基于ADuC841的數(shù)據(jù)采集及無線收發(fā)系統(tǒng)

1 引言
傳統(tǒng)的測控現(xiàn)場都是通過有線方式發(fā)送、接收數(shù)據(jù)。但有線發(fā)送在一些特殊條件下并不適合，不但成本高，而且測量精度低。因此，這里提出一種基于ADuC841的數(shù)據(jù)采集及無線收發(fā)系統(tǒng)的設(shè)計方案。2數(shù)據(jù)采集部分的設(shè)計ADuC841采集系統(tǒng)由模擬多路開關(guān)、溫度傳感器、采樣保持電路、12位逐次逼近A／D轉(zhuǎn)換器、+2．5 V參考電壓組成。ADuC841的模擬輸入端電壓有效范圍與參考電壓有關(guān)。當(dāng)ADuC841采用內(nèi)部參考電壓時，其有效輸入范圍為0～+2．5 V。ADuC841可工作在-40℃～+85℃的工作級溫度范圍內(nèi)，有3 V和5 V兩種供電方式。該A／D轉(zhuǎn)換器模塊包含8通道12位、單電源供電A／D轉(zhuǎn)換器，其采樣頻率最高可達(dá)420 kS／s(2．38μs)，在要求高速數(shù)據(jù)采集的應(yīng)用中，為防止A/D轉(zhuǎn)換器采樣結(jié)果丟失，可采用DMA模式。ADuC841微控制器A/D轉(zhuǎn)換器共有3個控制寄存器：ADCCON1～ADC-CON3，其運行模式、轉(zhuǎn)換和采集時間完全取決于這3個控制寄存器的設(shè)置。其中控制寄存器ADCCON1控制A／D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換和采集時間、硬件轉(zhuǎn)換模式及掉電模式：控制寄存器ADCCON2設(shè)置A/D轉(zhuǎn)換器通道及轉(zhuǎn)換模式；而控制寄存器ADCCON3控制各種校準(zhǔn)模式和指示A／D轉(zhuǎn)換器忙狀態(tài)。圖1給出數(shù)據(jù)采集電路。

3 無線收發(fā)部分的設(shè)計
無線收發(fā)部分采用nRF905單片射頻收發(fā)器，它可工作于433／868／915 MHz 3個：ISM(工業(yè)、科學(xué)和醫(yī)學(xué))頻道，內(nèi)部集成有頻率調(diào)制器、帶解調(diào)器的接收器、功放、晶體振蕩器和調(diào)節(jié)器。nRF905主要特點：頻道間的轉(zhuǎn)換時間小于650 μs。工作電壓為1．9~3．6 V，32引腳QFN封裝。自動產(chǎn)生前導(dǎo)碼和CRC校驗碼，可很容易通過SPI接口編程配置。外圍器件連接簡單，無需外部SAW濾波器。nRF905有ShockBurst TM發(fā)送ShockBurst RM接收兩種工作模式以及掉電和SPI編程模式、STANDBY和SPI編程模式兩種節(jié)能模式。nRF905的工作模式由TRX_CE、TX_IN、PWR_UP這3個引腳設(shè)置決定。圖2為nRF905發(fā)射模塊電路。

ADuC841通過其內(nèi)部集成的SPI接口控制nRF905的發(fā)射，接口電路如圖3所示。SPI串口能夠同步發(fā)送和接收8位數(shù)據(jù)，即雙工工作方式。SPI接口有4條線：串行時鐘線(SCLOCK)、主機(jī)輸入從機(jī)輸出數(shù)據(jù)線(MISO)、主機(jī)輸出從機(jī)輸人數(shù)據(jù)線(MOSI)和低電平有效的從機(jī)選擇(SS)。