基于CC1100的新型無線投票表決器設計與實現

摘 要:目前，在機關、學校和企事業單位會議中，經常要對某些議案進行表決以及對集體或者個人進行不記名民主測評。為此，需要研制一種無線會議表決系統，該系統要具有無需安裝布線，適用于任何會場而不改變會場原始裝修風格，并具有功耗低、功能強、可靠性高和使用方便等優點。為此，設計了一種基于MSP430F135單片機和CC1100的無線表決系統，在各種機關和企事業單位中有很高的推廣和應用價值。簡要介紹了MSP430135芯片以及射頻模塊CC1100的功能和特點，詳細分析了該系統的電路組成和軟件結構。

關鍵詞:MSP430; CC1100; 無線通信; 投票表決器

中圖分類號:TP29 文獻標識碼:A

文章編號:1004-373X(2010)07-0071-02

Design and Implementation of New Wireless Voting Machine Based on CC1100

LIU Yang， WU Yang， LI Ze-jian

(Reserve Officers′ Selecting and Training Office of PLA Positioned in Xidian University， Xi’an 710126， China)

Abstract: Nowadays，people often put some proposals to vote or evaluate a community and individual anonymously in a meeting which is held by a certain government， school， enterprise or public institution. Therefore， it is necessary to develop a wireless voting machine which is available for any meeting places without changing their original decorating style. What′s more， it is convenient to use and has low power consumption， strong function and high reliability. Consequently， this machine designed on the foundation of MSP430F135 and CC1100 is widely promoted and used in all the governments and institutions. The function and characteristics of chip MSP430F135 and RF module CC1100 are introduced. The network composition and software structure are also analysed in detail.

Key words: MSP430; CC1100; wireless communication; voting machine

在無線技術的推動下，無線表決技術也日趨成熟和完善，并得到了廣泛應用。分析了無線收發一體芯片CC1100芯片的應用特點，制定了適合無線表決器網絡的通信協議并分析了整個無線通訊數據的收發過程最后在理論分析的基礎上，給出了具體的硬件設計和軟件設計要點。經實用表明，該系統能夠滿足無線投票的需要，并具有可靠性高和易擴展的特點[1，2]。

1 系統組成和功能

無線表決系統的組成如圖1所示。系統由不多于255臺便攜式表決器、一臺主控制裝置和一臺PC機以及大屏幕顯示器組成[3-6]。

無線表決系統用于完成表決信息的采集、處理和顯示。它主要由主控制裝置、表決器和PC機三部分組成，其中PC機通過RS 232接口和主控制裝置相連，主要完成向主控制裝置發出各種指令以及收集由主控制裝置上傳的有關表決器狀態和最終表決結果的信息，并顯示表決結果。主控制裝置主要完成接收從PC發出的指令以及射頻卡讀卡器讀取的信息，再根據各指令通過無線模塊部分向表決器發出相應的命令。當表決器執行相應的指令之后，主控制裝置再負責將收集到的表決器狀態或表決結果上傳給PC，至此完成整個表決過程。表決器則通過無線模塊部分接收來自主控制裝置的指令，并通過無線模塊部分向主控制裝置上傳表決器狀態和表決結果等信息。

圖1 無線投票表決系統模型圖

2 系統硬件設計

2.1 主控制裝置硬件設計[7]

本控制器主要基于低功耗、低成本、微型化及使用方便的設計思想。所以對各部分模塊的選型進行詳細的分析、對比，最終選用TI 公司的16位RISC單片機MSP430F135 作為主處理器，選用TI 公司的CC1100 作為無線數據傳輸芯片，選用MAX232CPE作為RS 232接口電路芯片，同時應用射頻卡讀卡器模塊。框圖如圖2 所示。

圖2 系統框圖

2.1.1 單片機控制電路[8，9]

主控芯片MSP430F135單片機主要完成通過MAX232CPE接口芯片接收PC的指令和向PC發送表決結果、通過CC1100無線模塊向表決器發送指令和接收表決器的表決信息并對表決信息進行統計。

2.1.2 CC1100無線模塊[1，2，10]

CC1100主要特點是:體積小(20引腳，QLP 4 mm×4 mm)、接收靈敏度高(1.2 Kb/s下110 dBm)、速率可編程(1.2～500 Kb/s)、工作電壓低(1.8～3.6 V)、功耗低(15.4 mA/433 MHz/1.2 Kb/s，1.8 μA的待機電流，待機模式下的啟動時間僅為0.3 ms)、在所有頻段輸出功率高達+10 dBm、高效的SPI接口、數字RSSI(接收信號強度指示)輸出。

2.1.3 RS 232接口電路

主控制裝置通過RS 232接口與PC機連接，主要完成從PC機接收指令和向PC機發送表決器的狀態以及表決結果等信息。本設計選用MAX232CPE作為RS 232接口電路芯片。

2.2 表決器硬件設計

表決器硬件主要包括單片機控制電路、無線模塊、撥碼開關電路和按鍵電路等組成。其中單片機控制電路和無線模塊的選型原則和類型與主控制裝置相同。撥碼開關電路用來設定表決器的地址。按鍵電路用來檢測表決意見。表決器框圖如圖3所示。

3 系統軟件設計

3.1 主控制裝置軟件設計

主控制裝置的軟件采用了程序結構化和功能模塊化設計方法。軟件包括主程序及各任務子程序。主程序是一個無限循環的查詢程序，它通過查詢串口判斷有無來自PC 的指令和輪尋信道接收來自表決器的表決結果信息。然后根據查詢結果執行相應的各任務子任務包括表決器準備、表決器結束、表決器測試、主控制裝置接收最大序號、主控制裝置向PC 機上傳準備就緒的表決器編號等。主程序流程圖如圖4所示。

圖3 表決器框圖

圖4 主程序流程圖

3.2 表決器軟件設計

表決器的軟件主程序也是一個無限循環的查詢程序，它通過查詢有無來自主控制裝置的命令，然后根據指令執行相應的各任務子任務包括向主控制裝替傳送表決器狀態和表決結果等。主程序流程圖結構與圖4相同。

3.3 PC機軟件設計

PC機軟件利用VS2005提供的SerialPort串行通信控件來完成。SerialPort控件提供了一系列標準通信命令的應用接口，利用它可以通過串口連接到主控制裝置的接口芯片MAX232CPE。系統的主界面如圖5所示。

圖5 系統主界面

4 結 語

該設計實現了基于MSP430F135和CC1100的無線表決系統的主控制裝置和表決器的軟硬件，并利用Microsoft Visual Studio 2005實現了系統PC機軟件的設計，同時用非接觸式射頻卡儲存個人信息，省時省力，在平時民主測評中以及其他相應場合的應用前景非常廣泛。

參考文獻

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