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串口现场评分系统的研制

• 3.1 PC管理软件

  PC管理软件采用结构化语言编程VB，主要分为信息管理、用户管理、成绩管理、终端管理、比赛信息设置、比赛管理以及帮助7大功能。图4为主操作界面，编程的主要难点在于通讯控件MSComm和面向数据库访问控件Adodc。前者负责实现PC与终端通信，通过对控件属性的设置，可以提高编程效率，简化编程，后者是微软公司提出的最新数据访问技术，它被设计用来同新的数据访问层OLE 片式电感器DB Provider一起协同工作，以提供通用数据访问,在本设计应用中，包括对信息的查询、删除和修改，采用SQL（结构化查询语言）编程，通过SQL完成复杂的数据库操作，而无需考虑如何操作数据库的底层细节。

  
  图4 PC管理主机端操作界面

  3.2 终端应用软件

  终端应用软件包括主程序模块、LCD显示模块、串口中断服务模块、按键处理模块、EEPROM读写模块等。主程序首先关闭全局中断，然后进行各部件的初始化，包括初始化LCD显示界面,复位HD7279A,初始化DS1302和串口,设置定时器时间常数和工作方式,最后打开串口中断. 初始化完毕后进入循环刷新时间显示和查询按键，一旦检测到有效按键，即进入键盘服务子程序。PC机与终端机是通过串口实现信息交换的，通信的准确性是系统中必须解决的最关键问题。通信双方的波特率直接关系到通信的可靠性与准确性，考虑到定时器时间常数的计算准确性，晶振频率选择11.0592MHz。

  一体电感4无线通讯的实现

  PC管理机和评分终端两者除了RS-232串口有线通讯外，在两者的RS-232串口上各加入一个无线通讯模块，则可实现主机与终端机之间的无线通讯。无线通讯模块主要由nRF2401单片射频收发芯片构成，工作于2.4～2.5GHz ISM频段，芯片内置频率合成器、功率放大器、晶体振荡器和调制器等功能模块，输出功率和通信频道可通过程序进行配置。芯片能耗非常低，以-5dBm的功率发射时，工作电流只有10.5mA，接收时工作电流只有18mA，多种低功率工作模式，方便节能设计。nRF2401适用于无线数据传输系统等多种无线通信的场合。在本系统中取代原RS-232串口的有线通讯数据传输。nRF2401内置地址解码器、先入先出堆栈区、解调处理器、时钟处理器、GFSK滤波器、低噪声放大器、频率合成器，功率放大器等功能模块，需要很少的外围元件，因此使用起来非常方便。QFN24引脚封装，外形尺寸只有5×5mm。 nRF2401的功能模块如图5所示。

  在本系统中无线通讯模块工作在ShockBurstTM收发模式下，使用片内的先入先出堆栈区，数据低速从微控制器送入，但高速(1Mbps)发射，这样可以尽量节能，因此，使用低速的微控制器也能得到很高的射频数据发射速率。与射频协议相关的所有高速信号处理都在片内进行，这种做法有三大好处：尽量节能；低的系统费用(低速微处理器也能进行高速射频发射)；数据在空中停留时间短，抗干扰性高。nRF2401的ShockBurstTM技术同时也减小了整个系统的平均工作电流。

  
  图5 nRF2401无线通讯模块

  在ShockBurstTM收发模式下，nRF2401自动处理字头和CRC校验码。在接收数据时，自动把字头和CRC校验码移去。在发送数据时，自动加上字头和CRC校验码，当发送过程完成后，数据准备好引脚通知微处理器数据发射共模电感完毕。ShockBurstTM发射流程使用接口引脚为CE，CLK1，DATA： 当微控制器有数据要发送时，其把CE置高，使nRF2401工作；把接收机的地址和要发送的数据按时序送入nRF2401； 微控制器把CE置低，激发nRF2401进行ShockBurstTM发射； nRF2401的ShockBurstTM发射( 给射频前端供电； 射频数据打包即添加字头和CRC校验码； 高速发射数据包；发射完成，nRF2401进入空闲状态。) ShockBurstTM接收流程使用接口引脚CE、DR1、CLK1和DATA(接收通道1)：配置本机地址和要接收的数据包大小；进入接收状态，把CE置高；200us后，nRF2401进入监视状态，等待数据包的到来；当接收到正确的数据包(正确的地址和CRC校验码)，nRF2401自动把字头、地址和CRC校验位移去；nRF2401通过电感器厂家把DR1(这个引脚一般引起微控制器中断)置高通知微控制器；微控制器把数据从nRF2401移出；所有数据移完，nRF2401把DR1置低，此时，如果CE为高，则等待下一个数据包，如果CE为低，开始其它工作流程。

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