一种基于PSoC的无线静载仪采集系统的设计

2系统硬件设计

　　2.1 CY8C24894可编程片上系统

　　CY8C24894是一种高速低功耗的芯片，内含的M8C处理器工作频率最高可为24 MHz，工作电源为3．3 V或5 y。CY8C24894内含1个XRES引脚支持系统内串行ISSP编程和外部复位控制。并且，CY8C24894不需要外部晶振驱动便可以开始工作。CY8C24894包含7个lO端菅口：Port0、Polt1、Polt2、Port3、Port4、Port5 和 Port7，共49个GPIO。模拟系统包括2列6个可编程模拟模块和模拟互联逻辑，数字模块包括1行4个可编程数字模块和数字互联逻辑，另CY8C24894片上还集成了16 KB的Flash程序存储器，1 KB的SRAM数据存储器。

　　可编程片上系统CY8C24894集成了全速USB通信模块、2个带32位累加的高速8位乘法器、多个SPI主、从设各、6～14位模数A／D转换器、滤波器、最大增益为48的可编程增益放大器PGA、6～9位模数D／A转换器、电压比较器等片上资源。

　　2.2无线模块

　　射频芯片采用CYRF7936芯片，为40引脚的QFN封装芯片。工作的ISM频段为2．4 GHz～2 483 GHz，工作电压为1．8 V～3．6 V，支持速度为4 MHz的sPI微控制器接口，需外接12 MHz的晶振。

　　CyFi无线射频技术是Cypress公司2008年底提出的面向嵌人式控制领域的一款低成本＼低功耗、高可靠性的无线射频解决方案，工作于无许可限制的2，4 GHz［SM频段。CyFi无线射频解决方案由PSoC控制核心、无线射频收发器和CyFi星型网络协议栈组成。PSoC可编程片上系统包含了CyFi星型网络协议栈预配置固件用户模块，并以源代码的形式提供了全部应用程序的接口，总共只需8个API指令便能完成设计。CyFi收发器输出功率高达＋4 dBm，接收灵敏度高达－97 dBm，能实现跳频传输和DSSS调制抗干扰，并能根据链接管理需求，自动调节传输数据速率，以1 Mbis、250 kb／s或125 kb／s的速率进行通信。

　　2.3传感器模块

　　本设计中位移子节点采用岩土工程监测中常用的数字容栅式位移传感器MS50，其分辨率为0．01 mn1，精度为±0 03 min，电子容栅式位移传感器MS50的输出信号如图2所示，分为CLK和DATA两路信号进行传输⊙由示波器检测输出信号可知：信号的头尾为标志位，且为4位高电平值。位移传感器MS50每250 Ins传输一帧48位的数据包，这个数据包由各分为24位的两组数据组成。其中，后一组数据为前一组数据减去基准零值后的差值，即为前一组数据的倒相输入。

　　图2位移传感器输出信号格式

　　MS50传感器的输出时钟频率为90 kHz，出现标志位后，时钟信号第一次有电平向下跳变时，开始读取数据信号上的信息，直到尾部标志位出现为止。采集到的数据经过转换后，输出DATA和CLK两个信号，供CY8C24894读取。