基于C8051F020的无线数据传输系统的设计

基于Ｃ８０５　１Ｆ０２０的无线数据传输系统的设计　黄志鹏王双张敏池婵媛傅媛浙江师范大学行知学院浙江金华３２１００４　【摘要】本文介绍了高速Ｓ　０Ｃ　８　０　５　１　Ｆ系列０　２　０单片机的性能优势，结合内部ＡＤｃ采集资源，将采集到的数据通过无线数据模块ＮＲＦ　９　０　５　实时传输并用５　５　１　０液晶实时显示采集发送的数据。着重论述了ＡＤ　ｃ数据采集和ＮＲＦ　９　０　５无线模块及液晶的硬件连接和软件设计方案。　【关键词】０８０５１　０２０　ＡＤＣ　Ｎ￣Ｆ９０５　５５１　０液晶　中图分类号：Ｆ４９　文献标识码：Ｂ　文章编号：１００９—４０６７（２０１０）０６—５３－０２　８０５１ＦＣ系列单片机是Ｃｙｇｎａｌ公司一种典型的高性能单片机，寻求应　ＥＩＥ１＆＝０ｘ０４；　ＡＤ０ＥＮ＝１　ｔ　用系统在芯片上的最大化解决，是完全集成的混合信号系统级芯片，随着半　导体生产技术的不断发展，集成度越来越高，对嵌入式控制技术可靠ｌ生要求　也越来越高，从而产生了片上系统这一新概念。本文采用Ｃ８０５ｌＦ０２０高性　能单片机为基础，介绍在无线数据传输系统中的应用。　１、Ｃ８０５１Ｆ０２０单片机简介　Ｃ８０５１Ｆ０２０单片机是Ｃ８０５１Ｆ系列单片机中功能较全的，最具代表性的　一款。具有Ｃｙｇｎａｌ公司独具的ＣＩＰ一５１控制内核，除了具有标准８０５１的数　字外设外，片内还集成了控制系统或数据系统所需的模拟和数据外设，使８　位单片机重新焕发生命力，器运行速度最高可达每秒２５ＭＩＰＳ。对ＣＩＰ一５１　内核，７０％的指令执行时间为１个或２个系统时钟周期，只有４条指令周期　的执行时间需要４个以上的系统时钟周期。向用户提供多大２２个中断源，允　许大量的模拟和数字外设中断微控制器。ＣＩＰ还有多大７个复位源。　１．１　Ｃ８０５１Ｆ０２０单片机的内部资源　Ｃ８０５ＩＦ０２０单片机是Ｃ８０５１Ｆ系列中一个比较有代表性的型号，具有６４　个数字Ｉ／Ｏ引脚，可在工业温度范围内（一１５～＋８５℃）内２．７～３．６Ｖ间工　作，全部Ｉ／Ｏ耐５Ｖ电压输入。　２、系统设计　本系统以Ｃ８０５１Ｆ０２０为核心，由于其内部资源丰富，所需外围电路极　少。系统主要由８路模拟信号输入、５１１ｏＫ晶模块、ＮＲＦ９０５无线模块等组　成，　图１系统硬件框图　２．１．１　Ｃ８０５ＩＦ０２０内部基准电压发生器　Ｃ８０５１Ｆ０２０单片机内部集成有电压基准电路，由一个Ｉ．２Ｖ，１５ｐｐｍ／　℃（典型值）的带隙电压基准发生器和一个两倍增益的输出缓冲放大器组　成。内部基准电压通过　引脚连到　０引脚。在　口引脚＝］＝ＡＧＮＤ之　间接入０．１ｕｆ￣４．７ｕｆ的旁路电容。将基准电压控制寄存器ＲＥＦＯＣＮ配置成　使能内部基准发生器、选择ＡＤ　Ｃ　０电压基准取自内部基准电压，即　ＲＥＦ０ＣＮ＝０ｘ０３　基准电压控制器ＲＥＦＯＣＮ的格式如图２　图２　ＦＩＥＦＯＣＮ控制寄存器单元　２．１．２、Ｃ８０５ＩＦ０２０单片机内部ＡＤＣ　选择内部电压基准后，可直接将Ｃ８０５１Ｆ０２０端口ＡＩＮ．　ＡＩＮ．７外接　待测的模拟输入电压，范围０＜　＜１５，即输入待测的模拟电压需在０～２．　４Ｖ之间方可有效测量。　２．１．２、Ｃ８０５１Ｆ０２０的ＡＤＣ程序设计　Ｃ８０５１Ｆ０２０单片机的ＡＤＣ程序设计主要分为两部分，采用查询法采　集，一是ＡＤＣ的初始化，二是ＡＤＣ数据采集子函数　ｖｏｉｄ　ＡＤＣ０＿Ｉｎｉｔ（）　／／ＡＤＣ初始化　｛　ＡＤＣＯＣＮ＝０ｘ８０ｌ　／／ＡＤＣ０禁止，跟踪模式当定时器３溢出时　／／ＡＤＣ０转化开始数据右对齐　ＡＭＸＯＣＦ＝ＯｘＯ０　ｔ　ＲＥＦＯＣＮ＝０ｘ０３　Ｉ　／／ＶＲＥＦ和ＶＲＥＦ输出缓存器　ＡＭＸＯＳＬ＝０ｘ００｝　／／选择多路模拟输出　ＡＤＣＯＣＦ＝（ＳＹＳＣＬＫ／５００００００）＜＜３　Ｉ／／转化时钟５Ｍ　ＡＤＣＯＣＦ＆＝　０ｘ０７　／／ＰＧＡ＝ｌ　ＥＩＥ２＆＝　０ｘ０２ｌ　／／禁止ＡＤＣ中断　ＥＡ＝ｌｔ　ｌ　ｕｎｍｇｎｅｄ　ｉｎｔ　ＡＤＣ０￣ｅｔ（ｕｎｓｉｇｎｅｄ　ｃｈａｒ　ｃｈａｎｎｅ１）／／ｃｈａｎｎｅｌ为　ＡＤＣ通道选择　｛　ｕｎｓｉｇｎｅｄ　ｉｎｔ　ｔｅｍｐｌ，ｉ　ＡＭＸ０ＳＬ＝ｃｈａｎｎｅｌ　ｔ　／／选择ＡＤＣ０通道ＡＩＮ００　０７，０８为温度　传感器　ｆｏｒ（ｉ＝０；ｉ＜２０Ｉｉ＋＋）；　／／选择通道后需延时一小会　ＡＤ０ｒＮＴ＝０。　／／软件清ＡＤＣ０转换结束中断标志　ＡＤ０ＢＵＳＹ＝ｈ　／／开始ＡＤ转化　ｗｈｉｌｅ（ＡＤＯＩＮＴ＝＝Ｏ）；　／／待转化结束　ｔｅｍｐｉ＝ＡＤＣ０；　／／采集值转移　ｆ０ｒ（ｉ＝０，ｉ＜ｌＯ；ｉ＋＋）｝　ｒｅｔｕｒｎ（ｔｅｍｐｉ）；　｝　２．２Ｃ８０５１　Ｆ０２０１／０口与ＮＯＫＩＡ５５１０液晶端口连接　如图　５５ｌ０液晶　图３　Ｃ８０５１Ｆ０２０与５１１０液晶接口　ＮＯＫＩＡ５５１０液晶是４８×８４点矩阵ＬＣＤ，采用串行总线协议，时序如　图４所示：　Ｄ．芒　图４串行总线协议传送一个字节　２．３　Ｃ８０５１Ｆ０２０与ＮＲＦｇ０５无线模块的端口连接　ＲＥｇ０５模块使用Ｎｏｒｄ／ｃ公司的ｎＲ　晒芯片开发而成。ＲＦｇ０５单片无线　收发器工￣Ｅ４３３／８６８／９１５ＭＨＺ的ＩｓＭ｛殿由—个完全集成的频率调制器—个　带解洱　收器—　体震荡器秆—　哥　器组成　砸　ｕｒｓｔ　工作模式的特点是自动产生前导码和ＣＲＣ可以很容易通过ｓＰＩ接口进行编　程配置电流消耗很低在发射功率为＋１０ｄＢｍ时发射电流为３ＯｍＡ接收电流为　１２．５ｍＡ。￣／ｋ．ＰＯＷＥＲＤＯＷＮ模式可以很容易实现节电。硬件连接、程序设　计都比较简单，目前市场上应用非常广泛。与Ｃ８０５１Ｆ０２０］￣ｉｔ：连接如图５　趣　１＝２　３．３Ｖ｝　霉‘　：　Ｐｔ　Ｐ　Ｌ０　１’ＲＸ｛ｅＥ：　譬Ｂ　：　挪　ｌ｝：　—　ｌ０　：　Ⅱ　｝１　Ｐ２６　ＡＭ｝！：　ｌｎ　：　珊　Ｐ２　ｏｏｌ　０　Ｐ０１　ＰＯＤ　№ＳｇＫｌ　１３ｌ４　：　洲　ｐ０　１　６　＿Ｊ　—姆ｌＳ～　Ｌ　｝ⅡＬ＾ＤＥ　Ｒ９Ⅺ　　｛图５　ＮＲＦ９０５端口连续图　２．３．１数据传输软件设计４　典型的ＲＦ９０５发送流程分以下几步：　Ａ．当微控制器有数据要发送时，通过ＳＰＩ接口，按时序接（转下页）　２０１０・０６　中国电子商务．＿　５３　数据挖掘技术在高校图书馆中的应用　李学峰魏吉宏山东经济掌院山东济南２５　０　０１　４　【摘要】本文介绍了数据挖掘的概念，分析了高校图书馆信息化现状，提出高校图书馆的数据挖掘需求，并详细阐述了数据挖掘在　高校图书馆资源建设、读者服务等领域的应用。　【关键词】数据挖掘高校图书馆信息化　中图分类号：Ｇ２５０文献标识码：Ｂ文章编号：１　００９—４０６７（２０１　０）０６．５４．０】　随着信息技术的迅速发展和信息化的深入，信息技术在高校图书馆　中应用的卓越成效已经初步显现。图书馆通过文献管理系统开展各项业　务的同时，积累了大量的数据，如来自业务系统的图书采访、馆藏分布、　读者信息、借还记录等资料，这是一笔宝贵的财富。我们迫切需要强有　力的工具来挖掘其中有用的信息，把这些庞大的数据转化为知识，进而　为图书馆各项业务决策提供支持，以进一步提高图书馆为读者提供服务　的质量和水平。　一、数据挖掘的概念　系统的流通数据，历史采购数据、查询系统的各种查询数据等。利用模糊聚　类分析技术，通过对图书馆业务系统的借阅、流通状况、检索请求及馆藏书　目库进行分析挖掘，按类统计文献拒借集合频繁借阅集，并以此分析出文献　的利用率，及时补充短缺的文献，剔除过时的文献或减少部分文献的采购复　本量　运用关联分析技术，对用户每次借阅的文献进行关联分析，发现各类　文献间的关联规则或比例关系，可为各学科文献的采访工作提供分析报告和　预测报告，优化馆藏资源建设。　２．调整馆藏布局　数据挖掘，又称数据库中的知识发现，是从大量不完全的、有噪声的、　模糊的、随机的数据集中，提取隐含在其中的、人们事先不知道的、但又是　潜在的、有用的信息和知识的过程，提取的知识表示为概念、规则、规律、模　式等形式。数据挖掘是对庞大的数据集或数据库进行分析，目的是发现隐含　在其中的、未知的关系，并以数据拥有者可以理解的方式将挖掘出的信息用　于指导决策。数据挖掘技术可以帮助人们从数据库，特别是数据仓阵的相关　数据集中提取出感兴趣的知识、规则或更高层次的信息，并可以帮助人们从　不同程度上去分析它们，从而可以更加有效地利用数据库或数据仓库的数据。　数据挖掘与传统分析工具不同，数据挖掘使用的是基于发现的方法，　运用模式匹配和其它算法决定数据之间的重要联系，其任务是从数据中　发现模式。数据挖掘主要致力于知识的自动发现，是知识发现研究在数　据库系统中的延伸。随着网络的发展以及相关应用需求的提高，数据挖　掘技术也呈现出其发展趋势，即可伸缩的数据挖掘方法、数据挖掘系统　和Ｗｅｂ数据库系统的集成，可视化数据挖掘，复杂数据类型挖掘等。　流通借阅日志包含读者类型、文献特征、借阅期限等方面的信息，通　过对以上历史数据运用分类算法进行分析，可以发现借阅频率较高的图书类　别和增幅较大的图书类别，这些信息有助于规划图书采购、合理排架、调整　库位等。借阅频繁、借阅量大的图书类别在上架时根据排架规则尽可能放在　易于查找的书架上，并以量化的方式反馈给采访部门加大采购力度。增幅较　大的图书在上架时要预留架位，避免频繁倒架，分类算法在图书馆中的应用　可以大大减轻了上排架的工作量，提高了工作效率，使馆藏布局更加合理，　缩短了读者查找文献的时间。　３．提供个性化的读者服务　图书馆个性化服务是基于读者的信息使用行为、习惯、偏好和特定需　求．向读者提供满足其个性化需求的信息内容和功能的一种服务。我们可以　二、高校图书馆信息化现状及数据挖掘需求　目前，国内的高校图书馆大都实现了日常业务的自动化集成管理，绝　大多数图书馆都购买或建立了数据库管理信息系统。图书馆集成管理系统　每天都会产生大量的统计数据和表单，它们对图书馆了解读者的借阅兴　趣、图书采购、信息咨询等业务都有着很强的指导作用。如何充分利用这　些日益增长的海量数据，从中找到有用的信息，迫切需要一种强有力的数　据分析处理工具介入到图书馆自动化系统中来，为图书馆工怍提供技术和　决策支持。随着数据和数据库的急剧增长，现有的信息管理系统中的数据　分析工具已无法适应新的需求，因为无论是查询、统计还是报表，其处理方　式都是对数据进行简单的数字处理，而不能对这些数据进行深层次的处理。　人们希望能够提供更高层次的数据分析功能，自动和智能地将待处理的数　据转化为有用的信息和知识。数据挖掘正好为我们提供了解决上述问题的　有效方法，它通过对海量数据的分析，发现数据之间的潜在联系，为我们提　供科学的决策，更好地为图书馆的管理、科研和教学服务。　数据挖掘作为需求分析的一种新技术，能很好地从图书馆的借还历史　数据中分析读者需求。图书馆拥有海量的数据，通过数据挖掘能对庞杂的数　据进行科学的梳理和细分，从中“发现　潜在的规律，那么图书馆的潜力和　价值将被最大程度地释放。　对读者借阅的历史数据运用关联规则进行挖掘，挖掘读者的兴趣爱好，掌握　读者的借阅习惯，预测读者的信息需求，建立读者的兴趣模型，提供主动的　个性化服务。如：　个性化定制。图书馆员利用挖掘得到的结果，按照读者的信息需求，为　读者组织有针对性的高质量信息。读者不再为查找某方面的资料而翻阅成百　上千的书刊，大大节省了读者的宝贵时间。　个性化推送。当读者咨询时，根据读者的兴趣度，推介相关专题信息。　当发现新的读者关注的信息时，通过Ｅｍａｉｌ告知读者；跟踪读者的兴趣变化，　发现读者对信息的最新需求。　四、结束语　数据挖掘是一门年轻的技术，也是一种增值服务。我们需要将数据　挖掘的理论研究与实际应用结合。解决现实问题，让数据挖掘结果的应　用推动高校图书馆服务系统的完善。目前，数据挖掘技术在高校图书馆　的应用还处于起步阶段，但是由于其在数据处理、分析以及信息挖掘等　方面所表现出的巨大潜力，随着数据库的不断扩容、个性化服务理念的　不断深入，数据挖掘技术将在图书馆的应用中大放异彩，从而提升图书　馆的服务质量和水平，使高校图书馆在高校发展过程中发挥更为重要的　作用。　参考文献：　［１］石军，数据挖掘在高校图书馆的应用，江西图书馆学刊，２　００　５（９）．　【２］赵雷，数据挖掘技术在高校图书馆中的应用，科技情报开发与经济，　２　０　０９（３）．　三、数据挖掘技术在高校图书馆中的应用　数据挖掘技术在高校图书馆中的应用主要集中在优化馆藏资源建设，　调整藏书布局和根据读者的不同需求提供个性化服务等方面。　１．优化馆藏资源建设　【３］梁克远，基于数据挖掘的高校图书馆个性化服务研究，内蒙古科技与　经济，２　００　８（９）．　［４］赵春燕，数据挖掘技术及其在高校图书馆的应用，北京政法职业学院　学报，２　００　７（３）．　图书馆每天产生大量可以对采访工作产生指导作用的数据，如自动化　（接上页）收机的地址和要发送的数据送传给ＲＦ９０５，ＳＰＩ接口的速率　在通信协议和器件配置时确定；　Ｂ．微控制器置高ＴＲＸ—ＣＥ和ＴＸ　ＥＮ，激发ＲＦ９０５的发送模式｝　Ｃ．ＲＦ９０５的发送：　ＮＲＦ９０５模块中有３２个有效发射数据宽度，将ＡＤＣ采集到的数　据进行转化后分别放在待发射的数据缓冲寄存器中准备无线传输。在启动数　据传输时需先对ＮＲＦ９０５模块进行初化配置。　参考文献：　［１］童长飞．Ｃ　８　０５１Ｆ系列单片机开发与Ｃ语言编程【Ｍ】，北京：北京航空　航天大学出版社，２　０　０　５：５　６　１　０１．　【２】鲍可进．ｃ　８　０　５１　Ｆ单片机原理及应用【Ｍ］，北京：中国电力出版社，　２００６：１　２　９，２　００　２　３５．　（１）射频寄存器自动开启；　（２）数据打包（加字头和ＣＲＣ校验码）；　（３）发送数据包；　（４）当数据发送完成，数据准备好引脚被置高；　Ｄ．ＡＵＴＯＡ￣－＇ｔ＇ＲＡＮ被置高，ＲＦ９０５不断重发，直到＂Ｉ］ＬＸ＿ＣＥ被置低；　Ｅ．当＇ＩＲＸ＿ＣＥ被置低，Ｒｂ－９￣发送过程完成，自动进＾空闲模式。　基金项目：　浙江省大学生科技创新项目。　．　５４　中国电子商务《２０１０．０６