基于CC1100的新型无线投票表决器设计与实现

基于CC1100的新型无线投票表决器设计与实现
作者：刘洋吴杨李泽健
来源：《现代电子技术》2010年第07期
摘要:目前,在机关、学校和企事业单位会议中,经常要对某些议案进行表决以及对集体或者个人进行不记名民主测评。

为此,需要研制一种无线会议表决系统,该系统要具有无需安装布线,适用于任何会场而不改变会场原始装修风格,并具有功耗低、功能强、可靠性高和使用方便等优点。

为此,设计了一种基于MSP430F135单片机和CC1100的无线表决系统,在各种机关和企事业单位中有很高的推广和应用价值。

简要介绍了MSP430135芯片以及射频模块CC1100的功能和特点,详细分析了该系统的电路组成和软件结构。

关键词:MSP430; CC1100; 无线通信; 投票表决器
中图分类号:TP29 文献标识码:A
文章编号:1004-373X(2010)07-0071-02
Design and Implementation of New Wireless Voting Machine Based on CC1100
LIU Yang, WU Yang, LI Ze-jian
(Reserve Officers′ Selecting and Training Office of PLA Positioned in Xidian University, Xi’an 710126, China)
Abstract: Nowadays,people often put some proposals to vote or evaluate a community and individual anonymously in a meeting which is held by a certain government, school, enterprise or public institution. Therefore, it is necessary to develop a wireless voting machine which is available for any meeting places without changing their original decorating style. What′s more, it is convenient to use and has low power consumption, strong function and high reliability. Consequently, this machine designed on the foundation of MSP430F135 and CC1100 is widely promoted and used in all the governments and institutions. The function and characteristics of chip MSP430F135 and RF module CC1100 are introduced. The network composition and software structure are also analysed in detail.
Key words: MSP430; CC1100; wireless communication; voting machine
在无线技术的推动下,无线表决技术也日趋成熟和完善,并得到了广泛应用。

分析了无线收发一体芯片CC1100芯片的应用特点,制定了适合无线表决器网络的通信协议并分析了整个无线
通讯数据的收发过程最后在理论分析的基础上,给出了具体的硬件设计和软件设计要点。

经实用表明,该系统能够满足无线投票的需要,并具有可靠性高和易扩展的特点[1,2]。

1 系统组成和功能
无线表决系统的组成如图1所示。

系统由不多于255台便携式表决器、一台主控制装置和一台PC机以及大屏幕显示器组成[3-6]。

无线表决系统用于完成表决信息的采集、处理和显示。

它主要由主控制装置、表决器和PC机三部分组成,其中PC机通过RS 232接口和主控制装置相连,主要完成向主控制装置发出各种指令以及收集由主控制装置上传的有关表决器状态和最终表决结果的信息,并显示表决结果。

主控制装置主要完成接收从PC发出的指令以及射频卡读卡器读取的信息,再根据各指令通过无线模块部分向表决器发出相应的命令。

当表决器执行相应的指令之后,主控制装置再负责将收集到的表决器状态或表决结果上传给PC,至此完成整个表决过程。

表决器则通过无线模块部分接收来自主控制装置的指令,并通过无线模块部分向主控制装置上传表决器状态和表决结果等信息。

图1 无线投票表决系统模型图
2 系统硬件设计
2.1 主控制装置硬件设计[7]
本控制器主要基于低功耗、低成本、微型化及使用方便的设计思想。

所以对各部分模块的选型进行详细的分析、对比,最终选用TI 公司的16位RISC单片机MSP430F135 作为主处理器,选用TI 公司的CC1100 作为无线数据传输芯片,选用MAX232CPE作为RS 232接口电路芯片,同时应用射频卡读卡器模块。

框图如图2 所示。

图2 系统框图
2.1.1 单片机控制电路[8,9]
主控芯片MSP430F135单片机主要完成通过MAX232CPE接口芯片接收PC的指令和向PC发送表决结果、通过CC1100无线模块向表决器发送指令和接收表决器的表决信息并对表决信息进行统计。

2.1.2 CC1100无线模块[1,2,10]
CC1100主要特点是:体积小(20引脚,QLP 4 mm×4 mm)、接收灵敏度高(1.2 Kb/s下110 dBm)、速率可编程(1.2～500 Kb/s)、工作电压低(1.8～3.6 V)、功耗低(15.4 mA/433 MHz/1.2
Kb/s,1.8 μA的待机电流,待机模式下的启动时间仅为0.3 ms)、在所有频段输出功率高达+10 dBm、高效的SPI接口、数字RSSI(接收信号强度指示)输出。

2.1.3 RS 232接口电路
主控制装置通过RS 232接口与PC机连接,主要完成从PC机接收指令和向PC机发送表决器的状态以及表决结果等信息。

本设计选用MAX232CPE作为RS 232接口电路芯片。

2.2 表决器硬件设计
表决器硬件主要包括单片机控制电路、无线模块、拨码开关电路和按键电路等组成。

其中单片机控制电路和无线模块的选型原则和类型与主控制装置相同。

拨码开关电路用来设定表决器的地址。

按键电路用来检测表决意见。

表决器框图如图3所示。

3 系统软件设计
3.1 主控制装置软件设计
主控制装置的软件采用了程序结构化和功能模块化设计方法。

软件包括主程序及各任务子程序。

主程序是一个无限循环的查询程序,它通过查询串口判断有无来自PC 的指令和轮寻信道接收来自表决器的表决结果信息。

然后根据查询结果执行相应的各任务子任务包括表决器准备、表决器结束、表决器测试、主控制装置接收最大序号、主控制装置向PC 机上传准备就绪的表决器编号等。

主程序流程图如图4所示。

图3 表决器框图
图4 主程序流程图
3.2 表决器软件设计
表决器的软件主程序也是一个无限循环的查询程序,它通过查询有无来自主控制装置的命令,然后根据指令执行相应的各任务子任务包括向主控制装替传送表决器状态和表决结果等。

主程序流程图结构与图4相同。

3.3 PC机软件设计
PC机软件利用VS2005提供的SerialPort串行通信控件来完成。

SerialPort控件提供了一系列标准通信命令的应用接口,利用它可以通过串口连接到主控制装置的接口芯片
MAX232CPE。

系统的主界面如图5所示。

图5 系统主界面
4 结语
该设计实现了基于MSP430F135和CC1100的无线表决系统的主控制装置和表决器的软硬件,并利用Microsoft Visual Studio 2005实现了系统PC机软件的设计,同时用非接触式射频卡储存个人信息,省时省力,在平时民主测评中以及其他相应场合的应用前景非常广泛。

参考文献
[1]孙维明,石江宏,陈岳林.可编程RF收发器CC1100的原理及开发[J].国外电子元器
件,2007(9):40-42.
[2]李丽军,王代华,祖静.基于CC1100的无线数据传输系统设计[J].国外电子测量技
术,2007,26(12):42-45.
[3]沈建华.MSP430系列16位超低功耗单片机原理与应用[M].北京:清华大学出版社,2004.
[4]杨颂华,冯毛官.数字电子线路基础[M].西安:西安电子科技大学出版社,2004.
[5]傅丰林.低频电子线路[M].北京:高等教育出版社,2003.
[6]王晓利.低功率RF收发器在无线耳机通信方面的应用[J].现代电子技术,2004,27(2):53-54.
[7]王丽娟,徐军,戴宝华,等.C程序设计[M].西安:西安电子科技大学出版社,2000.
[8]王育民,李晖,梁传甲.信息论与编码理论[M].北京:高等教育出版社,2005.
[9]何缓,王积勤.射频电路PCB设计中应注意的有关问题[J].电力系统通信,2003,24(6):50-52.
[10]宫洁,张新莲.无线射频收发模块对大楼防火防盗系统的开发[J].北京化工大学学报:自然科学版,2003,30(4):98-101.。