基于cc1010的温度传感器数据传送板设计(编辑修改稿)

基于cc1010的温度传感器数据传送板设计(编辑修改稿)内容摘要：

14DVDD40DVDD43DVDD50DGND23DGND24DGND32DGND41DGND49DVDD60R E S E T59P R O _ E25P R O G _ N58P 0 .0 / S C K33P 0 .1 / M O S I34P 0 .2 / M I S O51P 0 .352P 1 .026P 1 .135P 1 .236P 1 .337P 1 .438P 1 .553P 1 .654P 1 .755P 2 .0 / R X D 127P 2 .1 / T X D 128P 2 .239P 2 .342P 2 .444P 2 .545P 2 .656P 2 .757P 3 .0 / R X D 048P 3 .1 / T X D 047P 3 .2 / I N T 046P 3 .3 / I N T 131P 3 .4 / T 030P 3 .5 / P W M29U1C C 1 0 1 03 .3 VR 1 247KR 1 347KR 2 047KR 1 947K3 .3 V3 .3 VR 1 447KR 1 647KR 1 847KR 1 547KR 1 747KR 2 247K3 .3 V3 .3 V3 .3 V3 .3 V3 .3 V3 .3 V3 .3 V3 .3 VR 2 147KR 2 547KR 2 747K47KR 2 6R 2 847KR 2 347KR 2 447K3 .3 V3 .3 V3 .3 V3 .3 V3 .3 V3 .3 V3 .3 VR 3 047KR 2 947K47KR 3 13 .3 V3 .3 V3 .3 VR 3 847K47KR 3 747KR 3 647KR 3 547KR 3 447KR 3 247KR333 .3 V 3 .3 V 3 .3 V3 .3 V3 .3 V3 .3 V3 .3 V3 .3 V1KR61KR7P 2 .6P 2 .7P 0 .1 / M O S IP 0 .2 / M I S OP R O G NDVDDP 1 .0P O R _ ED2P 3 .1P 3 .0C 2 60 .1 u FC 2 3 0 .1 u FC 2 50 .1 u FC 2 4 0 .1 u FD1P 3 .0P 3 .1P 1 .1P 1 .2P 1 .3P 1 .4P 1 .5P 1 .6P 1 .7P 2 .0 / R X DP 2 .1 / T X D 1P 2 .2P 2 .3P 2 .4P 2 .5P 2 .6P 2 .7P 3 .2P 3 .3P 3 .4P 3 .5P 0 .3P 0 .0 / S C K0 .1 u FC 3 2X 7 R1uFC 3 1X 7 R15uFC 3 0T A u T R 4 2470R 4 12 .0330uFC 2 8E L E C T0 .1 u FC 2 9X 7 RV C CIN12OUT3GND4U4L M 2 9 3 7 3 .3D33 .3 VP O R _ EP 0 .3P 1 .0P 1 .1P 1 .2P 1 .3P 1 .4P 1 .5P 1 .6P 1 .7P 2 .2P 2 .3P 2 .4P 2 .5P 3 .3P 3 .2P 3 .4P 3 .512J1V C C3 .3 VAD0C 2 70 .1 u F3 .3 VC 1 +1VDD2C 1 3C 2 +4C 2 5V E E6T 2 O U T7R 2 I N8R 2 O U T9T 2 I N10T 1 I N11R 1 O U T12R 1 I N13T 1 O U T14GND15V C C16U3M A X 3 2 3 2AD21 23 45 67 89 1011 1213 1415 1617 1819 2021 22J5AD0AD21包秀英1基于 C C 1 0 1 0 的温度传感器数据传送板设计 图 LM61 原理图 本系统中 温度传感器 LM61 经 CC1010 芯片的 AD1 引脚将所测的温度模拟信号送入单片机 ， ADC 的模式选择位为 01：连续多转换模式。 CC1010 片内集成的 10 位 ADC 由 ADCON 和 ADCONZ 寄存器控制。 三个模拟引脚可以用来采样，由 来选择。 置位 控制位来使每次转换。 ADC 中断标志 和 被硬件设置。 如果 8 个 MSB（最高位）的值大于或等于存储在 ADTRH 寄存器的门限值。 此时如果中断使能标志 和 被置位的话，一个中断服务程序被执行。 为了在完成一次转换后得到一个中断， ADTRH 被设为 0。 转换完成后，控制位由硬件置 0。 在多次转换模式下， ADC每隔 11 个 ADC 时钟周期开始一个新的转换。 通过设置 ADADR1 和 ADADR0 模拟量从设置的端口输入，通 过转换后将数字量存放在 ADDATL 和 ADDATH 中，其中 ADDATL存放低 8 位， ADDATH 存放高 2 位。 系统中无线数据传输部分设计 无线收发芯片的选择 目前许多应用领域都采用无线的方式进行数据传输，由于无线收发芯片的种类和数内蒙古科技大学毕业 设计 说明书（毕业 论文 ） 7 量比较多，无线收发芯片的选择在设计中是至关重要的，正确的选择可以减小开发难度，缩短开发周期，降低成本，更快地将产品推向市场。 8051 兼容的无线单片机目前全世界共有 4 种，但主流的是 Chipcon 公司的 CC1010， Nordic 公司的 nRF24E1/nRF9E5。 Nordic公司 的 nRF24E1 工作在 ， nRF9E5 工作在 433MHZ 和 868930MHZ，由于采用较好的电源管理方式和快速的 SHOCKBURST 技术， 但 Nordic 公司 的无线单片机存储器较小只有 4K。 Chipcon 公司的 CC1010 有 32k 存储器，三通道 A/D 转换器，可以工作在300~1000MHz[2]。 在选择芯片是 要遵循功耗低、成本低、体积小等规则所以本设计采用的芯片为Chipcon 公司的 CC1010 芯片。 CC1010 正符合应用的需求，本身具有 3 种工作模式，可以方便的切换，降低能量消耗；且采用了超强 51 内核并集 成了 RF 电路和 A/D 转换器， 性价比高，外围电路扩展方便，且形成产品后体积小。 本系统实现将温度传感器测量的温度信号经无线单片机进行无线数据传送。 Chipcon 公司的 CC1010 芯片正符合应用的需求 ， CC1010 是 Chipcon 公司 推出的单片、多频段、低功耗、超高频射频芯片。 该芯片内嵌高性能的 8051 微控制器、 32KB 的 FLASH 程序存储器和 2176 字节的 SRAM，能够工作于 315MHz、 433MHz、 868MHz 和 915MHz 四个 ISM（工业、科学和医学）频段，可通过编程控制其工作于 300～ 1000MHz 频 率范围之内；芯片低电压（ ～ ）供电并且功耗非常低 （ 接收数据时工作电流只有 9mA） ；无线射频收发一体型芯片采用了目前流行的单芯片设计，在一块芯片上集合了信号调制解调、信号射频发射、信号接收、信号电平转换等功能，有些无线射频收发一体型芯片内部甚至还集合了单片机单元以及CPLD 单元，允许用户直接对其进行编程，是一种高集成度的多功能芯片。 在实际应用中，无线射频收发一体型芯片的外围电路十分简单，可方便与单片机或 DSP 连接，而且有些型号的无线射频收发一体型芯片在环境以及电磁兼容性方面的要求可满足工业设备或军 工设备的使用。 与传统的无线收发射频装置相比，无线射频收发一体型芯片具有电内蒙古科技大学毕业 设计 说明书（毕业 论文 ） 8 磁兼容性好、耗电量低、体积小、外围电路简单、可靠性高、抗干扰能力强、数据传输安全性好、价格低廉等特点，在各种嵌入系统、家电、军工等许多领域都得到了广泛的应用。 CC1010 微处理器部分 本设计中采用的 CC1010 芯片内设置 3 个 10 位 A/D 转换器从而提高模拟数字量的转换精度、减少了系统元器件的数量、提高了系统的稳定性和可靠性并大大提高了单片机的性能。 CC1010 单片机芯片自带的 3个 10位 ADC，分别有寄存器 ADCON和 ADCON2控制。 这 3 个 ADC 分别从 AD0、 AD AD2 输入，有寄存器 位选择，这个寄存器也用于选择 AD1 的外部引用（当用 AD0 时）。 当 AD1 用于外部引用时，只能有两个 ADC 输入可以利用。 AD 端口是三路模拟输入 A/D 转换，其中 AD2 口也能被设置成接收信号强度指示输出或者中频输出，这个引脚由 FREND 寄存器设置，不用的时候这三个脚可以悬空。 CC1010 有三种工作模式：正常工作模式、节能模式和睡眠模式，可以方便的在三种不同的工作模式下切换。 模式转换图如图 所示。 活 动 模 式 空 闲 模 式 睡 眠 模 式 图 工作模式转换图 活动模式 ： 在活动模式下，内核处理器正常工作，执行 flash memory 指令，时钟 信号 用主晶振或用 32KHz 的晶振。 当前消耗依据实际采用的频率，在几种工作模式中能量内蒙古科技大学毕业 设计 说明书（毕业 论文 ） 9 消耗最高。 空闲模式：在设置完 指令位后，进入空闲模式。 在空闲模式中，内核处理器停止工作，内部寄存器维持他们的当前数据，但是外围电路仍然工作。 在该工作模式下，能量消耗低于活动模式。 在系统中，平时工作于该模式下，当有数据发送或转发时，再切换到活动模式，发送完毕再次进入空闲模式。 睡眠模式：在完成设置 位之后，控制器内核和外围电路停止工作。 在该模式下，内核处理器的时钟和外围电路失效。 只有 ADC 时钟运行。 此工作模式下能量消耗最低，但是由于从该模式切换到活动模式时需要 reset 操作或开关电源，无法响应RF 事件，不便于集中管理，故系统没有采用该模式。 CC1010 从空闲模式可以方便的切换到活动模式 [4]。 CC1010 的微处理器内核基于标准的 8 位 8051 内核，支持直接寻址 、间接寻址和寄存器寻址等寻址方式，内核寄存器有累加器 A、堆栈指针 SP、数据指针 DPTR 和程序状态字 PSW 等。 CC1010 的 4 个通用 I/O 口分别是 P0、 P P P3。 P0 包括 4 个引脚； P P2 包括 8 个引脚； P3 包括 6 个引脚。 每个引脚都是 8 位的。 CC1010 端口与标准的 8051 端口有以下方面的不同：在端口没有上拉或下拉；受端口方向寄存器控制；在所有的端口都是 CMOS 输出电平；所有端口引脚能够承受和能够提供的电流是 2mA，除 引脚外， 引脚的电流是 8mA。 CC1010 芯片内含增强微控制器和收发器电路， 芯片 CC1010内部结构如图 所示。 内蒙古科技大学毕业 设计 说明书（毕业 论文 ） 10 图 芯片 CC1010 内部结构 CC1010 的 8051 内核提供了能够与 8051 相兼容的以下外围接口： ● 4 个通用的 I/O 口； ● 两个标准的 8051 定时器； ● 两个具有 PWM 功能的定时器； ● 看门狗定时器； ● 实时时钟； ● SPI 主机； ● 硬件 DES 加密 /解密； ● 随机位产生器； 内蒙古科技大学毕业 设计 说明书（毕业 论文 ） 11 ● 10 位 A/D 转换器。 其中微控制器以 8051 为核心。 CC1010 启动时必须复位，其复位信号源比 8051 多。 主要有 RESET 管脚复位、上电复位、低电压复位、 ADC 复位、看门狗复位。 8051 外接复位信号为高电平有效，而且输入时间需要 2 个机器周期以上；而 CC1010 则在 RESET管脚加低电压可在任何时间复位几乎所有的寄存器。 CC1010 可进行内部或外部上电复位：内部上电复位模块同时检测上电状态和低电压状态，产生复位；当 PORE 管脚接地时，内部复位模块无效。 另外， CC1010 的 ADC 与看门狗模块也可产生复位。 CC1010微控制器内核为 8。