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1、基于SPI总线的无线数据传输系统设计摘要: 通过基于SPI总线的无线数据通信设备，利用无线数据收发芯片nRF905和51单片机STC89C52RC进行设计，给出了无线数据传输系统框图和软硬件设计。介绍了SPI总线结构、NRF905无线射频芯片及一种基于单片机模拟SPI接口的方法，使没有SPI接口的单片机扩展为带有SPI接口的外围芯片成为现实。对如何通过SPI实现对nRF905的配置，并利用C语言实现该功能做了探讨。最后对待发送数据进行发送，接收端对数据进行接收显示，从而实现了该无线数据传输系统，实验表明该设备具有准确有效的数据传输功能。1 系统总体结构文中利用51单片机和无线数据收发芯片nRF
2、905构成无线数据传输系统，给出了硬件和软件设计方案。其数据传输过程是：从传感器输入的模拟信号经AD采集后，将数据输入单片机，然后单片机将该发送数据，通过SPI接口发送给nRF905，nRF905将数据自动加上前导码和CRC码后将数据包发送。当接收端的nRF905接收到有效数据后，DR置高；单片机检测到DR为高电平后，复位TRX_CE引脚，使nRF905进入空闲模式，通过SPI接口从nRF905中读出接收数据，然后通过串口在上位机显示。文中主要介绍的是51单片机软件模拟SPI和无线数据收发这两个部分。图1是该系统的总体结构框图。2 SPI总线SPI(Serial Peripheral Inte
3、rface串行外设接口)总线系统是一种同步串行外设接口，它可以使MCU与各种外围设备以串行方式进行通信以交换信息。该接口一般使用4条线：串行时钟线(SCK)、主机输入从机输出数据线MISO、主机输出从机输入数据线MOSI和低电平有效的从机选择线SS。可见SPI总线只需要少数的几根线，就可以实现与具有SPI总线硬件接口功能的各种器件进行通信，并且用SPI总线接口简化电路设计，节省许多IO口线供其它功能使用，提高了设计的可靠性。而对于一些不具有SPI硬件接口的器件，可以用IO口线来模拟SPI。由于nRF905射频收发模块是通过SPI接口由MCU控制的，而采用不具有SPI接口的单片机，只能通过单片机
4、的IO口来模拟SPI总线接口，实现无线通信系统的设计。这样当传输速度要求不是太高时，使用IO口模拟SPI总线，既可以增加应用系统接口器件的种类，同时还提高系统的性能，节约成本。3 nRF905无线收发芯片nRF905是挪威Nordic VLSI公司推出的单片射频收发器，工作电压1936 V，工作于433868915MHz这3个ISM频段，频道转换时间650s，最大数据速率为100kbits。nRF905由频率合成器、接收解调器、功率放大器、晶体振荡器和GFSK调制器组成。自动产生前导码和CR校验码，可以很容易通过SPI接口进行编程配置。外围器件连接简单，无需外部SAw滤波器。nRF905有两种
5、工作模式和两种节能模式。两种工作模式分别是ShockBurst TM发送模式和ShockBurst RM接收模式，两种节能模式分别是掉电和SPI编程模式，Standby和SPI编程模式。nRF905的工作模式由TRX_CE，TX_EN，PWR_UP这3个引脚的设置来决定。4 nRF905和STC89C52RC的硬件连接电路nRF905具有标准的SPI硬件接口，对于不带SPI串行总线接口的STC89C52RC单片机来说，可以使用软件来模拟SPI的操作。单片机和NRF905的对应接法是：P16接MISO，P15口接MOSI，Pl.7口接SCIOCK，P1.3接CSN。选用单片机的P1.5模拟数据输
6、出端MOSI；Pl.6模拟数据输入端MISO P1.7模拟SCK的输出端；P1.3模拟从机选择端CSN，由程序清零此IO口，使得与它通信的NRF905做从机。采用SPI的进行数据传送时，在SCK的每个下降沿将89C52配置NRF905的命令和数据通过MOSI引脚移入，在SCK的每个上升沿将欲传给89C52的数据从MISO引脚移出。所以，这里将串行时钟输出口P1.7的初始状态设置为低电平，选通从机，即P1.3=0低电平后，再置P1.1为高电平。这样，89C52在输出1位SCK时钟的同时，将使NRF905中数据串行左移，从而输出1位数据至89C52的P1.6口，此后再置P1.7为0，使89C52从
7、P1.5输出1位数据至NRF905，至此结束了模拟1位数据的传输。按上述步骤循环8次，即完成通过SPI总线传输1 bit的操作。nRF905有5个内部寄存器，分别是状态寄存器、RF配置寄存器、发送地址寄存器、发送数据寄存器和接收数据寄存器，这5个寄存器都是通过89C52软件模拟的SPI接口来配置的。除了对寄存器进行配置外，89C52还要对nRF905的工作模式进行切换控制。5 电源电路设计本系统使用两个电源，单片机STC89C52RC使用5 V电源，NRF905采用33 V电源进行供电，然后把STC89C52RC和NRF905共地，否则会出现无法传输数据。其中转换芯片分别使用AMSlll7-5
8、0转5 V芯片和AMSl117-33转33 V芯片电路图，如图3所示。电源电路使用220 V的交流电适配器输出的9 V直流，经C1滤波进入AMSlll7-50，然后在输出端接一个100F的电容进行滤波去耦，从而得到5 V直流电压供单片机使用；然后5 V电压接入下一级AMSlll7-33电源转换芯片，输出33 V供NRF905使用。6 软件设计的C语言实现对于发送端，首先进行IO口和SPI接口初始化，然后对nRF905的寄存器进行配置并且初始化各个接口，经过初始化，处理完采集好的数据，设置nRF905为发送模式，调用发送代码，延时一段时间，等待数据发送完毕；同理在接收端也执行相同的初始化，不同的
9、只是初始化完毕后，把nRF905模块设置成接收模式，然后调用接收程序。最后通过串口在上位机进行显示。7 实验分析文中对其软硬件进行了设计和调试，构建了基于SPI无线通信系统平台。实验证明，通过该系统无线测试板壳应力，在nRF905发射模块端，敲打板壳使之发生形变，再用应变仪传感器测得其形变的电压值，在数据发射之前对此模拟信号进行AD采集，并通过无线发射模块把采集到的数据发射出去；同时先在离发射模块相距50 m的位置放置一个接收模块，接收发射数据并显示。然后间距每进行一次实验后增加50 m。以此判断它们在保证信号传输稳定情况下的最远传输距离。测得最佳结果在相距350 m以内的楼宇之间，数据传输稳
10、定。超过350 m时，数据显示出现时显时无的现象。表1是在300 m左右实际测得的几组应变值。8 结束语文中介绍了用SPI总线接口进行数据传输的实现方法，采用nRF905射频收发芯片和STC89C52RC单片机设计了无线数据传输系统，完成硬件电路和系统软件调试后，进行了无线数据收发实验。实验过程是通过应变仪传感器测板壳形变得到的模拟信号，经AD采集后产生要发送的数据，然后对其进行发射、接收和显示。实验结果表明，在相距350 m的楼宇之间通信，该无线传输系统工作稳定，接收和发射的数据完全相同，这表明该系统能实现数据的有效传输，具有高速、抗干扰能力强等优点。( 电力安全月工作总结电力安全月工作总结
11、电力安全月工作总结 2011年3月1日至3月31日为我公司的安全生产月，*变电站围绕;夯实基储提高素质、树立标杆、争创一流;的主题，开展了丰富多彩、形式多样的具体行动：通过看板形式宣传安全第一、预防为主的方针；通过48+4的学习机会，进行安全生产大讨论；通过安全活动进行查找本站的隐患的活动，电力安全月工作总结。形成了;人人学会安全，层层尽责保证安全;的良好氛围，使我站的安全生产工作又上了一个新的台阶。本站安全生产月活动具体工作如下： 1.开展安全月活动宣传工作，大家坐在一起讨论活动的主题、学习实施纲要、讨论各个实施阶段的活动安排。深刻反思11.3事故，汲取事故教训，每人写了一份11.3事故反思
12、，并对本站的安全管理、记录报表、规章制度、培训工作、事故隐患每个值班员都谈了自己的看法和建议，对站内管理每个人都倾注了最大的热情，可见11.3对每一个值班员的触动是刻骨铭心的，安全月的必要开展对变电站各项工作的促进，尤其对值班员安全意识、主人翁精神的影响最为深刻。 2.深入开展安全生产大检查活动。在安全生产整顿周活动的基础上，结合秋季安全大检查，进一步查摆了本站安全生产的隐患，特别是各种规章制度的建立、健全、完善和执行情况，对现场运行规程从全面、具体和针对性上进行了修订；制定全站停电的反事故预案，制定低温天气和防冰闪的反事故措施，进行现场演练。当前正处年底收关和人员调整后的敏感时期，人员思想浮
13、动大，而且本站正在进行新母差与新间隔投运的准备工作，施工人员多，施工人员安全意识和安全防范技能较低，是近阶段我站安全运行的一大隐患，我们会同工作负责人一起讨论施工过程中的存在和潜在的危害，并有针对性地制定防范了措施，保证了施工安全的进行。针对人员素质参差不起，安全意识高低不同，我们制定了*站考核细则，制定措施, 明确职责和工作程序，对任何可能发生的情况做了充分的准备工作。 3.利用交接-班的时间，我们查找本站存在的隐患，实行分片分区，责任到人，对查找到的隐患汇总分析，能自己解决的我们都及时认真地消除，对我站能力不足不能解决的，我们纳入工区的职业安全健康体系，由工区负责解决，工作总结电力安全月工
14、作总结。该报缺陷的上报缺陷，该报危害辨识的报危害辨识，使站内所有设备、所有工作、所有危险点在控、可控、能控。 4.对在本月进行的工作、操作等，我们编制事故预案，如220KV母差保护更换的准备工作和悬垂刷涂工作， 除了工区安排跟踪外，站内根据人员新调整、新人员对设备不熟悉的现状，三班改为两班，加强值班力量， 保证了各项工作的顺利完成。为防止意外发生，我们共同讨论制定出了在工作期间母线故障的反事故预案。 5.每个班利用晚饭后的时间讨论检查了我站在遵章守制方面还存在哪些差距，现有规程制度能否满足现场规范化、标准化工作需要，并在站内宣读并实施了*站考核细则，按照个人能力分为12大员管理站内事务，规定每
15、个值班员必须按照规章制度工作，否则就严格考核。在个人专业技能与岗位要求存在的差距，站内按人所需制订培训计划，建立心智加油站和个人提升计划的培训平台进行培训。工作日志、检修记录、安全活动、安全用具记录、缺陷记录等班组记录已经和工区进行交流，完善纪录格式。 6.对全站值班员进行电力安全工作规程、本岗位安全职责、工作中的危险点辨识和防范措施及相关专业的规程制度等的培训，选派两名值班员参加工区举办的安规比赛，锻炼值班员具备工作所要求的安全生产技能，熟知各项工作的危险点及防范措施； 7.完善三票管理制度，针对本站实际按照运行工区职业安全健康管理体系实施;三票;管理制度，内容完善；;三票;按照规定执行，严
16、格执行倒闸操作;六关;制度（操作准备关、接令关、操作票填写关、核对图板关、操作监护关、质量检查关）；;三票;的填写及执行情况良好。;三票;管理制度健全，制定了;三票;合格评价标准和考核规定；;三票;合格评价符合标准要求，对发现的问题能及时提出改进措施，有记录可查；定期对;三票;的执行情况进行统计、分析和考评。 8.重温沧州供电公司运行管理标准及运行相关管理规定。完善我站的综自站的管理规定，并制定措施严格执行。查找五防系统管理和软件缺陷，及时上报，并请厂家销缺。查找现场防误闭锁装置的运行情况，缺陷及时报告；建立起完善解锁钥匙的管理制度，严格执行；严格执行操作监护制度，重新修改操作密码，严格密码管理，使操作监护制度的执行从小操作就具备条件。 9.对继电保护及自动装置进行全面检查，核对保护装置定值
