无线识别装置00Word文档格式.docx

1、采用专用的4位数据编码、解码集成电路。该电路较容易实现，价格便宜；但考虑到它可能是专用的识别芯片，我们不采用。采用单片机作为编码、解码电路。根据题目要求可知，应答器端应采用低功耗的单片机作为编码电路，我们选取MSP430。解码单片机选取AT89C52。二、 系统总体方安设计我们设计的无线收发装置系统的总体方框图2-1所示。 图2-1 这里我们对调制，耦合，解调电路的工作原理说明如下：调制、解调电路采用的是ASK调制方式即振幅键控方式。这种调制方式是根据信号的不同，调节正弦波的幅度载波在数字信号1或0的控制下通或断，在信号为1的状态载波接通，此时传输信道上有载波出现；在信号为0的状态下，载波被关

2、断，此时传输信道上无载波传送。那么在接收端我们就可以根据载波的有无还原出数字信号的1和0。对于二进制幅度键控信号的频带宽度为二进制基带信号宽度的两倍。中间采用高频耦合电路 ，具有选频作用，能够很准确的将载波信号送到阅读器。三、主要单元电路设计1.应答器电路分析及设计计算图3-1 本单元电路由中心频率=6.00 MHz振荡器和LC选频网络组成，实现对数字信号的幅度调制。调制信号从线圈耦合给阅读器，实现信号的无线传输。令LC网络的选频频率=1/（）=，我们实际测量耦合线圈的电感值约为12uH，得出50P，故选取51P的电容实现匹配。2.阅读器电路分析及设计计算阅读器接收装置由LC串联谐振网络、滤波

3、电路、波形放大整形电路构成，从而实现对信号的解调。LC串联谐振频率），要实现对耦合信号的最佳接收,必须实现线圈的耦合匹配，即=。计算可得=50P，故选取51P的电容实现线圈耦合匹配。图3-23.无电池下应答器的工作原理阅读器向应答器发一组固定频率的电磁波，应答器内有LC串联谐振电路，其频率与阅读器发射频率相同，在电磁波的激励下，LC谐振电路产生共振，从而使电容内有了电荷，在这个电容的另一端，接有个单向导通的电子泵，将电容内的电荷送到另个电容内储存，当所积累的电荷达到2V时，此电容可做为电源为其它电路提供工作电压，将应答器的数据发射出去或接取阅读器的数据。4.识别装置工作流程图图3-3 识别装置

4、工作流程图四、 系统的软件设计本系统的软件部分分应答器编码和串口发送及阅读器解码、显示。由于整个系统功能较少，只有键识别和串口发送部分，单片机资源使用少，而MSP430作为十六位处理器运行速度快，CPU 有大量时间空闲，所以拨码开关数据采集使用循环方式，具有程序设计方便，便于调试等特点。串行发送使用MSP430单片机的UART1串口收发模块，其波特率设为1200bps,由系统的数据传输量小，为保证很好的识别率和正确率，所以选用了1200bps传输速率。采用串口来发送和接收，可利用串口的硬件特点：来保证在数据的正确率，或在此基础上进行相应处理则可以达到较好的抗干扰能力。使用I/O 模拟时序实现协

5、议来收发程序，具有收发可控，使用只有I/O口的低功耗单片机如MSP430F2121可实现更低功耗，但实现起来较复杂。因而选择了基于硬件的串行通讯来做为发送和接收硬件协议部分。I/O 显示程序：由于I/O口引脚有冗余，我们用一I/O的高低电平来控制一个显示灯。便于调试和程序编写。软件设计流程图如下图B-5所示： 图B-5五、 系统的测试方法与测试结果1.测试仪器 直尺、秒表2.识别率测试测试方法：固定阅读器，在其前方X cm处划一刻度。将应答器从侧面水平匀速移至.此刻度附近，当两线圈正对时，记录实验结果。实验数据如表B-1-1所示： 表B-1-1次数 距离 123456789105cm表示能识别

6、，表示没有识别由上表可知，系统的识别率在5cm-达100%，识别时间小于1秒。3.编码识别率测试测试方法与识别率测试相同 。实验数据如表B-1-2所示： 表B-1-2次数编码0000000101100011100010011111表示编码正确识别，表示编码错误识别。误码率测试结果分析:误码率和编码发送数据有关, 编码为0000 的误码率最高,编码为 1111 ,的误码率最低 ,同时在 2组编码 中,1 的个数相同的情况下 1位于首位出 比位于中间处的误码率低, 例:编码 1001 的误码率低于 0110 。误码率和应答器的移动速率成正比.相同应答编码时,移动速度快的应答器产生的误码率较大。误码

7、率和阅读器的功率成反比,当加大阅读器的功率后,误码率会有所下降,但不明显。误码率和应答器接近阅读器的方向没有太大关系,只要最后应答器的线圈和阅读器的线圈正对即可。附录附录一：源程序清单/*基于msp430x16x 单片机的发送程序。函数功能 ：通过串口发送从I/O采集来的数据。调用函数 ：PortInit（）; serialinit（）;完成日期 ：2007.9.5*/#include serial.hPort_1.hchar i,j;ivoid main（） unsigned char getch; unsigned char putch; / 发送拨号值, 4位的是,发两个相同的4位,拼成

8、8位 WDTCTL = WDTPW + WDTHOLD; PortInit（）; j=0; putch= 0; while（1） if（P1IN&BIT0）!=BIT0） putch = 0; / 为0 else putch = 1; /P2OUT&=BIT0; delay（15）;BIT1）!=BIT1） putch = putch; /P2OUT|=BIT0 else putch = putch + 2;BIT2）!=BIT2） putch = putch; /P2OUT|=BIT0; else putch = putch + 4;=BIT0；BIT3）!=BIT3） putch = pu

9、tch; else putch = putch + 8; /;P2OUT& putch = putch *16 +putch; delay（500）; putch =0;/ 发送完后重新设为0 基于msp430x16x 单片机I/O口初始化程序函数名称 ：void PortInit（void）初始化I/O口无 入口参数 ：无出口参数 ：msp430x16x.h P1SEL=0X00; P1DIR=0X00;基于msp430x16x 单片机初始化程序void delay（unsigned int v）延时unsigned int v while（v-!=0）;/* 针对MSP430F169 -M

10、PS430-TEST16X 外部时钟为32768HZ , 所以只有选ACLK, 所以只能选SSEL0 而9600为最高UART的速度（要快需换8MHZ OSC）*/ / Standard Equationsin430.hvolatile char FLAG=0;char CommRecDataOverflowFlag,FlagRecComm;unsigned char CommRecBufferHead, CommRecBufferTail;unsigned char CommRecBufferDB_RECMAXSIZE;unsigned char getch;char count=0;voi

11、d serialinit（void） ClearCommRecBuffer（）; P5SEL =0x00; P5DIR |=0x20; P5OUT |=0x20; P3SEL = 0xC0; P3DIR = 0x40; UCTL1 &= SWRST; UCTL1 |= CHAR; / 8-bit char, SWRST=1 UTCTL1 |= SSEL0; / UCLK = SMCLK UBR01 = 0x1b;/ 1200/0x0d;/;2400 0x03; / /9600 UBR11 = 0x00; UMCTL1 =0x03;/0x6b;/ ;0x4A; ME2 |= UTXE1+URXE

12、1; / Enabled UART1 TXD IE2=URXIE1; / Enable interrupts _EINT（）;#pragma vector=UART1TX_VECTOR_interrupt void uartT1（void） if （UTCTL1 & TXEPT ）=TXEPT ） U1TXBUF=0x55; #pragma vector=UART1RX_VECTOR_interrupt void uartR1（void） if （CommRecBufferTail=CommRecBufferHead） CommRecDataOverflowFlag=1; /接收缓冲区溢出 C

13、ommRecBufferCommRecBufferTail=U1RXBUF; /receive data CommRecBufferTail+; if （CommRecBufferTail=DB_RECMAXSIZE） CommRecBufferTail=0; FlagRecComm=1;char GetCommChar（unsigned char *ch） if （CommRecBufferTail=CommRecBufferHead） return 0; *ch=CommRecBufferCommRecBufferHead; CommRecBufferHead+; if （CommRecBufferHead=DB_RECMAXSIZE） CommRecBufferHead=0; if （CommRecBufferTail=CommRecBufferHead） FlagRecComm=0; return 1;void ClearCommRecBuffer（void） unsigned char i; CommRecBufferHead=CommRecBufferTail=0; for （i=0;iDB_RECMAXSIZE;i+） CommRecBufferi=0;