电压采集课程设计..docx

摘要文介绍了以CC2530为控制核心开发的温室多路数据采集系统的设计与实现。用电压传感器和A/D转换采集电压，从时钟芯片读取日期和时间，经过芯片分析处理后送至LCD显示器显示，并将电压值经串口送入PC机，与此同时判断电压有没有在设定的范围内，若不在设定范围内，点亮相应LED灯报警。文章介绍该系统的硬件电路图，软件总流程图和各个模块的流程图。整个系统采用模块化设计，结构简单、可靠，通过人机交互接口实现各功能设计，操作简单，易于掌握。关键词: 电压采集 ，嵌入式，CC2530，串口通信。一．前言3二．基本原理42.1 CC2530 结构及实现原理42.2 电压传感器结构及实现原理62.3软件方面72.3.1、串行数据通信(DATA)72.3.2、串行时钟输入(SCK)72.3.3、测量时序(RH 和T)82.3.4、通讯复位时序8三．系统分析93.1程序流程图93.2软件子系统设计9四．代码清单11总结13参考文献14一．前言嵌入式系统是以应用为中心，以计算机技术为基础，软硬件可定制，适用于不同应用场合，对功能，可靠性，成本，体积，功耗有严格要求的专用计算机系统。随着生活水平的提高和科学技术发展的需求，人类对环境信息的感知上有了更高的要求，在某些特殊工业生产领域和室内存储场合对环境要求显得特别苛刻；随着嵌入式技术的发展，为环境检测提供了更进一步的保障。基于嵌入式的环境信息采集系统包含感知层、传输层、应用层三个层面；传输层常见的有温电压、烟感、电压、压力等嵌入式传感器模块，传输层包括有线通信和无线通信两部分，应用层包括各种终端。电压是推动电荷定向移动形成电流的原因。电流之所以能够在导线中流动，也是因为在电流中有着高电势和低电势之间的差别。这种差别叫电势差，也叫电压。换句话说，在电路中，任意两点之间的电位差称为这两点的电压。在很多应用场合，电压是一个很重要的一个参数。电压的自动监测已经成为各行业进行安全生产和减少损失的重要措施之一。本课程设计就对嵌入式电压数据采集系统进行详细分析和设计。二．基本原理2.1 CC2530 结构及实现原理 CC2530 是基于2.4-GHz IEEE802.15.4、ZigBee 和RF4CE 上的一个片上系统解决方案。其特点是以极低的总材料成本建立较为强大的网络节点。CC2530 芯片结合了RF 收发器，增强型8051 CPU，系统内可编程闪存，8-KB RAM 和许多其他模块的强大的功能。如今CC2530 主要有四种不同的闪存版本：CC2530F32/64/128/256，分别具有32/64/128/256KB 的闪存。其具有多种运行模式，使得它能满足超低功耗系统的要求。同时CC2530运行模式之间的转换时间很短，使其进一步降低能源消耗。 CC2530包括了1个高性能的2.4 GHz DSSS（直接序列扩频）射频收发器核心和1个8051控制器，它具有32/64/128 kB可选择的编程闪存和8 kB的RAM，还包括ADC、定时器、睡眠模式定时器、上电复位电路、掉电检测电路和21个可编程I/O引脚，这样很容易实现通信模块的小型化。CC2530是一款功耗相当低的单片机，功耗模式3下电流消耗仅0.2μA，在32 k晶体时钟下运行，电流消耗小于1μA。CC2530芯片使用直接正交上变频发送数据。基带信号的同相分量和正交分量由DAC转换成模拟信号，经过低通滤波，变频到所设定的信道上。当需要发送数据时，先将要发送的数据写入128B的发送缓存中，包头是通过硬件产生的。最后经过低通滤波器和上变频的混频后，将射频信号被调制到2.4GHz，后经天线发送出去。CC2530有两个端口分别为TX/RX，RF端口不需要外部的收发开关，芯片内部已集成了收发开关。CC2530的存储器ST-M25PE16是4线的SPI通信模式的FLASH，可以整块擦除，最大可以存储2M个字节。工作电压为2.7v到3.6v。CC2530电压传感器模块反向F型天线采用TI公司公布的2.4GHz倒F型天线设计。天线的最大增益为＋3.3dB，天线面积为25.7×7.5mm。该天线完全能够满足CC2530工作频段的要求（CC2530工作频段为2.400GHz～2.480GHz）。 图1.CC2530芯片引脚CC2530芯片引脚功能AVDD1 28 电源（模拟） 2-V–3.6-V 模拟电源连接AVDD2 27 电源（模拟） 2-V–3.6-V 模拟电源连接AVDD3 24 电源（模拟） 2-V–3.6-V 模拟电源连接AVDD4 29 电源（模拟） 2-V–3.6-V 模拟电源连接AVDD5 21 电源（模拟） 2-V–3.6-V 模拟电源连接AVDD6 31 电源（模拟） 2-V–3.6-V 模拟电源连接DCOUPL 40 电源（数字） 1.8V 数字电