基于GPRS的無線傳感網(wǎng)節(jié)點硬件系統(tǒng)設(shè)計

1、摘 要近年來，32位嵌入式系統(tǒng)發(fā)展很快，32位單片機已逐漸占領(lǐng)8位機的市場，并以很高的性價比贏得了越來越多的用戶青瞇。隨著科技和工藝的進步，32位單片機的優(yōu)勢會更加突顯出來，將會成為嵌入式系統(tǒng)的主流。在32位嵌入式系統(tǒng)中，基于ARM的應(yīng)用占據(jù)了大部分份額。Philips LPC2131微控制器是內(nèi)置FLASH的32位ARM7TDMI-S內(nèi)核的64PIN微控制器，主頻高達60MHz,片上有豐富的資源模塊（如4路RTC、2個串口、6通道PWM、2*8通道10位A/D、1路D/A等）、可用于工業(yè)控制、汽車、醫(yī)藥等要求高性能、低功耗環(huán)境。本次課題是設(shè)計一個基于Philips LPC2131微控制器的系

2、統(tǒng)板：系統(tǒng)板上具有2*16字符型LCD、2路模擬輸入、一個GPRS模塊接口，可完成A/D功能，數(shù)據(jù)結(jié)果顯示在LCD上，并實現(xiàn)通過GPRS進行數(shù)據(jù)傳輸。本文首先介紹了ARM7內(nèi)核的芯片LPC2131的功能及特性，設(shè)計出電路的總體框架及設(shè)計方案，以PHILIPS LPC2131開發(fā)板為基礎(chǔ)，通過與外圍器件的連接，用Protel 99SE繪圖軟件繪制電路原理圖并將其轉(zhuǎn)換為PCB板，經(jīng)過電路板調(diào)試達到設(shè)計要求。關(guān)鍵詞：嵌入式系統(tǒng)，Philips LPC2131，ARM7TDMI-S，GPRS。第1章 前言PHILIPS公司基于ARM7TDMI-S核、單電源供電和LQFP64封裝的LPC2131，具有J

3、TAG仿真調(diào)試和ISP編程等功能。本次課題是設(shè)計一個基于Philips LPC2131微控制器的系統(tǒng)板：系統(tǒng)板上具有2*16字符型LCD、2路模擬輸入、一個GPRS模塊接口，可完成A/D功能，數(shù)據(jù)結(jié)果顯示在LCD上，并實現(xiàn)通過GPRS進行數(shù)據(jù)傳輸。本次設(shè)計所需的主要元件有Philips LPC2131、2*16字符型LCD、ZWG-22A GPRS等。本次設(shè)計是以LPC2131微控制器為基礎(chǔ)，通過與相關(guān)外圍元器件的合理連接設(shè)計出原理圖，經(jīng)過電路板調(diào)試，使其可以在LCD上顯示數(shù)據(jù)，并通過GPRS進行數(shù)據(jù)傳輸。第2章 系統(tǒng)硬件設(shè)計2.1 LPC2131簡介2.1.1 概述ARM7TDMI-S核是通

4、用的32位微處理器內(nèi)核，采用馮.諾依曼結(jié)構(gòu)，具有高性能和低功耗的特性。ARM結(jié)構(gòu)是基于精簡指令集計算機（RISCReduced Instruction Set Computer）原理而設(shè)計的，指令集和相關(guān)的譯碼機制比復(fù)雜指令集計算機要簡單的多。由此可見，使用一個小的、廉價的處理器核就非常容易實現(xiàn)很高的指令吞吐量和實時的中斷響應(yīng)。ARM7TDMI-S使用了流水線技術(shù)，處理和存儲系統(tǒng)的所有部分都可連續(xù)工作。通常在執(zhí)行一條指令的同時就對下一條指令進行譯碼，并將第三條指令從存儲器中取出。ARM7TDMI-S處理器使用了一個被稱為Thumb的獨特結(jié)構(gòu)化策略，非常適合那些對存儲器有限制或者需要較高代碼密度

5、的大批量產(chǎn)品的應(yīng)用。2.1.2 LPC2131特性特性:(1) 32位ARM7TDMI-S核，超小LQFP64封裝。(2) 8kB的片內(nèi)靜態(tài)RAM和32kB的片內(nèi)Flash程序存儲器,128位寬度接口加速器可實現(xiàn)高達60MHz工作頻率。(3) 通過片內(nèi)boot裝載程序?qū)崿F(xiàn)在系統(tǒng)編程/在應(yīng)用編程(ISP/IAP)。(4) EmbeddedICE RT和嵌入式跟蹤接口通過片內(nèi)RealMonitor軟件對代碼進行實時調(diào)試和高速跟蹤。(5) 1個LPC2131 8路10位的A/D轉(zhuǎn)換器，共提供16路模擬輸入，每個通道的轉(zhuǎn)換時間低至2.44us。(6) 1個10位的D/A轉(zhuǎn)換器，可產(chǎn)生不同的模擬輸出。(

6、7) 2個32位定時器/外部事件計數(shù)器(帶4路捕獲和4路比較通道)、PWM單元(6路輸出)和看門狗。(8) 低功耗實時時鐘具有獨立的電源和特定的32kHz時鐘輸入。(9) 多個串行接口，包括2個16C550工業(yè)標準UART、2個高速I2C總線(400 kbit/s)、SPI和具有緩沖作用和數(shù)據(jù)長度可變功能的SSP。(10) 向量中斷控制器?？膳渲脙?yōu)先級和向量地址。(11) 小型的LQFP64封裝上包含多達47個通用I/O口(可承受5V電壓)。(12) 多達9個邊沿或電平觸發(fā)的外部中斷管腳。(13) 通過片內(nèi)PLL(100us的設(shè)置時間)可實現(xiàn)最大為60MHz的 CPU操作頻率。(14) 片內(nèi)集

7、成振蕩器與外部晶體的操作頻率范圍為130 MHz，與外部振蕩器的操作頻率范圍高達50MHz。低功耗模式：空閑和掉電。(15) 可通過個別使能/禁止外部功能和外圍時鐘分頻來優(yōu)化功耗。(16) 可通過個別使能/禁止外部功能和外圍時鐘分頻來優(yōu)化功耗。(17) 通過外部中斷或BOD將處理器從掉電模式中喚醒。(18) 單電源，具有上電復(fù)位(POR)和掉電檢測(BOD)電路：CPU操作電壓范圍：3.03.6 V (3.3 V±10%)，I/O口可承受5V的電壓。引腳分布如圖2-1所示圖2-1 引腳分布 外圍電路設(shè)計本次設(shè)計是以LPC2131微控制器為基礎(chǔ)，加以外圍電路輔助而成，需要的外圍器件如下

8、：電源電路、復(fù)位電路、系統(tǒng)時鐘電路、2兩路模擬輸入、JTAG接口電路、串口及GPRS 接口電路、A/D轉(zhuǎn)換電路、LCD顯示驅(qū)動電路、ZWG-22A GPRS等。由于LCD顯示屏的工作電壓是5V，所以電源電路通過USB 接口直接輸出5V電壓給LCD顯示屏，而LPC2131的工作電壓是3.3V，所以電源電路要經(jīng)過SPX1117M-3.3芯片將其轉(zhuǎn)換為3.3V再提供給CPU，電源電路還有一路為測試電壓，可供用戶自由選擇，ADC電路提供的測試電壓或外部模擬輸入電壓到CPU 后，CPU進行A/D轉(zhuǎn)換，一路通過GPIO將結(jié)果傳送到LCD顯示屏上，一路通過GPIO傳送給UART1，進行電平轉(zhuǎn)換后傳送到GPR

9、S器件，由其進行數(shù)據(jù)傳輸，JTAG 是仿真調(diào)試接口，URAT0是通信接口。原理方框圖如圖2-2所示，原理圖如附錄C所示，PCB如附錄D所示。圖2-2 原理方框圖2.2 硬件原理2.2.1 電源原理LPC2131微控制器的內(nèi)核和I/O使用同一電源電壓,只需單電源3.3V供電. EasyARM2131開發(fā)板的電源由USB接口CZ1輸入5V直流電源,電感L3用于限制瞬態(tài)電流,經(jīng)過C16,C20濾波,然后通過SPX1117M-3.3將電源穩(wěn)壓至3.3V.當正確連接電源后,POWER燈點亮.LPC2131具有獨立的模擬電源引腳VDDA、VSSA,為了降低噪聲和出錯幾率,模擬電源與數(shù)字電源應(yīng)該隔離.L1和

10、L2就是用于電源隔離的元件(將數(shù)字電源的高頻噪聲隔離). SPX1117M-3.3特點為輸出電流大,輸出電壓精度高,穩(wěn)定性高,可廣泛用在手持式儀表、數(shù)字家電和工業(yè)控制等領(lǐng)域。使用時，其輸出端通常需要一個至少10UF 的鉭電容來改善瞬態(tài)響應(yīng)和穩(wěn)定性。但實際上，用一個更小的電容也可，本次設(shè)計中用了一個4.7UF 的鉭電容。SPX1117為提供多種3引腳封裝：SOT-223，TO-252，TO-220及TO-263。一個10uF的輸出電容可有效地保證穩(wěn)定性，本次設(shè)計采用的是SOT-223。電源電路如圖2-3所示：圖2-3 電源電路 復(fù)位電路由于ARM芯片的高速、低功耗和低工作電壓導致其噪聲容限低,對

11、電源的紋波、瞬態(tài)響應(yīng)性能、時鐘源的穩(wěn)定性和電源監(jiān)控可靠性等諸多方面也提出了更高的要求.復(fù)位電路使用帶I2C存儲器的電源監(jiān)控芯片CAT1025JI-30,提高了系統(tǒng)的可靠性。 CAT1025 是基于微控制器系統(tǒng)的存儲器和電源監(jiān)控的完全解決方案。它們利用低功耗CMOS 技術(shù)將2K 位的串行EEPOM 和用于掉電保護的系統(tǒng)電源監(jiān)控電路集成在一塊芯片內(nèi)。 CAT1025 包含1 個精確的Vcc 監(jiān)控測電路和2 個開漏輸出：RESET 和RESET 。當Vcc 低于復(fù)位門檻電壓時，RESET 引腳將變?yōu)楦唠娖剑?RESET/ 將變?yōu)榈碗娖健AT1025 還包含一個寫保護輸入（WP）。注意使用該芯片時，

12、上拉電阻不可以省略。 系統(tǒng)時鐘電路LPC2131可使用外部晶振或外部時鐘源，內(nèi)部PLL 電路可調(diào)整系統(tǒng)時鐘，使系統(tǒng)運行速度更快(CPU 最大操作時鐘為60MHz)。倘若不使用片內(nèi)PLL 功能及ISP 下載功能，則外部晶振頻率范圍是1MHz30MHz，外部時鐘頻率范圍是1MHz50MHz；若使用了片內(nèi)PLL 功能或ISP 下載功能，則外部晶振頻率范圍是10MHz25MHz，外部時鐘頻率范圍是10MHz25MHz。本次設(shè)計使用的是外部11.0592MHz晶振,用11.0592 MHz晶振的原因是使串口波特率更精確,同時能支持LPC2131微控制器芯片內(nèi)部PLL及ISP功能。系統(tǒng)時鐘電路如圖2-4所

13、示：圖2-4 系統(tǒng)時鐘電路2.2.4 串口及GPRS接口電路由于系統(tǒng)是3.3V系統(tǒng),所以要使用SP3232E進行RS-232電平轉(zhuǎn)換.SP3232E是3V工作電源的RS-232轉(zhuǎn)換芯片。另外,LPC2000系列ARM7微控制器的UART1帶有完整的調(diào)制/解調(diào)器(MODEM)接口(部分芯片沒有,如LPC2131),所以要使用8路的RS-232轉(zhuǎn)換芯片SP3243E。SP3222E/3232E系列是RS232收發(fā)器對便攜式或手持式應(yīng)用如筆記本或掌上型電腦的一種解決方案。SP3222E/3232E系列有一個高效的電荷泵，工作電壓為3.3V時只需0.1µF電容就可進行操作。串口電路如圖2-5

14、所示：圖2-5 串口電路SP3243E是收發(fā)器,用于筆記本電腦和掌上電腦等便攜式或手持式應(yīng)用中。SP3243E用一個內(nèi)部高效的電荷泵,在3.3V的電源電壓下只需要0.1uF的電容就可以進行操作.SP3243E包含一個輔助接收器,當器件處于關(guān)斷模式時,接收器仍能通過外部器件的響鈴指示器向監(jiān)控器報警,這有助于保護UART或串行控制器IC,保護二極管的正向偏置。GPRS接口電路如圖2-6所示：圖2-6 GPRS接口電路2.2.5 LCD顯示器驅(qū)動電路1概述人們對液晶顯示器并不陌生，最常見的有如計算器、電子表、數(shù)字萬用表、電子游戲機等，顯示的主要是數(shù)字、專業(yè)符號和固定圖形，因為是屬段式顯示，顯示內(nèi)容就

15、無法多變。隨著大量電子儀器、設(shè)備的多功能化、智能化，并且普遍的采用人機交互方式，需要能夠顯示更為豐富的信息和通用性較強的顯示器，而點陣式LCD顯示器能夠滿足這些要求，同時用大規(guī)模專用集成電路作為點陣LCD控制驅(qū)動，使用者僅僅直接送如數(shù)據(jù)和指令就可以實現(xiàn)所需的顯示2.接口信號說明如表1所示：表2-1 接口信號說明編號符號引腳說明編號符號引腳說明1VSS電源地9D2Data I/O2VDD電源正極10D3Data I/O3VL液晶顯示偏壓信號11D4Data I/O4RS數(shù)據(jù)/命令選擇端（H/L）12D5Data I/O5R/W讀/寫選擇端（H/L）13D6Data I/O6E使能信號14D7Da

16、ta I/O7D0Data I/O15D8背光源正極8D1Data I/O16D9背光源負極LCD顯示器驅(qū)動電路如圖2-7所示：圖2-7 LCD顯示器驅(qū)動電路2.2.6 A/D轉(zhuǎn)換 1.概述A/D轉(zhuǎn)換器ADC（A/D converters）的基本時鐘由VPB時鐘提供。每個轉(zhuǎn)換器包含一個可編程分頻器，可將時鐘調(diào)整至逐次逼近轉(zhuǎn)換所需的4.5MHZ（最大）。完全滿足精度要求的轉(zhuǎn)換需要11個轉(zhuǎn)換時鐘。LPC2131擁有1個10位8路A/D轉(zhuǎn)換器。啟動A/D轉(zhuǎn)換的方式非常靈活，既可以單路軟件啟動，也可以設(shè)置為BURST模式對某幾路信號逐個循環(huán)采樣。與其他LPC2000系列單片機相比，LPC2131增加了

17、獨立的基準電壓源引腳，這對提高轉(zhuǎn)換精度很有利。本設(shè)計提供了兩路直流電壓測量電路，參考電壓直接由電源3.3V提供。電路如圖2-8所示： 圖2-8 A/D轉(zhuǎn)換電路2特性A/D轉(zhuǎn)換器的特性如下：(1)1個10位逐次逼近式模數(shù)轉(zhuǎn)換器；(2)8個引腳復(fù)用為輸入腳；(3)掉電模式；(4)測量范圍為03.3V；(5)10位轉(zhuǎn)換時間小于2.44us;(6)1個或多個輸入的BURST轉(zhuǎn)換模式；(7)可選擇由輸入跳變或定時器匹配信號觸發(fā)轉(zhuǎn)換。2.3 功能部件2.3.1 GPIO1概述LPC2131擁有多達47個通用I/O口（GPIOGeneral Purpose I/O ports）,分別為P031：0、P31：

18、16，其中，P0.24未用，P0.31僅為輸出口2特性GPIO的特性如下：單個位的方向控制；單獨控制輸出的置位和清零；所有I/O口在復(fù)位后默認為輸入。2.3.2 UART0和UART11. 概述LPC2131擁有兩個符合550工業(yè)標準的異步串行口（UART）UART0和UART1。兩者外設(shè)基址不同，但操作方法一樣。2特性UART0和UART1的特性如下：16字節(jié)收發(fā)FIFO；寄存器位置符合16C550工業(yè)標準；接受器FIFO觸發(fā)點可為1、4、8和14字節(jié)；內(nèi)置波特率發(fā)生器；包含使能實現(xiàn)軟件流控制的機制。 2.3.3 GPRS簡介GPRS是通用無線分組業(yè)務(wù)(General Packet Radi

19、o System)的縮寫，是介于第二代和第三代之間的一種技術(shù)，通常稱為25G。GPRS采用與GSM相同的頻段、頻帶寬度、突發(fā)結(jié)構(gòu)、無線調(diào)制標準、跳頻規(guī)則以及相同的TD-MA幀結(jié)構(gòu)。因此，在GSM系統(tǒng)的基礎(chǔ)上構(gòu)建GPRS系統(tǒng)時，GSM系統(tǒng)中的絕大部分部件都不需要作硬件改動，只需作軟件升級。GPRS是在現(xiàn)有GSM系統(tǒng)上發(fā)展出來的一種新的數(shù)據(jù)承載業(yè)務(wù)，支持TCPIP協(xié)議，可以與分組數(shù)據(jù)網(wǎng)(Internet等)互通。GPRS無線傳輸系統(tǒng)的應(yīng)用范圍非常廣泛，幾乎可以涵蓋所有的中低業(yè)務(wù)和低速率的數(shù)據(jù)傳輸，尤其適合突發(fā)的小流量數(shù)據(jù)傳輸業(yè)務(wù)。2.3.4 ZWG-22A GPRS1 ZWG-22A GPRS應(yīng)用

20、ZWG-22A基于移動運營商現(xiàn)有的GPRS網(wǎng)絡(luò)，可以方便的實現(xiàn)遠程、無線、網(wǎng)絡(luò)化的通信方式。 具有覆蓋范圍廣、組網(wǎng)方便快捷、運行成本低等諸多優(yōu)點?？蓱?yīng)用于電力系統(tǒng)自動化、工業(yè)監(jiān)控、交通管理、氣象、環(huán)境監(jiān)控、金融證券、煤礦、石油等行業(yè)。 2. ZWG-22A GPRS產(chǎn)品性能: (1)透明數(shù)據(jù)傳輸與協(xié)議轉(zhuǎn)換；(2)支持多數(shù)據(jù)中心；(3)支持數(shù)據(jù)中心動態(tài)域名或IP地址訪問；(4)數(shù)據(jù)終端永遠在線等多種工作方式可選；(5)支持本地和遠程圖形界面配置與維護；(6)支持短信配置與維護；(7)多重軟硬件可靠設(shè)計，使設(shè)備安全運行；(8)支持本地和遠程固件升級。第3章 PROTEL 99SE軟件應(yīng)用3.1 P

21、ROTEL 99SE 概述ROTEL 99SE 是 PROTEL TECHNOLOGY公司開發(fā)的,功能強大的EDA軟件. PROTEL 99SE 是當今最流行的電子電路計算機輔助設(shè)計(電子CAD)軟件之一.它具有比較強大的使用功能,如工程庫文件的管理,系統(tǒng)菜單和工具欄的管理,簡單和復(fù)雜原理圖設(shè)計和實用技巧,SCH元件圖形的編輯方法,電路圖多種報表的生成和應(yīng)用方法,PCB圖的設(shè)計和打印輸出方法,元件外型封裝圖的編輯方法,電子電路仿真技術(shù)基礎(chǔ)和多種電路的仿真實.例,PCB信號完整性分析等.3.2 原理圖設(shè)計 原理圖設(shè)計分為以下幾個步驟：(1)設(shè)置原理圖設(shè)計環(huán)境。(2)放置原件。(3)原理圖布線。(

22、4)編輯與調(diào)整。(5)檢查原理圖。(6)生成網(wǎng)絡(luò)表。本次原理圖設(shè)計先進入設(shè)計環(huán)境，打開FILE/NEW DESIGN建立數(shù)據(jù)庫文件，再選擇FILE/NEW菜單，在該窗口中選擇要創(chuàng)建文件類型的圖標，我們選擇Schematic Document（原理圖文件），然后選擇OK，在雙擊Sheet1就可以進入原理圖設(shè)計窗口。設(shè)計原理圖要用到大量的元件，這些元件就在元件庫中，原理圖管理器具有原件庫管理的功能，在目錄中選擇LibrarySCH子目錄，用鼠標選擇數(shù)據(jù)庫Miscellaneous Device.dbd,這是一個電阻、電容、開關(guān)等基本原件庫，單擊OK則該元件庫就被放到原理圖管理器的元件庫管理窗口中。

23、BROWSE按鈕用于管理原件庫、選擇元件和觀察元件，EDIT按鈕用于編輯元件圖形，PLACE按鈕用于把數(shù)據(jù)庫中的元件放置到原理圖中，F(xiàn)IND按鈕用于尋找元件，再進行圖紙、柵格和標題欄等環(huán)境的設(shè)置，啟動菜單DESIGN/OPTIONS就可以進行設(shè)置，設(shè)置好原理圖設(shè)計環(huán)境后就可以進行畫圖了。下面介紹本次設(shè)計的畫圖步驟1.放置元件。(1)空格鍵，每單擊一次空格鍵可以使元件逆時針旋轉(zhuǎn)90度；(2)TAB鍵，當元件浮動時單擊TAB鍵可以顯示屬性編輯窗口；(3)X鍵：元件水平鏡像；(4)Y鍵：元件垂直鏡像；移動元件時，直接用鼠標左鍵點擊并按住元件，移動鼠標，元件就跟著移動。2.連線。 3.放置網(wǎng)絡(luò)標號。4

24、.放置電源（VCC）和地線（GND）。按照以上步驟畫好原理圖后進行電氣規(guī)格檢查，檢查原理圖是否合理正確，若有錯誤根據(jù)錯誤情況進行改正，啟動菜單TOOL/ERC就可以進行電氣規(guī)格檢查了，若沒有錯誤就可以建立網(wǎng)絡(luò)表了，網(wǎng)絡(luò)表文件是原理圖的文本表達方式，是原理圖與電路板圖之間的橋梁。啟動網(wǎng)絡(luò)表菜單DESIGN/CREAT NETLIST后，就可以生成網(wǎng)絡(luò)表了。3.3 PCB的制作設(shè)計好原理圖為設(shè)計電路板提供了基礎(chǔ)，電路板就是所有電子產(chǎn)品都具有的焊接元件的基板。首先使用原理圖編輯器設(shè)計原理圖，進行電氣檢查并生成原理圖的網(wǎng)絡(luò)表，進入電路板環(huán)境，使用電路向?qū)Т_定電路板的層數(shù)、尺寸等電路板參數(shù)，本次設(shè)計是根

25、據(jù)所查閱的資料來確定電路板參數(shù)的，然后調(diào)入網(wǎng)絡(luò)表，這時最容易出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)表中的封裝和封裝庫中元件封裝不符合的錯誤，再進行布置元件，將元件合理地分布在電路板上，最后完成修飾等工作。電路板中最重要的是元件封裝，元件封裝就是原理圖中元件的FOOTPRINT。對于同一個元件來說，經(jīng)常有不同的封裝形式。元件封裝的主要參數(shù)是形狀尺寸，因為只有尺寸正確的元件才能安裝并焊接在電路板上。下面介紹本次設(shè)計PCB板的步驟1.進入電路板設(shè)計環(huán)境。在原理圖設(shè)計窗口選擇FILE/NEW 菜單，建立電路板文件(PCB Document),然后雙擊該新建的電路板文件就可以進入電路板設(shè)計環(huán)境了。2.定義電路板。(1)選擇FILE/

26、NEW 菜單，在選擇Wizards頁面，然后雙擊窗口中顯示的Printed Circuit Board Wizard圖標；(2)進入電路板向?qū)У谝徊健?該窗口的意思是歡迎進入向?qū)В瑔螕鬘EXT進入下一步；(3)選擇預(yù)定義電路板形狀。一般情況下是自己定義電路板，所以選擇Custom Mode Board,然后單擊NEXT，進入下一步；(4)定義電路板基本信息。在Custom Board Details定義電路板的寬度、高度、形狀、銅膜線寬度、尺寸線寬度，單擊NEXT 進入下一步；(5)編輯電路板尺寸。在編輯窗口中輸入新尺寸就可以了，單擊NEXT 進入下一步；(6)定義電路板層。本次設(shè)計選擇Two

27、 Layer-Plated Through Hole,然后單擊NEXT進入下一步；(7)選擇過孔形式。本次設(shè)計在所示窗口中選擇Thruhole vias only，單擊NEXT進入下一步；(8)選擇元件形式和焊盤間通過的銅膜線數(shù)。 (9)走線參數(shù)設(shè)置。本次設(shè)計設(shè)置Minimum Track Size(最小銅膜線寬度)為10mm；單擊NEXT進入下一步；(10)將電路板保存為模板。直接點NEXT進入下一步；(11)最后一步。單擊Finish按鈕，自動生成電路板。3.調(diào)入網(wǎng)絡(luò)表菜單Design/Load Net 可以啟動網(wǎng)絡(luò)編輯器，它的功能是將原理圖生成的網(wǎng)絡(luò)表調(diào)入電路板設(shè)計環(huán)境，它首先將調(diào)入的網(wǎng)

28、絡(luò)表翻譯成可以執(zhí)行的宏命令，然后執(zhí)行宏命令將元件封裝和網(wǎng)絡(luò)放置到電路板上，若在調(diào)入的過程中出現(xiàn)錯誤，可以在該編輯器內(nèi)修改錯誤。4.畫元件封裝圖有些元件的封裝在封裝庫中是找不到的，例如LCD1602A、CAT1025、SPX1117等，所以在畫元件封裝時最好預(yù)備一把好的卡尺來測量元件的尺寸。啟動FILE/NEW菜單，在窗口中雙擊PCB Library Document圖標，就進入了元件封裝編輯窗口。下一步進入元件封裝圖向?qū)?.放置設(shè)計對象。(1)元件封裝的放置與屬性設(shè)置。使用PCB管理器的元件封裝庫管理功能放置元件封裝，若沒有所需的元件封裝，則按照所查資料進行使用，選好了封裝后，單擊PLACE按

29、鈕可以放置封裝了；(2)銅膜線的放置與屬性設(shè)置。手工走線需要使用Place/Interactive Routing菜單，單擊工具箱上的畫線工具，光標變成十字，然后用鼠標將光標放置到線的起點，單擊鼠標左鍵，就可以拽出一根線，若需要轉(zhuǎn)彎就單擊鼠標左鍵一次，單擊鼠標右鍵結(jié)束畫線；(3)焊盤與它的屬性。使用Place/Pad 菜單，鼠標變成十字，移動鼠標到要放置焊盤的位置單擊鼠標左鍵，則焊盤放置在所需位置；(4)過孔與它的屬性。使用Place/Via菜單，鼠標變成十字，移動鼠標到要放置過孔的位置單擊鼠標左鍵，則過孔放置在所需位置；6.人工布線PROTEL 99SE具有強大的自動布線功能，設(shè)計者只要事先

30、做好布局，自動布線的成功率非常高，但本次設(shè)計中涉及的芯片引腳較多，接口電路比較復(fù)雜，因此采用手動布線方式。先在電路板的禁止層(Keep out) 定義電路板的板框尺寸，將元件封裝一一放置在電路板圖上，排列整齊，用放置銅膜線工具畫銅膜線，由于本次設(shè)計是雙層板，有時需要在畫線途中更換電路板層，會加一個過孔進行連線，連接封裝時要注意電源引腳，本次設(shè)計有兩個不同電壓：3.3V和5V，3.3V為LPC2131電源，將其所有電源引腳都接入3.3V 電壓，5V為LCD電壓，個個芯片都有自己的電壓。注意布線的優(yōu)先次序，CPU應(yīng)優(yōu)先布線，注意布線安全間距的設(shè)定，包括走線、焊盤、過孔等之間必須保持的距離，布線完成

31、后加在PCB中的圖形是否會造成信號短路，擺放位置是否明確清晰。元件布局時以每個功能電路的核心元件為中心，圍繞它來進行布局，布局時元器件應(yīng)均勻、整齊、緊湊地排列在PCB上，為手工布線提供方面。第4章 系統(tǒng)板的調(diào)試完成原理圖和PCB板的制作，接下來就是要焊接電路板了。本次課程設(shè)計是基于LPC2131微控制器的系統(tǒng)板來實現(xiàn)通過GPRS進行數(shù)據(jù)傳輸，并在LCD上顯示數(shù)據(jù)。焊接好電路板后，就是進行關(guān)鍵的環(huán)節(jié)調(diào)試。4.1 電源部分、JTAG口、復(fù)位部件、系統(tǒng)時鐘驗證用萬用表量得電壓輸出端電壓正常穩(wěn)定，沒有出現(xiàn)短路現(xiàn)象。我們接著在PACK板上插入CPU，嘗試用板上的JTAG口向CPU燒入單路LED燈閃爍程序

32、。具體程序如下：#include "config.h" const uint32 LED1 = (1 << 18);/ P1.18控制LED1，低電平點亮 void DelayNS (uint32 dly)uint32 i;for ( ; dly>0; dly-)for (i=0; i<50000; i+); int main (void) PINSEL1 = 0x00000000;/ 設(shè)置管腳連接GPIOPINSEL2 = PINSEL2 & (0x08);/ P125:16連接GPIOIO1DIR = LED1;/ 設(shè)置LED1控制口為輸

33、出while (1)IO1SET = LED1;/ LED1熄滅DelayNS(50);IO1CLR = LED1;/ LED1點亮DelayNS(50); return 0;/ add user source code 然后在選取的P1.18口臨時外接一個上拉電阻串聯(lián)一個LED，之后接電源。電路采用了灌電流的驅(qū)動方式來驅(qū)動LED閃爍，當P1.18輸出低電平時，LED點亮；當P1.18輸出高電平時，LED熄滅。程序運行后，LED發(fā)光，結(jié)果表明，電源電路、JTAG接口、RESET電路、系統(tǒng)時鐘、ISP跳線及CPU工作正常，可以正常使用。4.2 串口及GPRS接口電路調(diào)試在上述驗證成功的基礎(chǔ)上，驗

34、證UART0和UART1的通信是否正常。采取了UART0口通信實驗程序，它采用查詢方式，通過串口接受上位機發(fā)送的字符串，然后送回上位機，并顯示。具體程序如下：#include "config.h"/* 函數(shù)名稱 ：DelayNS()* 函數(shù)功能 ：長軟件延時。* 入口參數(shù) ：dly延時參數(shù)，值越大，延時越久* 出口參數(shù) ：無*void DelayNS (uint32 dly)uint32 i;for ( ; dly>0; dly-)for (i=0; i<50000; i+);#defineUART_BPS115200/ 串口通訊波特率* 函數(shù)名稱 ：UART0

35、_Init()* 函數(shù)功能 ：串口初始化，設(shè)置為8位數(shù)據(jù)位，1位停止位，無奇偶校驗，波特率115200。* 入口參數(shù) ：無* 出口參數(shù) ：無*void UART0_Init (void)uint16 Fdiv;U0LCR = 0x83;/ DLAB=1,允許設(shè)置波特率Fdiv = (Fpclk / 16) / UART_BPS;/ 設(shè)置波特率U0DLM = Fdiv / 256;U0DLL = Fdiv % 256;U0LCR = 0x03;/* 函數(shù)名稱 ：UART0_GetByte()* 函數(shù)功能 ：從串口接收1字節(jié)數(shù)據(jù)，使用查詢方式接收。* 入口參數(shù) ：無* 出口參數(shù) ：接收到的數(shù)據(jù)*/

36、uint8 UART0_GetByte (void)uint8 rcv_dat;while (U0LSR & 0x01) = 0);rcv_dat = U0RBR;return (rcv_dat);/* 函數(shù)名稱 ：UART0_GetStr()* 函數(shù)功能 ：從串口接收* 入口參數(shù) ：s指向接收數(shù)據(jù)數(shù)組的指針*n接收的個數(shù)* 出口參數(shù) ：無*/void UART0_GetStr (uint8 *s, uint32 n)for ( ; n>0; n-)*s+ = UART0_GetByte();/* 函數(shù)名稱 ：UART0_SendByte()* 函數(shù)功能 ：向串口發(fā)送字節(jié)數(shù)據(jù)，并

37、等待發(fā)送完畢，查詢方式。* 入口參數(shù) ：dat要發(fā)送的數(shù)據(jù)* 出口參數(shù) ：無*/void UART0_SendByte (uint8 dat)U0THR = dat;while (U0LSR & 0x40) = 0);/ 等待數(shù)據(jù)發(fā)送完畢/* 函數(shù)名稱 ：UART0_SendStr()* 函數(shù)功能 ：向串口發(fā)送一字符串* 入口參數(shù) ：str要發(fā)送的字符串的指針* 出口參數(shù) ：無*/void UART0_SendStr (uint8 const *str)while (1)if (*str = '0')break;/ 遇到結(jié)束符，退出UART0_SendByte(*str

38、+);/ 發(fā)送數(shù)據(jù)/* 函數(shù)名稱 ：main()* 函數(shù)功能 ：從串口UART0接收字符串如"Hello ARM2131!"，并發(fā)送回上位機顯示。* 調(diào)試說明 ：需要PC串口顯示終端軟件如EasyARM.exe。*/int main (void)uint8 snd32;PINSEL0 = 0x00000005;/ 設(shè)置I/O連接到UART0UART0_Init();/ 串口初始化UART0_GetStr(snd,18);/ 從串口接收字符串DelayNS(10);UART0_SendStr(snd);/ 向串口發(fā)送字符串DelayNS(10);while (1); retu

39、rn 0;/* End Of File*/編譯程序，進入調(diào)試環(huán)境，全速運行程序，打開串口終端軟件EasyARM.exe輸入任意字符“HELLO ARM2131”，在接受終端看到同樣字符，實驗證明，UART0端口工作正常。對于UART1端口的驗證，只要將上述軟件的PINSEL0位地址設(shè)置I/O連接到UART1端口就可。運行成功后，證明兩個串口工作正常。4.3 A/D轉(zhuǎn)換測量電路為了驗證A/D轉(zhuǎn)換的正確性，在輸入端口我們加入了可調(diào)電阻，利用已有程序，在CPU的P0.30口輸入可變電壓。其具體程序為：按照程序，A/D轉(zhuǎn)換的結(jié)果顯示在與UART0相連接的計算機上，通過串口顯示終端軟件EasyARM.e

40、xe，顯示結(jié)果。在調(diào)節(jié)可變電阻的過程中，數(shù)值從0100mV3000mV的范圍內(nèi)變化，基本符合我們的設(shè)計要求。流程圖如圖4-1所示：圖4-1 A/D轉(zhuǎn)換流程圖4.4 LCD顯示屏調(diào)試將 LCD 插入插槽內(nèi)，連接好線路，通電后，LCD屏有亮光出現(xiàn)，說明LCD工作正常，再輸入程序，顯示屏沒反應(yīng)，并沒有出現(xiàn)我們希望的結(jié)果，經(jīng)檢查，軟件無任何問題，是硬件發(fā)生了故障，可能是接線出現(xiàn)了問題，我們看了看程序，發(fā)現(xiàn)了電路板上兩根接線發(fā)生錯誤，用刀片把電路板上的引線劃掉，重新連接兩根引線，再次輸入程序，LCD屏出現(xiàn)了我們想要的結(jié)果。比如輸入以下一段程序，LCD屏會顯示“the voltage is: 0973mV

41、”，調(diào)節(jié)可變電阻電壓發(fā)生變化，說明LCD調(diào)試成功。第5章 結(jié)論隨著科技和工藝的進步，32位單片機的優(yōu)勢會更加突顯出來，將會成為嵌入式系統(tǒng)的主流。在32位嵌入式系統(tǒng)中，基于ARM的應(yīng)用占據(jù)了大部分份額,ARM可以當作功能強大的單片機使用。通過本次課程設(shè)計,我們掌握了基于GPRS的無線傳感網(wǎng)節(jié)點硬件系統(tǒng)的設(shè)計方法,不僅又一次鞏固了課堂上學到了理論知識,如Protel 99SE,單片機原理,還學到了本次設(shè)計所要學習的新知識,如Philips LPC2131、GPRS、LCD以及本次設(shè)計所需要的一些芯片，并且通過焊接電路板也進一步鍛煉了我們的動手能力，掌握了它們的基本原理和實際應(yīng)用。參考文獻1

42、0;孫利民，李建中.無線傳感器網(wǎng)絡(luò).北京：清華大學出版社，20052 崔莉，鞠海玲.無線傳感器網(wǎng)絡(luò)研究進展.計算機研究與發(fā)展，20053 文志成, 張偉.GPRS網(wǎng)絡(luò)技術(shù).北京:電子工業(yè)出版社, 2005,64 周立功. ARM微控制器基礎(chǔ)與實戰(zhàn).北京: 北京航空航天大學出版社,2003,115 杜春雷. ARM體系結(jié)構(gòu)與編程. 北京: 清華大學出版社，2006g an employment tribunal claiEmployment tribunals sort out disagreements between employers and employees.You may need

43、to make a claim to an employment tribunal if:· you don't agree with the disciplinary action your employer has taken against you· your employer dismisses you and you think that you have been dismissed unfairly.For more information about dismissal and unfair dismissal, see Dismissal

44、.You can make a claim to an employment tribunal, even if you haven't appealed against the disciplinary action your employer has taken against you. However, if you win your case, the tribunal may reduce any compensation awarded to you as a result of your failure to appeal.Remember that

45、in most cases you must make an application to an employment tribunal within three months of the date when the event you are complaining about happened. If your application is received after this time limit, the tribunal will not usually accept i.If you are worried about how the time limits apply to

46、you, take advice from one of the organisations listed under Further help.Employment tribunals are less formal than some other courts, but it is still a legal process and you will need to give evidence under an oath or affirmation.Most people find making a claim to an employment tribunal challen

47、ging. If you are thinking about making a claim to an employment tribunal, you should get help straight away from one of the organisations listed under Further help.If you are being represented by a solicitor at the tribunal, they may ask you to sign an agreement where you pay their fee out of y

48、our compensation if you win the case. This is known as a damages-based agreement. In England and Wales, your solicitor can't charge you more than 35% of your compensation  if you win the case.If you are thinking about signing up for  a damages-based agreement, you should make sure

49、 you're clear about the terms of the agreement. It might be best to get advice from an experienced adviser, for example, at a Citizens Advice Bureau.  To find your nearest CAB, including those that give advice by e-mail, click on nearest CAB.For more information about making a claim to

50、 an employment tribunal, see Employment tribunals.The (lack of) air up there Watch mCayman Islands-based Webb, the head of Fifa's anti-racism taskforce, is in London for the Football Association's 150th anniversary celebrations and will attend City's Premier League match at Chelsea

51、on Sunday."I am going to be at the match tomorrow and I have asked to meet Yaya Toure," he told BBC Sport."For me it's about how he felt and I would like to speak to him first to find out what his experience was."Uefa has opened disciplinary proceedings against CSKA 

52、;for the "racist behaviour of their fans" during City's 2-1 win.Michel Platini, president of European football's governing body, has also ordered an immediate investigation into the referee's actions.CSKA said they were "surprised and disappointed" by Toure's

53、 complaint. In a statement the Russian side added: "We found no racist insults from fans of CSKA."Age has reached the end of the beginning of a word. May be guilty in his seems to passing a lot of different life became the appearance of the same day; May be back in the past, to oneself the paranoid weird belief disillusionment, these days, my mind has been very messy, in my mind constantly. Always fe