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基于无线通信技术的数据记录系统

来源:    作者:     发布时间:2015-04-21 08:25:07     点击数:

  3.1.2 CF卡读写模块

  CF卡读写模块分为CF卡读控制模块和CF卡写控制模块。CF卡读或写模块的设计具有相似性。这里仅介绍写CF卡的工作过程。

  首先,设置CF卡的属性寄存器。CF卡有4个属性寄存器,通常只需设置“配置选择寄存器”以选择CF卡的读写模式。CF卡的读写模式有3种:I/O模式、Memory模式和True IDE模式。本设计使用16位的Memory模式读写CF卡。Memory模式是CF卡默认的读写模式,所以在CF卡初始化过程中不需要设置“配置属性寄存器”。

  其次,设置CF卡的任务文件寄存器。本设计中使用的任务文件寄存器有:数据寄存器、扇区数寄存器、扇区号寄存器、低柱面号寄存器、高柱面号寄存器、驱动器选择/磁头寄存器和状态/命令寄存器。对它们进行没置,可选择扇区寻址方式,设定每次读写的扇区数和逻辑寻址地址,并获取CF卡状态以及输入读写命令。

  CF卡的寻址方式与计算机的硬盘操作方式类似。扇区的寻址方式有两种:物理寻址方式(CHS)和逻辑寻址方式(LBA)。本设计使用LBA寻址,对应28位LBA地址。

  磁头寄存器存放LBA地址的27~24位;柱面号寄存器存放LBA地址的23~8位;扇区号寄存器存放LBA地址的7~0位。

  

  写CF卡一个扇区的流程如图3所示。每次向CF卡存储数据时,应该先获取上次存储到的扇区的LBA地址,从而获得此次存储的起始扇区地址。为了记录每次存储到的扇区的地址,将LBA地址为0的扇区保留,专用于记录扇区地址。在开始一次写操作之前,应该先读取LBA地址为O的扇区,获得上次存储的LBA地址;然后加1获得此次写操作的LBA地址,并向指定的扇区写数据。

  利用QuartusII作为FPGA开发平台,使用VHDL硬件描述语言实现了FPGA与DSP的接口、异步FIFO的存储以大功率电感贴片电感器及CF卡的读写逻辑。在QuartusII自带仿真工具下得到的写CF卡时序仿真结果如图4所示。

  

写CF卡时序仿真结果

3.2 无线通信模块设计

  3.2.1 蓝牙模块设计

  蓝牙模块采用BTM0604C2P。它内嵌蓝牙芯片BlueCore4-Ext,兼容蓝牙2.0+EDR规范,最高支持3 Mbps的数据速率,外置天线,有效距离为10 m,具有标准的UART接口。

  DSP与蓝牙模块之间通过HCI协议层建立连接。HCI(Host Controller Interface,主机控制器接口)协议,为DSP提供了一个访问蓝牙模块内绕行电感器部基带控制器和链路管理器的命令接口,可以获取蓝牙芯片的配置参数。

  本设计中,DSP和蓝牙模块之间采用UART方式进行通信。DSP使用的控制信号除了异步串行通信收发信号SCIRXD和SCITXD外,还有4个控制信号,分别与蓝牙模块的LNK、CLR、RTS和CTS引脚相连。其中,LNK脚用于指示蓝牙主机和从机连接是否建立,地面设备PC机为蓝牙主机,DSP作为蓝牙从机;CLR脚用于切换蓝牙模块的工作模式,包括参数设置模式和数据传输模式;RTS和CTS脚为“请求发送&rd插件电感quo;和“清除发送”引脚,用于实现DSP电感器命名和蓝牙模块之间的对话,使数据正常传输。

  蓝牙模块的SLEEP引脚,既可以使蓝牙模块在休眠和唤醒状态间切换,也可以用于清除蓝牙模块内嵌芯片记忆的配对主机地址。这些功能的实现由按键控制,通过区别按键的时长加以区分所需实现的功能。蓝牙模块的复位信号RESET输入低电平脉冲时有效,而且要求脉冲宽度大于5 ms。

  3.2.2 红外模块设计

  红外模块采用HP公一体成型电感器司的红外收发器芯片HSDL_1001和红外编解码器芯片HSDL_7001,二者均遵循IrDA 1.O协议。红外信号的收发使用PWM方案,采用RZI编码调制解调,调制脉冲宽度为3/16位,调制频率为38 kHz。由于硬件接口的限制,嵌入式系统中红外通信的速率为9 600~ll5200 bps。红外数据的传输以帧为基本单位,传输过程中采用1 6位的CRC码进行数据校验。

  系统采用Maxim公司的芯片MAX3110作为DSP的SPI接口和HSDL_7001的UART接口之间的转换芯片。MAX3110和HSDL_7001均使用外部无缘晶体振荡电路供电,所用的晶振大小分别为1.843 2 MHz和3.686 4 MHz。需要下载的数据,首先经过红外编解码器编码,再通过红外收发器上集成的发光二极管以红外光信号的形式向PC机发送。 1

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