基于红外传感器的高压断路器状态在线监测系统设计.doc

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1、 目录摘要IABSTRACTII1引言12高压断路器22.1 高压断路器简介22.2 高压断路器用途23 测量原理33.1 温度测量原理33.2红外传感器43.2.1红外传感器简介43.2.2 红外传感器工作原理43.3 断路器触头行程测量原理44 硬件设计64.1主控部分设计64.2温度测量部分设计64.3行程监控部分设计84.3.1CPLD内部电路设计94.3.1.1信号处理原理及电路设计94.3.1.2CPLD数据、地址锁存及内部总线电路设计104.3.1.3无线通信单元硬件设计114.4无线通信单元硬件设计124.5上位机通讯单元硬件设计135 软件设计155.1温度、形成测量软件设计

2、155.1.1主程序设计155.1.2温度测量软件设计155.1.3行程监控软件设计165.2无线通讯软件设计195.3上位机串行口通讯软件设计275.4通讯单元软件设计29结论36致谢37参考文献38附录39A1.1测量模块原理图39A1.2 通讯模块原理图40摘要断路器在电力系统中担负控制和保护的重要任务，其运行直接影响着整个电力系统的稳定性和可靠性。断路器的在线监测是断路器状态检修的前提和关键。随着传感器技术和信号处理技术的发展，使得断路器一些原本不容易在线监测的状态量的监测得以实现。本文阐述了断路器现有在线监测技术的发展，介绍了断路器状态量的种类，在采纳前人设计理念的基础上，设计了基于

3、无线通信的断路器触头温度、行程在线监测系统，该系统由温度、行程测量模块和上位机监控模块两个部分组成。温度、行程测量模块采用红外温度传感器和增量式光电编码器，实现了非接触式测量断路器触头温度、行程。上位机监控模块由监控程序和通信单元组成，监控程序设定断路器温度测量周期，收集断路器触头的温度数据；并响应断路器分、合闸信号，收集动触头行程数据。另外上位机与测量模块之问采用无线射频方式传输数据，免去了温度、行程测量模块与上位机之间控制电缆的连接。本文所设计的断路器触头温度、行程在线监测系统通过仿真实验，能够实现断路器触头温度、行程的测量以及上位机与温度、行程测量模块之间的无线数据传输。关键词：断路器,

4、在线监测,触头,温度,行程,无线通信AbstractResponsible for circuit breakers in the power system control and protection of important tasks, which run directly affect the entire power system stability and reliability. Line circuit breaker circuit breaker status monitoring is a prerequisite and key maintenance. As the

5、sensor technology and signal processing technology, makes some of the original circuit breaker is not easy to state the amount of online monitoring of the monitoring can be achieved. In this paper, the existing circuit breaker line monitoring technology, introduces the state variable circuit breaker

6、 type, in the adoption on the basis of the previous design, the design of the circuit breaker based on wireless communication contact temperature, trip-line monitoring system, the system consists of temperature measurement module visit and PC monitor module composed of two parts. Temperature, the tr

7、ip using infrared temperature sensor measurement module and incremental optical encoder, to achieve a non-contact temperature measurement circuit breaker contacts, trip. PC monitoring module by the control procedures and communication modules, monitor the temperature measurement period set the circu

8、it breaker, breaker contact of the temperature data collected; and respond to the breaker points, closing signal, the moving contact travel data collection. Another measurement module of the PC and asked the use of radio frequency transmission of data, eliminating the need for temperature and stroke

9、 measurements between the control module and PC cable connection. Contact breaker designed this temperature, trip-line monitoring system simulation experiment, to achieve circuit breaker contact temperature measurement and PC stroke and temperature, stroke measurements of wireless data transmission

10、between modules.Key Words：Circuit Breaker,on-line minitoriContactg,Tempurature,Travel,Wireless Commnunication-40-1引言我国从50年代开始，几十年来一直根据电力设备预防性实验规程的规定对电力设备进行定期的停电实验、检修和维护。定期实验存在一定的不足，不能及时发现设备内部的故障隐患，而且停电试验施加于运行电压的试验电压，对某些反映也不够灵敏。随着电力系统朝着高电压、大容量的方向发展，停电事故给生产和生活带来的影响及损失越来越大，因此保证电力设备的安全运行越来越重要，而定期的停电实验、检

11、修和维护已经不能满足电力系统发展的需要，迫切需要对电力设备运行状态进行实时的在线监测，根据其状态量的长期监测数据，及时反映断路器各功能部件的可靠程度，以便预防措施，避免停电事故发生。进入80年代以来，电力设备在线监测技术发展很快，绝大多数变电站设备及发电机、电缆、线路绝缘子等都有在线监测项目。随着电子技术的进步和传感器技术、光纤技术、计算机技术、信息处理技术等的发展和向各领域的渗透，系统监控技术中广泛应用了这些先进的科研成果，使在线监测技术逐步走向实用化阶段。与预防性实验相比，在线检测系统采用更高灵敏度的传感器以采集运行中设备绝缘劣化的信息，信息量的处理和识别也依赖于有丰富软件支持的计算机网络

12、，不仅可以把某些预试项目在线化，而且还可以引进一些新的更真实反映设备运行状态的特征量，从而实现对设备运行状态的综合诊断，促进电力设备由定期实验向状态检修过度进程。在线监测技术的开发，推动了电力设备运行维护水平的提高，减少了维护人员的劳动强度，对部分设备采用根据监测结果确定停电检修周期的方法，为从预防性实验向状态检修方向过度积累了经验。另一方面，由于引进了先进的电子技术、信息处理技术，使得在线检测技术更具有先进性、实用性，推进了电力设备绝缘监督方法的革新。在线监测技术的开发和应用，提高了运行管理的智能化程度，加快了设备运行状态的信息反馈，缩短了故障判断和处理时间，提高了工作效率，减少了因停电造成

13、的经济损失，并为实现无人值班变电站创造了条件。断路器是电力系统中最重要的设备之一，肩负着控制和保护的双重任务，即能根据电网的需要进行电力设备及线路的投切，以及当电力设备或线路发生故障时，能将故障部分迅速从电网中切除，以保证电网无故障部分的可靠运行。2高压断路器2.1 高压断路器简介高压断路器(或称高压开关)它不仅可以切断或闭合高压电路中的空载电流和负荷电流，而且当系统发生故障时通过继电器保护装置的作用，切断过负荷电流和短路电流，它具有相当完善的灭弧结构和足够的断流能力，可分为：油断路器（多油断路器、少油断路器）、六氟化硫断路器（SF6断路器）、真空断路器、压缩空气断路器等。附图 断路器典型结构

14、简图2.2 高压断路器用途高压断路器在高压电路中起控制作用，是高压电路中的重要电器元件之一。断路器用于在正常运行时接通或断开电路，故障情况在继电保护装置的作用下迅速断开电路，特殊情况（如自动重合到故障线路上时)下可靠地接通短路电流。高压断路器是在正常或故障情况下接通或断开高压电路的专用电器。 3 测量原理3.1 温度测量原理目前用于断路器触头温度在线测量的方法主要分为两种：接触式测量所用到的传感器价格低廉、结构简单，但是需要与断路器触头附近的带电部分接触，会给测量装置引入高电压绝缘问题。而非接触式测量可以实现远距离测量，不需要与测量点接触。为了避免断路器在线监测装置的高电压绝缘问题，本文中采用

15、非接触式测量的方式实现断路器触头的温度测量。非接触式温度测量的传感器主要有两种：光纤温度传感器和红外温度传感器。光纤温度传感器由光纤和感温原件构成，它的原理是利用感温元件对光的吸收性随温度变化而变化的特性，将待测物体温度变化转化为光信号的变化，再通过光监测电路及滤波电路输出模拟电压量。温度测量通过光信号转化为电信号，但是采用光纤温度传感器需要在测温点引出光纤电缆，而且光纤温度传感器的价格目前还是比较高，相对而言性价比较低。红外温度传感器原理是通过接收测量物体的电磁辐射，将辐射波长的变化转化成模拟电信号输出，其体积小，结构简单。综合比较，采用红外温度传感器能够实现远距离测量，对断路器本体结构不产

16、生影响，在断路器触头温度测量中可行性高。由于断路器触头位于灭弧室中，外界不能直接观察到，所以不能够直接测量到断路器触头的温度。但是根据热传导原理，导电体通过电流温度升高，和它接触的其它零件的温度也会升高。断路器触头与灭弧室端盖或母线连接处之间的接触可近似的看作平面接触，利用平板的热传导公式：温升；热功率；物质的导热率；R热阻；A平板面积；平板厚度。由此可知当断路器触头的温度升高，由触头向灭弧室端盖或母线传导的热功率变大，灭弧室端盖或母线的温度线形升高，反之亦然。根据上述原理可知通过测量与断路器触头相接触的可见零部件的温度，间接获得断路器触头的温度是可行的。本文设计的断路器触头温度测量模块就是通

17、过测量灭弧室端盖或触头与母线连接处的温度间接反映触头的实际温度。3.2红外传感器3.2.1红外传感器简介红外传感系统是用红外线为介质的测量系统，按照功能可分成五类, 按探测机理可分成为光子探测器和热探测器. 红外传感技术已经在现代科技、国防和工农业等领域获得了广泛的应用。3.2.2 红外传感器工作原理待测目标:根据待侧目标的红外辐射特性可进行红外系统的设定。 大气衰减:待测目标的红外辐射通过地球大气层时，由于气体分子和各种气体以及各种溶胶粒的散射和吸收，将使得红外源发出的红外辐射发生衰减。 光学接收器:它接收目标的部分红外辐射并传输给红外传感器。相当于雷达天线，常用是物镜。 辐射调制器:对来自

18、待测目标的辐射调制成交变的辐射光，提供目标方位信息，并可滤除大面积的干扰信号。又称调制盘和斩波器，它具有多种结构。 红外探测器:这是红外系统的核心。它是利用红外辐射与物质相互作用所呈现出来的物理效应探测红外辐射的传感器，多数情况下是利用这种相互作用所呈现出的电学效应。此类探测器可分为光子探测器和热敏感探测器两大类型。 探测器制冷器:由于某些探测器必须要在低温下工作，所以相应的系统必须有制冷设备。经过制冷，设备可以缩短响应时间，提高探测灵敏度。 信号处理系统:将探测的信号进行放大、滤波，并从这些信号中提取出信息。然后将此类信息转化成为所需要的格式，最后输送到控制设备或者显示器中。 显示设备:这是

19、红外设备的终端设备。常用的显示器有示波器、显像管、红外感光材料、指示仪器和记录仪等。 依照上面的流程，红外系统就可以完成相应的物理量的测量。红外系统的核心是红外探测器，按照探测的机理的不同，可以分为热探测器和光子探测器两大类。下面以热探测器为例子来分析探测器的原理。3.3 断路器触头行程测量原理断路器动触头行程测量用的传感器种类很多，笼统的可分为两大类：一类是采用直线位移传感器，一般安装在断路器直线运动的部件上，可以直接测量动触头运动信号波形；一类是采用旋转位移传感器，由于断路器操动机构主轴与断路器动触头通过机构相连，所以通过测量操动机构主轴的旋转角度间接得出断路器动触头的行程。由于直线位移传

20、感器安装所需要的空间比旋转位移传感器要大，对于体积较小真空断路器而言，选用旋转位移传感器更方便。为了增强测量模块的通用性，故本文所设计的测量模块选用增量式旋转光电编码传感器实现断路器动触头的行程测量。以真空断路器为例：附图 真空断路器触头与操动机构连接图旋转光电编码器是输入轴角位移传感器，利用光栅和光电断续器的相对运动，当输入轴转动时，编码器输出相、相两路相位差。的正交光信号，经过光电转换后，得到、两路方波信号。将、信号通过相应的信号处理电路转换成与行程特性有关数字信号，传送给微处理器处理即完成了断路器触头的行程测量。传统的行测量需要一块信号处理电路板来实现，电路板上包括触发电路、计数电路来完

21、成行程信号的计数输出，现在可以选用一片复杂可编程逻辑器件完成信号处理、计数输出，大大节省了行程测量模块的体积。是可以由用户在现场进行编程实现所需逻辑功能的数字集成电路，利用其内部的逻辑结构可以实现任何布尔表达式或寄存器函数，它可以由用户根据具体设计需要进行配置和修改。4 硬件设计4.1主控部分设计AT89C51是一种带4K字节FLASH存储器（FPEROMFlash Programmable and Erasable Read Only Memory）的低电压、高性能CMOS 8位微处理器，俗称单片机。AT89C2051是一种带2K字节闪存可编程可擦除只读存储器的单片机。单片机的可擦除只读存储

22、器可以反复擦除1000次。该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。由于将多功能8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中，ATMEL的AT89C51是一种高效微控制器.AT89C单片机为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。外形及引脚排列如图所示：图4.1 AT89C51管脚图4.2温度测量部分设计该测量单元由温度传感器和数模转换芯片组成。红外温度传感器选用IRBD300红外温度探头，其工作电压为5V，工作电源线、地线由模块引出。模数转换器选用具有串行控制、连续逐次逼近型TLC1549，它采用两个差分基准电压高阻输入和一个三态

23、输出构成三线接口，其中三态输出分别为片选（CS低电平有效）、输入输出时钟（I/OCLOCK）、数据输出（DATAOUT）。TLC1549能以串行方式把转换完的数字信号传送给单片机。由于TLC1549采用CMOS工艺。内部具有自动采样保持、可按比例量程校准转换范围、抗噪声干扰功能，而且开关电容设计使在满刻度时总误差最大仅为1LSB（4.8MV）。TLC1549为10位单通道输入，能够使温度转换精度达到0.3度。IRBD300是一种集成红外光学系统，专用信号处理电路与环境温度补偿电路的一体化红外测温探头，由工厂进行标定校准。测温范围为-20300度，环境温度为-25100度，响应时间为150ms，

24、距离系数为8:1，工作电源为DC5V，输出信号0.5V，共有6个引脚，分别是：目标温度输出电压信号；环境温度输出电压信号；源输入；接地输入；SCLK和SDAT为厂家标定；其引脚排列如图所示： 图4.2 IRBD300引脚排列TLC1494是一种单通道输入、串行输出的10位模数转化芯片，其引脚排列及功能结构图如图所示：图4.3 TLC1549引脚排列及功能结构图温度测量单元传感器输出温度电压信号接TLC1494模拟信号输入管脚，TLC1494的片选信号、数据输出、输入/输出时钟分别与单片机P2.5,P2.6，P2.7管脚相连。REF+、REF-管脚为参考电压管脚，分别接电源、地。温度测量单元电路

25、图如图所示：图4.4 温度测量单元电路4.3行程监控部分设计图4.5 测量单元系统图该测量单元由旋转光电编码器、复杂可编程逻辑器件CPLD和外部存储器RAM组成。旋转光电编码器输出电缆为7芯，包括电源线、地线、屏蔽铜网以及3根信号线。编码器电源、地线由模块引出。信号线输出为2路计数方波脉冲和1路基准方波脉冲提供给信号处理电路，进行行程测量。CPLD选用MAX3000A的EP3064，CMOS工艺，可用门数600个，64个宏单元，最大用户I/O管脚34个，工作电压为3.3V，TQFP封装，共44个引脚。外部存储器选用HM6116，2K字节8位RAM，11位地址，8位数据，3位读写及片选信号，共2

26、4个引脚。行程测量单元系统框图如图所示。4.3.1CPLD内部电路设计采用一片CPLD可以在测量模块上实现行程监测计数并输出最后结果。它除实现行程测量功能外，同时还可作为地址锁存电路。CPLD内部电路完成的工作：一是处理光电编码器输入的A、B信号，得到计数结果；二是在对计数结果进行采样时，将采样数据锁存，保证采样时间内，输出的采样结果保持不变；三是实现地址锁存，给外部RAM提供地址信号。CPLD采用内部总线机构，8位数据线和地址线复用。4.3.1.1信号处理原理及电路设计本文中通过对2路办波脉冲整形处理，提高计数脉冲个数，光电编码器的测量精度不变，可以将计数脉冲个数提高2倍。由光电编码器输出的

27、A、B信号，经过取反得到A、B信号，通过CPLD内部逻辑处理整形后得到4路窄脉冲信号，使得计数脉冲频率变为处理前的2倍，得到的窄脉冲信号通过与原有4路宽脉冲信号逻辑运算后，得到2路加减计数脉冲P+、P-。由于A、B信号相位相差90度，假设断路器操动机构合闸操作时，输出A信号超前B信号90度。， 则断路器分闸操作时，光电编码器反方向转动，输出A信号滞后B信号90度。所以通过上述公式得到两个断路器操动机构不同方向转动的两个计数脉冲P+、P-。对两个脉冲分别计数，输出8位计数结果，分别计为RESU_C+、RESU_ C。CPLD内部信号处理流程图如图所示： 图4.6 CPLD内部信号处理流程根据信号

28、处理的原理，设计相应的数字电路。4路窄脉冲信号的获得，这是信号处理核心，其设计分析的逻辑原理图如图所示：图4.7 信号处理逻辑原理图4.3.1.2CPLD数据、地址锁存及内部总线电路设计CPLD采用8位内部总线方式，数据地址信号共用内部总线。控制信号共4个，分别为读信号面、写信号而、采样时钟、读时钟。当读信号有效时，总线上传输的为数据信号；当写信号时，总线上传输的为地址信号。由CPLD内部计数电路对光电编码器信号A、B实时计数，按照采样时钟频率对结果采样，在采样时钟频率的下降沿将采样数RESU_C+、RESU_C-锁存，以保证向内部总线上传输的数据在读取周期内保持不变。设置读取时钟为周期与采样

29、时钟周期相同的矩形波，读信号有效时，在一个采样周期内依次将采样数据RESU_C+、RESU_C-。通过内部总线送上与CPLD数据IO口。CPLD另外一个功能是给外部RAM提供地址信号，写信号历有效时，将与微处理器连接的IO口上的地址信号送上内部总线，在地址锁存信号下降沿，将内部总线上的地址信号通过地址锁存电路锁存，锁存电路输出（AD0-AD7）接外部RAM地址信号。CPLD数据、地址锁存及内部总线逻辑原理图如图所示：图4.8 CPLD数据、地址锁存及内部总线逻辑原理图4.3.1.3无线通信单元硬件设计 数据存储器选用HM6116，容量为2K字节的SRAM，11条地址线，8位数据线，3条控制线，

30、双列直插封装，共24个引脚，其引脚排列图如图所示：图4.9 HM6116引脚图根据CPLD内部电路及其输入输出引脚，微处理器AT89C51单片机的P0端口（P00-P0.7）与CPLD定义的数据地址引脚相连，由微处理器进行数据读取和地址写入；单片机P3.2引脚与CPLD定义的中断信号引脚相连，当断路器动作，光电编码器有输入时，微处理器响应中断，进行行程计数；单片机的P.24、P3.0、P3.1、P3.3引脚与CPLD定义的控制逻辑引脚相连，由微处理器提供读写、采样始终、数据读取信号；单片机的ALE引脚与CPLD定义的地址锁存引脚相连，由单片机提供地址锁存信号，将HM6116的低8位地址信号锁存

31、输出。HM6116的片选引脚（西）与单片机P2.3引脚相连，由单片机提供片选信号；低8位地址引脚（A0A7）与CPLD定义的地址输出引脚相连，由CPLD提供低8位地址信号；高3位地址引脚（A8-A10）与单片机P2.0P2.2引脚相连，由单片机提供高3位地址信号：数据引脚（D0D8）与单片机P0端口连接，当片选信号有效时实现与单片机的数据传输；读写引脚与单片机的读写引脚相连。当单片机读信号有效时，由RAM单片机输出数据，当单片机写信号有效时，由单片机中存入数据。行程测量单元各元件接线电路图如图所示：图4.10 形成单元接线电路图4.4无线通信单元硬件设计无线通信单元由无线射频芯片NRF905组

32、成，其工作频段为433/868/15MHZ，CMSK调制，自动产生CRC和前导码，抗干扰能力强；采用DSS+PLL频率合成技术，频率稳定性极好；灵敏度高，达到-100DB；最大发射功率达+10DB；开阔地的使用距离最远可达1000米；低功耗工作模式，并且内建空闲模式和关机模式，易于实现节能；工作电压范围为1.9-3.6V，外围元件少，调试简单，QFN封装，共32个引脚。NRF905使用SP1接口与微处理器通信，配置非常方便，其电路设计如图所示：图4.11 无线通讯单元电路图4.5上位机通讯单元硬件设计监控室上位机与温度、行程测量模块之间采用无线通信的方式，上位机本身不带无线收发功能，故需要设计

33、通信单元。该单元由微处理器、RS232串行接口、无线射频芯片组成，实现与断路器触头温度、行程测量模块之间无线数据通信以及与上位机监控程序之间的RS232串口通信。该通信单元选用ATC89C4051做微处理器，自带4K字节程序存储器，工作电压3.3V，16个IO口，共20个引脚，作为无线通信单元的微处理器实现对NRF905的配置及控制其收发状态，以及通过串行接口与上位机的RS232串行口连接，实现与上位机的数据传输。 无线射频芯片与测量模块无线通信单元一样采用NRF905，除了与微处理器接口驱动电路不同外，其它外部接线均相同。ATC89C4051与RS232之间串口通信信号的电平转换选用MAX3

34、232完成，MAX3232是一种RS232接口芯片，能够完成TTL与RS232两种电平之间的转换，工作电压为33.5V，可完成两路串行口的电平转换，共16个引脚。无线通讯单元电路设计如图所示：图4.12 无线通讯电路设计5软件设计5.1温度、形成测量软件设计5.1.1主程序设计测量模块主程序接收到上位机温度测量指令、行程数据传输指令，或查询到行程采集中断后，转入相应子程序处理。主程序中对模数转换芯片、无线射频芯片以及CPLD芯片初始化后，进入查询状态，等待相应指令信号。主程序流程图如图5.1所示：图5.1 主程序流程图5.1.2温度测量软件设计TCL1594具有种串行接口时序模式，这些模式由I

35、/O CLOCK周期和CS定义。图4-2所示为I/O CLOCK和CS共同定义的TLC1594时序图，其工作过程可分为3个阶段：模拟量采样：上电时，CS必须是高电平，当其变为低电平后，在IO CLOCK的作用下，TLC1594开始工作。在第三个IOCLOCK下降沿，输入模拟量开始采样，采样持续7个I/OCLOCK周期，采样值在第10个I/OCLOCK下降沿锁存；模拟量转换：采样值锁存后，进入转换间隔，这时CS由低电平变为高电平， I/OCLOCK禁止且模数转换结果的输出DATAOUT处于高阻状态，TLC1594内的CMOS门限检测器通过检测一系列电容的充电电压决定模数转换后的数字量的每一位，整

36、个转换过程时间不大于21us。数字量传输：当CS由高变为低时，CS复位内部时钟，控制并使能DATAOUT和I/OCLOCK，允许I/OCLOCK工作并使DATAOUT脱离高阻状态并接收上一次转换结果。首先移出上一次转换结果数字量对应的最高位，下一个I/OCLOCK的下降沿驱动DATAOUT输出上一次转换结果数字量对应的次高位，依次第9个I/OCLOCK的下降沿驱动DATAOUT输出上一次转换结果数字量的最低位，第10个I/OCLOCK的下降沿DATAOUT输出一个低电平，以便串行接口传输超过10个时钟。软件程序如下：Sbit IOC=P27; /端口定义/Sbit DO=P26;Sbit CS

37、=P25;int tem;Int DAT=0;Adcov()=0; /AD转换/Dat=adtrs(0,0,0); /数字量传输Int I;CS=1;Delay(10);For(i=0,i10,i+);IOC=1;Delay(10);Int datrs(int d,C,tem);/数字量传输Int I;For(i=0,i10,i+);Tem=0x0000;IOC=1;Delay(10);IOC=0;C=D0;Tem=d1;D=tem|C;Return(d);5.1.3行程监控软件设计行程监测单元采用中断方式测量断路器动触头行程，外部中断请求INT0而采用边沿触发方式，接信号处理电路的启动信号（

38、A逻辑或B）输出，即当A，或B有计数脉冲输入时，INT0中断标志位被置1，向CPU请求中断（单片机初始化时需设定允许两而中断），转入中断服务程序，将光电编码器的计数结果按照一定的频率采样，读取采样数据，并存入RAM中，其中断服务程序流程图如所示：图5.2 行程测量单元中断服务程序流程图其中断服务程序如下：#include /头文件#include#includesbit clk_s=P31; /I/O口定义sbit clr_s=P30;sbit A8=P820;sbit A9=P21;sbit A10=P22;sbit CE=P23;void intrpt()interrupt 0 using

39、 1 /外部中断INPT0unsigned char i,temp1,temp2,dir,comp,dat;unsigned char pdata*dp;IE0x00; /关中断A8=0;A9=0;A10=0;dp=0x00; /RAM入口地址0x00clk_s=1;_nop_();clk_s=0;delay(1000);temp1=P0; /读计数结果delay(1000);temp2=P0; if(temp1temp2) /判断服务器动作状态dir=1； /断开elsedir=0; /闭合doclk_s=1;_nop_();clk_s=0;delay(1000);temp1=P0; /de

40、lay(1000);temp2=P0;if(dir=1) /处理计数结果comp=temp1=temp2;elsecomp=temp2=temp1;dat=comp;CE=0; /RAM被选中_nop_();*dp=dat; /向RAM写入成立后的计算结果dp+; /向RAM写入地址+1 while(datcomp!=0); /判断是否读取完所有采样数据 /如果全部读完，跳出循环IE=0x01；5.2无线通讯软件设计无线通信单元采取不主动发送数据，只响应上位机对应指令方式。要实现无线通信单元数据收发，首先通过微处理器对NRF905内的寄存器进行初始化设置，NRF905的所有设置都通过SPI口完

41、成，通过SPI接口指令实现对NRF905寄存器内的各类参数设置，确定其工作频率、输出功率等参数；待初始化完成后，由微处理器将TRX_CE拉至高电平、TXEN拉至低电平NRF905进入接收模式，当检测到接收频率的载波时，CD变为高电平；当接收到一个有效的地址，AM变为高电平；对接收到的数据包进行CRC校验，校验正确，NRF905将数据包除去报头、地址，同时DR变为高电平；此时微处理器把TRX_CE拉至低电平，NRF905进入空闲模式，微处理器通过SPI口，按SPI时钟把数据移入微处理器；当所有的数据传出后，NRF905再次将AM、DR变为低电平。无线通信单元响应微处理器发送指令，先通过SPI口按

42、SPI时钟把接收机的地址和要发送的数据传送给NRF905；然后微处理器将TRX_CE拉至高电平，使NRF905进入发送模式，对数据打包（添加报头、完成CRC校验计算），完成数据包的发送：发送完成后，DR被设为高电平。在发送期间，无论TRX_CE发生怎样的改变，NRF905都能保证本次发送的完成。其接收模块和发送模块流程图如图5.3、图5.4所示图5.3 NRF905接收数据模块流程图图5.4NRF905发送数据模块流程图NRF905接收发送程序：#include #include #include #include #define uint unsigned int#define uchar

43、unsigned char#define BYTE_BIT00x01#define BYTE_BIT10x02#define BYTE_BIT20x04#define BYTE_BIT30x08#define BYTE_BIT40x10#define BYTE_BIT50x20#define BYTE_BIT60x40#define BYTE_BIT70x80bdata unsigned char DATA_BUF;#define DATA7(DATA_BUF&BYTE_BIT7) != 0)#define DATA0 (DATA_BUF&BYTE_BIT0) != 0)sbitflag=DA

44、TA_BUF7;sbitflag1=DATA_BUF0; /发送数据缓冲区#define TxRxBuf_Len 4unsigned char TxRxBufTxRxBuf_Len=0x29,0x30,0x31,0x32,;sbitTXEN=P20;sbitTRX_CE=P32;sbitPWR=P21;sbitMISO=P26;sbitMOSI=P15;sbitSCK=P27;sbitCSN=P16;sbitAM=P24;sbitDR=P33;sbitCD=P22;sbitled3=P10;sbitled2=P11;sbitled1=P12;sbitled0=P13;sbitKEY0=P36;sbitKEY1=P37;sbitBELL=P23;uchar seg10=0xC0,0xCF,0xA4,0xB0,0x99,0x92,0x82,0xF8,0x80,0x90; #define WC0x00#define RC0x10#define WTP0x20#define RTP0x21#define WTA0x22#define RTA0x23#de