1、基于 MSP430G2553 的工业遥控发射器的设计季小榜，李永星（河南职业技术学院 电气工程系，河南 郑州 450046）摘要：本文所设计的工业遥控发射器的射频芯片采用 TI 公司的 CC1101，主控芯片采用 TI 公司最新推出的超低功耗单片机 MSP430G2553，具有超低功耗、高可靠性、高性价比、稳定性能好等优点。关键词：工业遥控器 超低功耗 MSP430G2553 CC1101 工业遥控器是利用无线电传输对工业机械进行远距离操作控制或远程控制的一种装置，主要用于工业建筑、采矿、集装箱码头、仓储、机械制造、化工、造纸、工程机械等重工业领域，使用遥控器实现远程操作的行业。本文所设计的工
2、业遥控发射器在原有产品的基础上进行改进，发射器电流消耗更低，稳定性更好，性价比更高。1 系统的硬件设计工业遥控发射器的硬件系统结构框图如图 1 所示。电源部分采用 2 节 5 号电池供电，电源电压 3V 左右，要求微控制器和射频芯片必须在低电源电压供电的情况下正常工作。为了降低系统功耗，尽可能的延长发射器电池的使用寿命，从硬件和软件两个方面实现低功耗的设计目标。微控制器采用超低功耗单片机 MSP430G2553，该芯片的正常工作电压范围：1.8V 至 3.6V。射频收发芯片采用 CC1101，其正常工作电压范围：1.8V 至3.6V。图 1 工业遥控发射器的硬件系统结构框图微控制器检测 8 个
3、按键的闭合情况和磁性钥匙是否正常（干簧管检测），由微控制器对按键状态和磁性钥匙的工作状态进行识别处理判断是否需要发射数据，若需要发射数据则由微控制器通过 SPI 总线控制射频收发芯片 CC1101 发射数据信息，CC1101 输出的射频信号经发射天线发射出去。射频部分的电路采用 TI 公司提供的 CC1101 芯片数据手册里的典型应用电路，在本产品中 CC1101 工作于 433MHZ 频段。2 系统的软件设计软件程序的编写采用超低功耗的设计思想，充分利用了 MSP430 单片机在超低功耗方面的优势，在电流消耗方面比同类遥控器更低，更加节能，有效延长了遥控器中电池的使用寿命。主程序流程图如图
4、2 所示。按键闭合的检测在端口中断程序中处理，当按键被用户按下时，按键由开路状态变为闭合状态，相应的微处理器端口产生下降沿跳变而引发端口中断产生，端口中断唤醒微控制器，微控制器响应端口中断，执行端口中断程序，在端口中断程序中识别闭合的按键，同时执行相应的功能（主要是向发送缓冲区赋对应的数值）。为了实现多个遥控器之间不相互干扰，在发送的数据包中设置有四字节的 S/N 码，并保证出厂的遥控器的 S/N 码是唯一的。另外为实现在同一工作区域内，多个遥控器之间同时工作而不相互干扰，采用了频分多址技术，利用 CH 码（即通道号）的不同，来改变射频芯片 CC1101 的收发频率。通过全面分析，最终确定本项
5、目的程序设计思路：（1）发射数据包长度为 8 字节，S/N 码长度为 4 字节，其余 4 字节用于遥控功能编码。（2）第 5 字节用于“开、停”键码,第 6 字节用于“上、下”键码，第 7 字节用于“东、西”键码，第 8 字节用于“南、北”键码。（3）当互锁键同时闭合时，发送互锁码“0x99”，对应的两路继电器同时断电。开始看门狗初始化，系统初始化CC1101 初始化，并进入 SLEEP 状态开中断磁性钥匙状态正常且有数据要发送Y发送数据至 CC1101，并使其发射，数据发射完毕后 CC1101 进入 SLEEP 状态清空发送缓冲区，喂狗按键长闭检测与处理关闭总中断关闭状态指示二极管，清空发送
6、缓冲区，关闭看门狗允许总中断休眠N图 2 工业遥控发射器的主程序流程图3 测试结果经过多次测试，发现 CC1101 发射数据的速率设定为 38K 左右时，采用 GFSK 调制方式，开启 FEC，在消耗电流较小的情况下可获得最佳的遥控效果。样机实测证明有效控制距离达 200 米，空旷地带可达 400 米左右，样机测试的各项性能指标均满足工业现场的实际要求。参考文献1 崔光照 ，陈富强 ，李浩宾 等. 一种工业无线遥控系统设计J起重运输机械，2009， （ 02）：26-28.2 http:/ http:/ MSP430系列单片机系统工程设计与实践M 谢楷，赵建，编著 北京：机械工业出版社，2012.作者简介：季小榜，男，1984年生，硕士，助教，主要研究方向：电路与系统联系地址：河南省郑州市郑东新区龙子湖高校园区河南职业技术学院电气工程系电子教研室邮编：450046联系人：季小榜手机：13633846981电子信箱：
