基于MSP430和nRF905的塔吊無(wú)線(xiàn)遙控系統

3 系統軟件設計

　　系統軟件包括發(fā)射器和接收器軟件。發(fā)射器和接收器軟件的功能劃分對遙控系統性能的影響很大，為提高系統可靠性，加快緊急故障出現時(shí)的恢復速度，所有控制的邏輯處理全部在發(fā)射器中實(shí)現，發(fā)射器的發(fā)送采用定時(shí)發(fā)送和中斷發(fā)送兩種方式：當有按鈕動(dòng)作時(shí)，用中斷方式發(fā)送，在隨后的時(shí)間內按定時(shí)方式發(fā)送。接收器僅實(shí)現信號接收、譯碼和驅動(dòng)輸出，當連續3次收不到信息時(shí)，接收器自動(dòng)關(guān)閉所有輸出，恢復初始狀態(tài)。這樣做的優(yōu)點(diǎn)是：

　?。?） 對發(fā)送器的按鈕控制的捕捉可靠。當中斷信號萬(wàn)一丟失時(shí)，接收器失去控制而保持原來(lái)狀態(tài)，但隨后的定時(shí)發(fā)送的控制信息會(huì )作出相應的控制。

　?。?） 當射頻信號受到干擾或發(fā)射器出現故障而使接收器收不到控制信息時(shí)，接收器自動(dòng)關(guān)閉所有輸出而恢復初始狀態(tài)，防止事故的擴大，同時(shí)可實(shí)現發(fā)射器關(guān)閉或電能不足時(shí)，接收器自動(dòng)關(guān)機.

　　3. 1 發(fā)射器軟件

　　發(fā)射器剛上電時(shí)，完成的初始化主要包括： I/O端口初始化、無(wú)線(xiàn)芯片配置、打開(kāi)定時(shí)器和I/O 中斷使能。其余的功能主要在定時(shí)中斷和I/O中斷服務(wù)子程序中實(shí)現。中斷服務(wù)子程序的主要功能為：判斷各按鈕的狀態(tài)、按鈕狀態(tài)編碼、編碼狀態(tài)發(fā)送。MSP430微控制器和nRF905通過(guò)SP I口通訊的處理流程如下：

　?。?） 微控制器有數據要發(fā)送時(shí)通過(guò)SP I接口，按時(shí)序把接收機的地址和要發(fā)送的數據送傳給nRF905;

　　（2） 微控制器置高TRX _CE 和TX _ EN, 激發(fā)nRF905的ShockBurstTM發(fā)送模式；

　　（3） nRF905 按ShockBurstTM 發(fā)送： ①射頻寄存器自動(dòng)開(kāi)啟； ②數據打包（加字頭和CRC校驗碼） ;③發(fā)送數據包； ④當數據發(fā)送完成時(shí)，數據準備好引腳被置高。

　?。?） AUTO_RETRAN被置高， nRF905不斷重發(fā)，直到TRX_CE被置低；

　　（5） 當TRX_CE被置低， nRF905發(fā)送過(guò)程完成，自動(dòng)進(jìn)入待機模式。

　　發(fā)射器流程圖，如圖3所示。

圖3 發(fā)射器主程序流程圖

3. 2 接收端軟件

　　接收器上電初始化主要包括： I/O端口初始化、無(wú)線(xiàn)芯片配置、打開(kāi)定時(shí)器和I/O中斷使能、繼電器輸出使能。其余的功能主要在I/O 中斷服務(wù)子程序中實(shí)現。nRF905進(jìn)入接收模式后，不斷監聽(tīng)接收信號。當收到載波信號時(shí)，發(fā)出CD中斷信號；當接收地址正確時(shí)，發(fā)出AM中斷信號；當接收數據正確時(shí)， nRF905自動(dòng)移去字頭、地址和CRC校驗位，然后把數據準備好引腳置高，發(fā)出DR中斷信號。微控制器中斷服務(wù)子程序通過(guò)SP I口讀取所實(shí)現的主要功能為：判斷各按鈕的狀態(tài)、按鈕狀態(tài)編碼、編碼狀態(tài)發(fā)送。MSP430微控制器通過(guò)SP I口讀取nRF905內的數據，接收端主程序流程圖，如圖4所示。

圖4 接收器主程序流程圖

　　4 結束語(yǔ)

　　本系統采用超低功耗MSP430單片機和低功耗無(wú)線(xiàn)收發(fā)芯片nRF905實(shí)現了塔吊無(wú)線(xiàn)遙控系統。系統采用了軟件編碼和硬件譯碼的方式、系統發(fā)射器采用定時(shí)掃描、接收器采用無(wú)記憶輸出控制方式以及電氣互鎖等技術(shù)，提高了系統的可靠性和抗干擾能力，系統可廣泛應用于塔吊等一般工業(yè)遙控系統中，該系統的功能在實(shí)踐中得到了應用與驗證。