基于CC1010的智能小球测风系统设计
本系统中将两个电子经纬仪分别放置在A、B两点,AB′为AB在水平面上的投影称为“基线”,BB′为实际应用是放置两台电子经纬仪存在的高度差,P点为测风气球,PA为测风气球在水平面的投影,α、β、γ、δ分别为两台电子经纬仪测出的气球的方位角和俯仰角,数据通过接于电子经纬仪RS—232串口的从机用无线传输方式传送到主机(无线单片机CC1010)处,主机通过USB转串口芯片FT232RL通过USB口将数据传送到上位机(PC机)中,PC机中的应用程序经过数据分析和处理得出当前小球的位置和对应实时风速和风向。
我们选择了CHIPCON公司的
CC1010芯片。CC1010是根据SmartRF技术,在0.35umCMOS工艺下研制出的一种内嵌8051单片机的单片可编程UHF收发器芯片,该芯片除了以8051技术为核心外,还内嵌32kB的Flash存储器、2048+128B的SRAM,以及3通道10bitA/D转换器、4个定时器、2个PWM、2个UART、RTC、看门狗电路、SPI、DES编码和26个通用I/O。芯片的高度集成结构使其具有高速度、高灵敏度性、低功耗、低成本、集成单片机和位判决、同步、频率灵活性等特点。通过Chipcon公司提供的Windows界面下使用的SmartRFStudio软件,CC1010芯片对于不同的应用场合能配置出最佳性能。SmartRFStudio将根据用户输入的各项参数给出所有必需的CC1010芯片配置信息,这些16进制数作为CC1010芯片的配置信息将被输入到微控制器中。根据配置信息,寄存器能改变以下主要参数:接/发送模式,传输率和数据格式(NRZ、曼彻斯*或UART接口),频率合成主要参数,频率合成锁定指示模式,可选RSSI或外部IF以及晶体振荡开/关模式等。
CHIPCON公司的
CC1010芯片内部有射频接收发射器,CC1010UHFRF收发器为低功耗,低电压应用而设计的,采用的频率为ISM频段,此频段主要是开放给工业、科学、医学三个机构使用,和SRD(ShortRangeDevice)频段在315、433、868、915等频段,但也可以通过软件编程使其工作在300~1000MHZ范围。内部具备快速锁相环设置功能,可采用跳频协议。在FSK调制模式下,数据速率可达到76.8K波特。
本系统选择了FTDI公司推出的FT232RLUSB-UART桥联器,它具有板载EEPROM和主时钟发生器、3.3VLDO调节器、复位发生器和USB终端电阻。可实现USB到串行UART接口的转换,也可转换到同步,异步BIT-BANG接口模式。提供各操作系统下的驱动。FT232RL内部主要由USB收发器、串行接口引擎、USB协议引擎、先进先出控制器,波特率发生器、时钟乘法器/驱动器、3.3V稳压模块、内部12MHz的振荡器和通用异步收发器控制器等部分组成。
FT232RL内部的两个双口FIFO缓冲区,一个是128字节的发送缓冲器,另一个是256字节的接收缓冲器。他们均用于USB数据和RS232数据的交换缓冲区,UARTFIFOController可以用于处理这两个缓冲器与UART收发寄存器之间的数据传输。