2.2 数据处理模块硬件电路
2.2.1 CC430F5137单片机介绍
CC430F5137是TI公司MSP430F5xx系列的MCU与低功耗RF收发器相结合的产品,可实现极低的电流消耗;采用电池供电的无线网络应用,无需维修即可工作长达10年以上;微型封装所包含的高级功能性还可为创新型RF传感器网络提供核心动力,以向中央采集点报告数据。CC430 F5137为16位超低功耗MCU,具有16 KB闪存、AES-128、2KB RAM和CC1101,供电电压为1.8~3.6V,正常工作模式消耗电流为160μA/MHz,LPM 3消耗电流为2.0μA。
2.2.2 CC430F5137与触摸屏硬件电路
本系统选用了北京迪文科技的DMT32240T03501WN型触摸屏。其终端尺寸为3.5寸,背光模式为LED式,图形点阵为320×240,输入电压范围为3~10 V,内置32MB、60个字库容量,支持GBK(简体)、BIG5(繁体)等。其提供RS232串口与PC等进行通信,通信方便,最高数据传输速率可以达到115 200 bps。DMT32240T03501WN型触摸屏提供了丰富的指令集,通过输入相关的指令即可实现特定的功能,包括当前调色板颜色设置、文本显示、曲线波形动态显示、频谱显示、点显示、图片显示、字符间隔设置、光标显示、屏幕当前显示图片保存、剪切图片、时间显示、蜂鸣器音量调节等。
CC430F5137与DMT32240T035_01WN型触摸屏的硬件连接如图3所示。本系统采用的是触摸屏供电电压为+5 V的供电方式,触摸屏的UART串口输出为+5 V的电平,由于CC430F5137的SCIA口输出的是3 V电压,因此需要将2个串口电压进行匹配转换。为此选用了SP3223E型RS232接口芯片,其工作电压为+3 V,外部需要连接4个电容以维持系统运行。SP3223E的电源电压为+3 V,需要并联2个电容以便能够获得较好的标准
电压。F5137的RX端口与SP3223E的R1OUT端口相连,TX端口与SP3223E的T1IN端口相连;SP3223E的R1IN端口与触摸屏的RX端口相连,T1OUT端口与触摸屏的TX端口相连。/EN直接接地使SP3223E一直处于工作状态,这样就实现了F5137与触摸屏的串口通信功能。
2.2.3 CC430F5137的RF无线电外围电路
CC430F5137内部集成了CC1101无线电收发器,为了提高数据的传输速度,本系统的RF频率设为915MHz,数据传输速率为38.4 kbps,信道间隔为100 kHz,发送功率最大可以达到50 dBm,传输距离可以达到200m。还可以根据监测点与监测中心的距离来调节发射功率的大小,达到低功耗的目的。CC430F5137的RF无线电外围电路如图4所示。CC430F5137的供电电源采用蓄电池供电,其电压为+3V,外接晶振为26MHz,其中RY、N和RF_P为RF无线电收发器的接收和发射引脚,两引脚外接天线。