUF 寄存器是双缓冲的。 当字节传输开始时，UxCSR.ACTIVE 位变为高电平，而当字节传送结束时为 低。当传送结束时，UxCSR.TX_BYTE 位设置为 1.当 USART 收/发数据缓冲寄 存器就绪，准备接收新的发送数据时，就产生了一个中断请求。该中断在传送开 始之后立刻发生，因此，当字节正在发送时，新的字节能够装入数据缓冲器。 当 1 写入 UxCSR.RE 位时，在 UART 上数据接收就开始了。然后 UART 会在输入引脚 TXDx 中寻找有效起始位，并且设置 UxCSR.ACTIVE 位为 1.当 检测出有效起始位时，收到的字节就传入到接收寄存器，UxCSR.RX_BYTE 位 设置为 1.该操作完成时，产生接收中断。同时 UxCSR.ACTIVE 变为低电平。 通 过 寄 存 器 UxBUF 提 供 到 的 数 据 字 节 。 当 UxBUF 读 出 时 ， UxCSR.RX_BYTE 位由硬件清 0。 三、系统分析 该系统通过HMC1002磁阻传感器实现对磁感应强度及轻度的水平分量与垂直分量的采集，将信号送至节点，从节点采集磁阻数据，每隔一定的时间轮流向主节点发送，主节点收到数据之后通过串口将各节点的数据传给智能主板。 具体步骤描述: （1）给智能主板供电（USB 外接电源或 2 节干电池）； （2）将一个无线节点模块插入到带 LCD 的智能主板的相应位置； （3）将磁阻传感器模块插入到智能主板的传感及控制扩展口位 置； （4）接下来将 CC2530 仿真器的一端通过 USB 线（A 型转 B 型）连接 到 PC 机，另