一種基于PSoC的無(wú)線(xiàn)靜載儀采集系統的設計

　　2系統硬件設計

　　2.1 CY8C24894可編程片上系統

　　CY8C24894是一種高速低功耗的芯片，內含的M8C處理器工作頻率最高可為24 MHz，工作電源為3．3 V或5 y。CY8C24894內含1個(gè)XRES引腳支持系統內串行ISSP編程和外部復位控制。并且，CY8C24894不需要外部晶振驅動(dòng)便可以開(kāi)始工作。CY8C24894包含7個(gè)lO端菅口：Port0、Polt1、Polt2、Port3、Port4、Port5 和 Port7，共49個(gè)GPIO。模擬系統包括2列6個(gè)可編程模擬模塊和模擬互聯(lián)邏輯，數字模塊包括1行4個(gè)可編程數字模塊和數字互聯(lián)邏輯，另CY8C24894片上還集成了16 KB的Flash程序存儲器，1 KB的SRAM數據存儲器。

　　可編程片上系統CY8C24894集成了全速USB通信模塊、2個(gè)帶32位累加的高速8位乘法器、多個(gè)SPI主、從設各、6～14位模數A／D轉換器、濾波器、最大增益為48的可編程增益放大器PGA、6～9位模數D／A轉換器、電壓比較器等片上資源。

　　2.2無(wú)線(xiàn)模塊

　　射頻芯片采用CYRF7936芯片，為40引腳的QFN封裝芯片。工作的ISM頻段為2．4 GHz～2 483 GHz，工作電壓為1．8 V～3．6 V，支持速度為4 MHz的sPI微控制器接口，需外接12 MHz的晶振。

　　CyFi無(wú)線(xiàn)射頻技術(shù)是Cypress公司2008年底提出的面向嵌人式控制領(lǐng)域的一款低成本＼低功耗、高可靠性的無(wú)線(xiàn)射頻解決方案，工作于無(wú)許可限制的2，4 GHz［SM頻段。CyFi無(wú)線(xiàn)射頻解決方案由PSoC控制核心、無(wú)線(xiàn)射頻收發(fā)器和CyFi星型網(wǎng)絡(luò )協(xié)議棧組成。PSoC可編程片上系統包含了CyFi星型網(wǎng)絡(luò )協(xié)議棧預配置固件用戶(hù)模塊，并以源代碼的形式提供了全部應用程序的接口，總共只需8個(gè)API指令便能完成設計。CyFi收發(fā)器輸出功率高達＋4 dBm，接收靈敏度高達－97 dBm，能實(shí)現跳頻傳輸和DSSS調制抗干擾，并能根據鏈接管理需求，自動(dòng)調節傳輸數據速率，以1 Mbis、250 kb／s或125 kb／s的速率進(jìn)行通信。

　　2.3傳感器模塊

　　本設計中位移子節點(diǎn)采用巖土工程監測中常用的數字容柵式位移傳感器MS50，其分辨率為0．01 mn1，精度為±0 03 min，電子容柵式位移傳感器MS50的輸出信號如圖2所示，分為CLK和DATA兩路信號進(jìn)行傳輸⊙由示波器檢測輸出信號可知：信號的頭尾為標志位，且為4位高電平值。位移傳感器MS50每250 Ins傳輸一幀48位的數據包，這個(gè)數據包由各分為24位的兩組數據組成。其中，后一組數據為前一組數據減去基準零值后的差值，即為前一組數據的倒相輸入。

　　圖2位移傳感器輸出信號格式

　　MS50傳感器的輸出時(shí)鐘頻率為90 kHz，出現標志位后，時(shí)鐘信號第一次有電平向下跳變時(shí)，開(kāi)始讀取數據信號上的信息，直到尾部標志位出現為止。采集到的數據經(jīng)過(guò)轉換后，輸出DATA和CLK兩個(gè)信號，供CY8C24894讀取。