湖南科技大學畢業(yè)設計（論文）題目網(wǎng)絡化智能太陽能殺蟲設備的硬件設計作者肖盛斌學院信息與電氣工程學院專業(yè)通信工程學號1004040109指導教師陳君二一四年月日湖南科技大學大學學士學位論文學術規(guī)范聲明本人鄭重聲明此處所提交的學士學位論文網(wǎng)絡化智能太陽能殺蟲設備的硬件設計，是本人在老師指導下，在湖南科技大學本科畢業(yè)設計期間獨立完成的。據(jù)本人所知，論文中除已注明部分外不包含他人已發(fā)表或撰寫過的研究成果。對本文因任何涉及學術不端所造成的結果將完全由本人承擔。作者簽字日期年月日湖南科技大學畢業(yè)設計（論文）任務書信息與電氣工程院通信系（教研室）系（教研室）主任（簽名）年月日學生姓名肖盛斌學號1004040109專業(yè)通信1設計（論文）題目及專題網(wǎng)絡化智能太陽能殺蟲設備的硬件設計2學生設計（論文）時間自2014年2月16日開始至6月5日3設計（論文）所用資源和參考資料（1）嵌入式系統(tǒng)開發(fā)與設計相關資料與教材；（2）微機原理及接口技術相關資料與教材；（3）電子線路設計（PROTEL的應用）；（4）各類網(wǎng)絡化、智能、太陽能殺蟲設備的硬件設計期刊、論文、應用。4設計（論文）完成的主要內(nèi)容設計網(wǎng)絡化智能太陽能殺蟲設備，增強太陽能殺蟲設備的可操作性。系統(tǒng)主要由嵌入式作為微處理器及其外圍電路構成。通過無線傳感器網(wǎng)絡ZIGBEE作為網(wǎng)絡化的通信協(xié)議，設計可交互的智能太陽能殺蟲設備（1）網(wǎng)絡化智能太陽能殺蟲設備的需求分析；（2）網(wǎng)絡化智能太陽能殺蟲設備設計方案比較、選擇；（3）以嵌入式微處理器的網(wǎng)絡化智能太陽能殺蟲設備處理核心；（4）整個系統(tǒng)硬設計正確，考慮相關應用；（5）能對的可以對系統(tǒng)進行必要擴展，如顯示等。5提交設計（論文）形式（設計說明與圖紙或論文等）及要求按湖南科技大學本科生畢業(yè)設計（論文）工作規(guī)范撰寫論文，程序能夠演示，提交網(wǎng)絡化智能太陽能殺蟲設備的硬件設計原理圖、軟件程序流程圖。6發(fā)題時間2014年1月12日指導教師（簽名）學生（簽名）湖南科技大學畢業(yè)設計（論文）指導人評語指導人（簽名）年月日指導人評定成績湖南科技大學畢業(yè)設計（論文）評閱人評評閱人（簽名）年月日評閱人評定成績湖南科技大學畢業(yè)設計（論文）答辯記錄日期學生肖盛斌學號1004040409班級通信一班題目網(wǎng)絡化智能太陽能殺蟲設備的硬件設計提交畢業(yè)設計（論文）答辯委員會下列材料1設計（論文）說明書共頁2設計（論文）圖紙共頁3指導人、評閱人評語共頁畢業(yè)設計（論文）答辯委員會評語答辯委員會主任（簽名）委員（簽名）（簽名）（簽名）（簽名）答辯成績總評成績摘要隨著人們生活質(zhì)量的提高，迫切需要供應大量環(huán)保型綠色農(nóng)產(chǎn)品，在化學農(nóng)藥防治病害蟲污染農(nóng)產(chǎn)品及能源短缺等矛盾下，促使了運用物理機制防治病害蟲的太陽能殺蟲裝置發(fā)展。本設計在硬件方面，根據(jù)模塊化的設計思路，完成了太陽能充放電模塊、網(wǎng)絡化控制模塊、LED誘蟲燈模塊、高壓殺蟲模塊的方式選擇，并針對網(wǎng)絡化控制模塊進行了較詳細的硬件設計，預留處理器芯片的I/O引腳以供擴展傳感器接口，滿足多種模擬數(shù)據(jù)處理的需求。對有線控制數(shù)據(jù)傳輸方式成本高、移動性差等缺陷，在目前短距離無線通信技術的基礎上，設計并實現(xiàn)了一套基于CC2530的數(shù)據(jù)無線傳輸模塊。模塊以構建近距離、低功耗、高傳輸速率、低成本的無線通信網(wǎng)絡為標準，將ZIGBEE技術與數(shù)據(jù)傳輸技術相結合。同時，通過對太陽能這一新能源的應用，使得其能夠在不需要外部能源補充的情況下，實現(xiàn)其運行的自給自足，也加強了該系統(tǒng)的環(huán)境適應能力，使其在電力缺乏的地區(qū)也能正常運行。關鍵詞CC2530；無線傳輸；數(shù)據(jù)采集；殺蟲；太陽能ABSTRACTWITHTHEPEOPLESLIVINGSTANDARDIMPROVING,ENVIRONMENTALAGRICULTURALPRODUCTSARENEEDEDURGENTLYTHEAGRICULTURALPRODUCTSAREPOLLUTEDBYCHEMICALPESTICIDEANDENERGYISSHORTUNDERTHISBACKGROUND,SOLARINSECTICIDALLAMP,WHICHPREVENTSPESTSWITHPHYSICALMECHANISM,ISDEVELOPEDTHISDESIGNINTHEASPECTOFHARDWARE,ACCORDINGTOTHEDESIGNIDEAOFMODULARIZATION,COMPLETEDTHESOLARCHARGINGANDDISCHARGINGMODULE,NETWORKCONTROLMODULE,TRAPLAMPLEDMODULE,HIGHPRESSUREINSECTICIDALMODESELECTIONMODULE,ANDDESCRIBESINDETAILFORNETWORKEDCONTROLMODULEOFHARDWAREDESIGN,THERESERVEDPROCESSORCHIPI/OPINSFOREXPANDEDSENSORINTERFACES,MEETTHENEEDSOFAVARIETYOFSIMULATIONDATAPROCESSINGFORTHECABLEDATATRANSMISSIONWAYHIGHCOST,POORMOBILITYOFDEFECTS,ONTHEBASISOFTHESHORTDISTANCEWIRELESSCOMMUNICATIONTECHNOLOGY,DESIGNSANDREALIZESADATAWIRELESSTRANSMISSIONMODULEBASEDONCC2530MODULESTOBUILDCLOSEDISTANCE,LOWPOWERCONSUMPTION,HIGHTRANSMISSIONRATE,LOWCOSTOFWIRELESSCOMMUNICATIONNETWORK,COMBINESTHEZIGBEETECHNOLOGYANDDATATRANSMISSIONTECHNOLOGYATTHESAMETIME,THROUGHTHEAPPLICATIONOFSOLARENERGY,THENEWENERGY,MAKEITSINDONOTNEEDEXTERNALENERGYSUPPLEMENT,ACHIEVESELFSUFFICIENCYINITSOPERATIONHASSTRENGTHENEDTHEENVIRONMENTALADAPTABILITYOFTHESYSTEM,INTHELACKOFELECTRICITYAREAALSOCANNORMALOPERATIONKEYWORDCC2530WIRELESSTRANSMISSIONDATACOLLECTION；INSECTICIDESOLARENERGY目錄第一章引言111設計的背景及意義112網(wǎng)絡化智能太陽能殺蟲設備的必要性113我國殺蟲燈的發(fā)展214國內(nèi)外殺蟲燈的分類及相關性狀3141殺蟲燈按電源類型分類3142殺蟲燈按殺蟲方式分類4第二章方案的選擇與設計521方案的模塊化設計522方案的模塊選擇5221太陽能充放電模塊的選擇5222誘蟲燈的選擇6223殺蟲方式的選擇及電路設計7第三章網(wǎng)絡化控制模塊的硬件設計831網(wǎng)絡化控制的優(yōu)勢832基于CC2530的網(wǎng)絡化控制模塊的功能分析833網(wǎng)絡化控制模塊整體設計思想934網(wǎng)絡化控制模塊的硬件電路設計11341設計模塊的基本功能11342CC2530芯片介紹11343電源電路設計14344晶體振蕩器電路設計16345復位電路設計17346仿真跳線設計18347串口設計20348外接模塊設計22349LED指示燈設計243410RF天線電路設計243411硬件總體設計25第四章ZIGBEE軟件的通信編寫2741ZIGBEE技術概況和網(wǎng)路配置27411物理層（PHY）27412媒體訪問控制層（MAC）規(guī)范28413ZIGBEE網(wǎng)絡節(jié)點構成3142ZIGBEE相關仿真程序編寫31第五章結束語33參考文獻35致謝36附錄37第一章引言11設計的背景及意義上世紀70年代以后，中國在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中開始大量使用農(nóng)藥來防治病蟲害，其中難免會有一部分農(nóng)藥直接或間接的殘存于各種農(nóng)畜產(chǎn)品、水產(chǎn)品以及土壤等周圍環(huán)境中，造成農(nóng)藥的殘留。食用高毒農(nóng)藥殘留的農(nóng)產(chǎn)品，會導致人、畜急性中毒；食用農(nóng)藥殘留超標的農(nóng)副產(chǎn)品，雖然不會馬上出現(xiàn)急性中毒癥狀，但如果長期食用毒素在體內(nèi)累積，同樣會引起人和動物的慢性中毒，導致疾病的發(fā)生，更有甚影響到下一代；中國農(nóng)副產(chǎn)品質(zhì)量安全水平在這方面落后于發(fā)達國家，農(nóng)產(chǎn)品的出口多次因農(nóng)藥殘留及其它有毒有害物質(zhì)超標問題遭禁運，農(nóng)產(chǎn)品出口因農(nóng)藥殘留超標等安全問題每年經(jīng)濟損失十多億元。而且，化學農(nóng)藥防治耗費石化能源，同時也會造成了農(nóng)村環(huán)境嚴重污染。在這樣的環(huán)境下，使用環(huán)保，無害的方法來達到防治病蟲害的目的變得刻不容緩。隨著人民生活水平不斷提高，人們不再滿足于僅僅解決吃得飽的問題以后，吃得安全問題也變得倍受關注。農(nóng)藥殘留的問題已成為，農(nóng)產(chǎn)品、食品安全的主要問題。要實現(xiàn)農(nóng)產(chǎn)品、食品質(zhì)量安全，首先要做的是在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)不用或少用化學農(nóng)藥，可以采用更加環(huán)保無害的防治技術。包括農(nóng)業(yè)防治、生物防治、物理防治等結合的綜合防治技術；而在這其中，燈光誘蟲無疑是成本最低、用工最少、效果最好、副作用最小的物理防治方法。12網(wǎng)絡化智能太陽能殺蟲設備的必要性長期以來，隨著化學工業(yè)的高速發(fā)展，農(nóng)藥產(chǎn)品的產(chǎn)量和品種也隨之增多，這極大地滿足了廣大農(nóng)民防治病蟲害的需求，也促進了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展。但這也使農(nóng)民對病害蟲的防治，過分依賴化學農(nóng)藥，在這樣的環(huán)境下對農(nóng)藥亂用、濫用現(xiàn)象變得更加普遍，導致農(nóng)產(chǎn)品中的農(nóng)藥殘留嚴重超標，影響了人體健康，造成環(huán)境污染破壞。探索農(nóng)作物病蟲害的無害化防治新技術變得刻不容緩，進一步減少農(nóng)藥的使用量，生產(chǎn)無公害農(nóng)產(chǎn)品，是農(nóng)牧業(yè)發(fā)展的重點。為此國內(nèi)外從上世紀初始就已經(jīng)開始了對采用物理機制進行病害蟲防治的研究，即利用昆蟲的趨光、色、味、性等特性吸引病害蟲，再借助高壓電、水淹、熏殺，毒殺等方式將其殺死。其中以利用昆蟲的趨光性的殺蟲燈誘殺術研究最早、技術也最為成熟、發(fā)展最快。殺蟲燈主要工作原理就是利用昆蟲的趨光性，燈具設定能為夠吸引害蟲所需的波長和強度，將害蟲吸引到燈附近，發(fā)生復眼效應而眩目打燈，再利用高壓，藥物，水淹，毒殺等方式將吸引過來的害蟲除掉，這其中又屬高壓電擊效果最佳。利用昆蟲趨光性研制的殺蟲燈，高壓電擊是病害蟲物理防治技術主要發(fā)展方向?；谝巴?、邊遠山區(qū)、廣大農(nóng)村等缺電地區(qū)，殺蟲燈用電不能得到保證這一現(xiàn)實，人工的維護及控制的不方便以及遠程控制的發(fā)展趨勢，網(wǎng)絡化太陽能殺蟲設備的構想便應運而生。太陽能具有資源豐富、處處均可開發(fā)應用、取之不盡、用之不竭、無需開采和運輸、不會污染環(huán)境和破壞生態(tài)平衡等特點，通過太陽能電池的光伏效應將太陽能轉(zhuǎn)化為電能，為太陽能殺蟲燈提供電源，有巨大市場前景，同時網(wǎng)絡化的控制方法，使得人們對設備的監(jiān)控和控制變得更加的簡單和方便，這樣不僅帶來了良好的社會效益、環(huán)境效益，還具有明顯的經(jīng)濟效益，主要表現(xiàn)在（1）電源清潔穩(wěn)定、無噪聲，不會污染環(huán)境同時不受地區(qū)限制。（2）無需鋪設線路、同時可以通過網(wǎng)絡進行遠程監(jiān)控和觀察，使得人員看守及維護勞動強度得到降低等。（3）殺蟲種類多、有效期長、控制效果好。殺蟲燈一般有個峰值波和一個較寬的波段，可引誘的病害蟲種類多，對鱗翅目、雙翅目、鞘翅目、半翅目等夜出性昆蟲均有良好的誘殺效果。（4）減少環(huán)境污染，避免對天敵的殺傷，維護生態(tài)安全，促進農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。（5）可兼做病蟲測報工具。殺蟲燈具是監(jiān)測昆蟲遷飛、擴散、發(fā)生期和發(fā)生量的重要工具，有利于對害蟲全面了解，同時網(wǎng)絡化的應用，使數(shù)據(jù)的傳輸變得更加方便和及時。并且殺蟲燈具主要誘殺成蟲，將病害蟲消滅在幼蟲期前，真正達到了預防的綜合治理措施。太陽能殺蟲裝置也是許多電器廠家的新產(chǎn)品研究重點。目前國內(nèi)外雖已見到相關太陽能殺蟲裝置的研究報道，但并沒有哪家有較系統(tǒng)的將網(wǎng)絡化控制加入其中，因此研究網(wǎng)絡化太陽能殺蟲裝置對于有效防止農(nóng)產(chǎn)品病害蟲及提供無公害農(nóng)產(chǎn)品具有重要的現(xiàn)實價值。13我國殺蟲燈的發(fā)展影響昆蟲行為的環(huán)境因素很多，按自然特征可分為氣候因素，如溫度、光照、降水等；與生物因素，性、天敵等兩大類。其中光對昆蟲行為活動的影響有著特殊意義，或間接上講，光是昆蟲不可缺少的條件，不同昆蟲對光的需求各異，但昆蟲趨光行為是其行為中最為重要和普遍的。國外最早采用石蠟和乙炔燈采集昆蟲開創(chuàng)了應用昆蟲趨光性的先河；從上世紀六十年代中期以來，國外開始在較大面積上使用用黑光燈或日光燈對美國棉鈴蟲等害蟲進行誘集或驅(qū)避防治試驗。國內(nèi)也從1964年開始，在棉田和其他作物田中大面積用黑光燈防治多種害蟲，已取得一定的效果。并且國內(nèi)外從上世紀70年代開始加強了對昆蟲趨光性的研究，為采用物理機制的方式防治病害蟲提供了理論依據(jù)。國外關于殺蟲燈具的文章比較少，通過美國專利數(shù)據(jù)庫可以查到美國主要采用黑光燈和白熾燈作為病害蟲的防治，而我國根據(jù)昆蟲趨光性研制出的殺蟲燈具，品種較多，如黑光燈，高壓汞燈，雙波系列燈，頻振殺蟲燈等。下面是我國主要使用的幾種殺蟲燈具（1）白熾燈通過電流來加熱發(fā)光體至白熾狀態(tài)來發(fā)光的電光源。因此很多能量作為熱能散失，光效率低，能耗最高；白熾燈的光波只包括部分可見光段，誘蟲種類少，因此現(xiàn)在基本不用。（2）汞燈在以汞作基本元素的同時充有適量其他金屬或其他化合物的弧光放電燈；利用的汞蒸氣在放電過程中會輻射紫外線，使熒光粉發(fā)出可見光；以汞蒸氣壓力又分為低壓、高壓、超高壓三類。熒光燈、紫外燈、雙波燈、頻振燈、節(jié)能燈等均屬于低壓汞燈范疇。由于汞燈所消耗的電能大部分用于產(chǎn)生紫外線，因此，汞燈的發(fā)光效率遠比白熾燈高，是目前比較節(jié)能的電光源，誘蟲光源多使用此類；但各種汞燈之間節(jié)能效率還有差異。（1）紫外燈也叫黑光燈。輻射330400NM的長波紫外光，這種光是人類不敏感、看不見的光，所以紫外燈叫黑光燈。多種害蟲對長波紫外光敏感，但普通直管紫外燈能耗較高。（2）雙波燈根據(jù)該燈的具體情況，實際可以看做兩種單色光波燈。這種誘蟲燈光譜狹窄，誘蟲種類少；其能耗受燈的基本類型決定。（3）頻振燈所謂“頻振燈”，其實就是直管紫外燈和直管熒光燈組合。這種組合光源誘蟲種類多，效果好；但耗能較高，必須外加鎮(zhèn)流器，安裝和使用較麻煩。（4）節(jié)能燈節(jié)能燈的正式名稱為“緊湊型單端熒光燈”。單端熒光燈用電量相比普通白熾燈節(jié)省80，可直接取代白熾燈；但其光譜只有可見光，誘蟲種類少。（5）節(jié)能寬譜誘蟲燈在普通節(jié)能燈的基礎上，為殺蟲燈研發(fā)的專用光源。在節(jié)能燈的燈頭上，安裝日光和紫外光兩種發(fā)光燈管的誘蟲光源。這種誘蟲光源用電量比普通白熾燈節(jié)省80，光譜覆蓋320680NM，誘蟲種類多、效果好，而且安裝使用方便。總之，我國殺蟲燈具較齊全，能顯著降低害蟲蟲口密度，減少用藥次數(shù)，降低農(nóng)藥殘留量，減少環(huán)境污染，維護生態(tài)平衡，提高農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量及市場競爭力。但是對于野外，邊遠山區(qū)，廣大農(nóng)村缺電交通不便地區(qū)，限制其應用推廣。14國內(nèi)外殺蟲燈的分類及相關性狀141殺蟲燈按電源類型分類主要可分為三類（1）交流電殺蟲燈適用于有交流電源的場地使用，是最傳統(tǒng)的殺蟲燈供能方式，可人工控制，也可實行全自動控制。但，僅僅為使用殺蟲燈，而安裝符合安全供電標準的交流供電線路，所需成本較高；并且在農(nóng)田中使用交流電，安全隱患較大。（2）蓄電池殺蟲燈適用于有交流供電條件的區(qū)域。以蓄電池為能源，實現(xiàn)半自動控制，使用安全性好于交流電殺蟲燈；象電瓶車那樣，蓄電池電量會用完，此時需及時充電。蓄電池殺蟲燈價格比交流電殺蟲燈高，使用過程中還需要支出電費，而且需專人充電、管理。（3）太陽能自動殺蟲燈適用于有陽光的任何生產(chǎn)環(huán)境。由太陽能供電系統(tǒng)提供能源；白天太陽能電池對蓄電池充電，天黑蓄電池對殺蟲燈供電；一般都有自動控制系統(tǒng)，能全自動安全高效工作，是節(jié)能、環(huán)保的新能源殺蟲燈。太陽能殺蟲燈售價較高，但一套殺蟲燈有效范圍一般30畝左右，太陽能電池板工作壽命20年以上，一次投資，20年受益，工作期間不再需要支付電費。其它部件工作壽命1、3、5年不等。142殺蟲燈按殺蟲方式分類同樣主要可分為三類（1）高壓殺蟲網(wǎng)式適用于各種農(nóng)業(yè)生產(chǎn)條件，高壓殺蟲網(wǎng)式殺蟲燈售價較高。誘集來的害蟲，通過高壓電網(wǎng)擊倒，由集蟲器收集。高壓殺蟲網(wǎng)式殺蟲燈殺蟲效果較好，一般燈下蟲害較少，或沒有蟲害；因為害蟲都是被光引誘過來的，都是在燈周圍1M直徑范圍內(nèi)飛舞活動，只要碰到殺蟲網(wǎng)，就會被擊倒，最終絕大部分都會被擊倒進入殺蟲燈的集蟲裝置。（2）水殺式適用于水資源條件較好和實施種養(yǎng)結合的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)條件，殺蟲效果不及高壓殺蟲網(wǎng)式殺蟲燈，水殺式殺蟲燈售價較低。把殺蟲燈設置在自然水面或人工水池上，或在燈下設水盆；誘蟲光源周圍設檔蟲板，害蟲圍燈飛舞，撞擊擋蟲板就會跌落水中，殺蟲效果較好；也可不設檔蟲板，倒影誘蟲光源誘集害蟲落入水中而溺死，或直接喂養(yǎng)食蟲動物。水殺式殺蟲燈殺蟲效果較差，掉入水中的害蟲有部分還可能重新起飛逃逸；特別是用水盆集蟲，水盆面積較小，引誘來而未被溺死的害蟲，就會聚集在燈下1M半徑范圍內(nèi)，形成蟲害，需要特別防治；但是，如果實施種養(yǎng)結合，就可以完全避免這個弊端，而且能變害為寶，提高效益。所以，水殺式殺蟲燈最好用于水產(chǎn)養(yǎng)殖塘，或禽類、蛙類養(yǎng)殖場。（3）毒瓶式和其它一些方式毒瓶式必須用揮發(fā)性強，有嗅殺作用的化學農(nóng)藥，而且毒殺的害蟲也不能作為高蛋白飼料，在生產(chǎn)中已不提倡采用；只有測報、研究單位，需要收集尸體完整的標本時采用。其它還有粘連式等一些方式，但使用比較麻煩，一般也不采用。第二章方案的選擇與設計21方案的模塊化設計網(wǎng)絡化太陽能殺蟲燈由以下幾模塊組成太陽能充放電模塊、網(wǎng)絡化控制模塊、LED誘蟲燈模塊、高壓殺蟲模塊等。本系統(tǒng)的工作模式是在控制模塊的作用下，白天太陽能充放電模塊吸收太陽能進行蓄能，并儲存到蓄電池中。夜晚蓄電池提供電力給誘蟲燈和高壓電網(wǎng)。網(wǎng)絡化的控制模塊在不同的天氣情況下，都將確保蓄電池不因過充或過放而損壞，同時具備環(huán)境監(jiān)測，數(shù)據(jù)傳輸?shù)裙δ?。LED誘蟲燈利用害蟲的趨光性特點，輻射特定波長的光波以吸引害蟲。同時，通過高壓殺蟲模塊產(chǎn)生的脈沖高壓將害蟲消滅，以達到殺蟲的母的。圖1是本次設計的太陽能殺蟲燈的基本模塊以及他們之間的控制和供電關系。圖1各模塊間關系22方案的模塊選擇本課題以推廣太陽能殺蟲裝置的應用及殺蟲的綠色化無害化為主要出發(fā)點，基于太陽能殺蟲裝置發(fā)展現(xiàn)狀中存在的不足，重點研究了太陽能殺蟲設備的網(wǎng)絡化控制，通過對現(xiàn)狀的分析，可知太陽能殺蟲燈在太陽能的運用，誘蟲燈技術，和殺蟲技術都已經(jīng)有了較完善的發(fā)展。故本設計采用了現(xiàn)有的太陽能充放電技術，誘蟲燈技術和高壓殺蟲技術，在這同時會加入了對整個系統(tǒng)的網(wǎng)絡化控制，使得整個系統(tǒng)在控制和對環(huán)境的檢測能力變得更快捷和及時。網(wǎng)絡化控制模塊LED誘蟲燈模塊太陽能充放電模塊高壓殺蟲模塊221太陽能充放電模塊的選擇太陽能充電是利用半導體材料制成的一種可以直接將太陽能量轉(zhuǎn)化為電能的裝置。在使用上不受地域和環(huán)境限制只要有陽光的地方就可以實現(xiàn)。同時太陽輻射到地球上的總能量充足，是取之不盡的自然資源，并且在使用中對環(huán)境沒有污染。但是太陽能的能量密度低，光伏組件效率難以提高等，都為其推廣普及帶來了一定的困難。都是作為一種新型的具有多種優(yōu)點的能源，光伏能源必將會更加廣泛地被使用。本設計選用了一套能夠完成智能化充電、用電管理的太陽能供電系統(tǒng)。能夠獨立完成光伏組件智能供電、蓄電池充電、并對負載進行供電、可以工作在浮充狀態(tài)下。通過單片機實現(xiàn)智能化控制通過指示燈顯示充電狀態(tài)從而實現(xiàn)高效智能化的管理系統(tǒng)。本系統(tǒng)的核心控制器選用STC12C5A60S2單片機。該單片機內(nèi)部集成了2路PWM，8路高速10位A/D轉(zhuǎn)換器，完全滿足本系統(tǒng)的需要。充電回路檢測光伏組件輸出電壓、輸出電流、蓄電池電壓、蓄電池充電電流4個信號，分別通過P10P13輸入到單片機的A/D轉(zhuǎn)換端口，測得準確的電壓值，并計算出相應的電流值，監(jiān)測回路狀態(tài)，防止蓄電池過放或者過充。回路中采用具有較低壓降的肖特基二極管防止負載蓄電池向太陽能板反向充電。充電回路采用常開型固態(tài)繼電器控制，當監(jiān)測到蓄電池處于未充滿的狀態(tài)下，則閉合固態(tài)繼電器，為蓄電池充電，當監(jiān)測到電壓到達蓄電池充電截止電壓時，斷開繼電器，防止蓄電池過充，另一方面電壓信號的檢測還反映出蓄電池的使用情況，當蓄電池電壓低至放點截止電壓時，管理單元發(fā)出控制信號，斷開用電回路，防止蓄電池過放，損壞電池。在系統(tǒng)中接入分別接入兩個發(fā)光二極管，當繼電器閉合時，點亮紅色LED，表示正在充電，當蓄電池充滿時，點亮綠色LED指示充電完成。222誘蟲燈的選擇誘蟲燈頭是通過三個U型燈管發(fā)出的不同波長光吸引蟲子、飛峨等昆蟲,本系統(tǒng)采用的是三波誘蟲燈,其參數(shù)和應用特點如下（1）此燈可發(fā)出三種波長的光,365OA。與5400A。及436OA。與365OA。兩兩組合,優(yōu)于黑光燈中單向365OA。光波。（2）發(fā)光的“U”形燈管為節(jié)能型。（3）可廣泛用于農(nóng)、林、果園、菜園、煙草、茶園、水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)、學校、住宅小區(qū)等?？梢哉T殺各類害蟲近千種,如水稻二化螟、三化螟、稻螟、葉蟬、大豆食心蟲、谷子鉆心蟲、紅頭麗蠅、玉米螟、豆天蛾、麥蛾、高粱條螟、菜蛾、甜菜夜蛾、天蛾、斜紋夜蛾、菜螟、白飛虱、盲蜷象、金龜子、嶙蛤等、桃天蛾、蘋果圈葉蛾、盜毒蛾、芡刺蛾、吸果夜蛾、斑紅蜷、小灰蝶等。223殺蟲方式的選擇及電路設計誘蟲燈將蟲子吸引過來以后,本設計采用高壓電擊的方法將其殺死。因為部分害蟲體積較大,所以高壓殺蟲電網(wǎng)的電壓要在6000V以上才能達到較好的殺蟲效果。設計的高壓產(chǎn)生電路圖如圖2所示圖2高壓電網(wǎng)該升壓電路由555定時器、大功率管3DD15、行輸出變壓器、自行繞制的高壓電網(wǎng)及一些電阻、電容、二極管來組成的。555定時器及其附屬電路共同組成了一個多諧振蕩器,在該電路中充當產(chǎn)生高頻率脈沖電路的功能。通過3管腳輸出的高頻率脈沖驅(qū)3DD15大功率管,使得大功率管3DD15能夠?qū)?。功率管的集電極和行輸出變壓器相連,在變壓器的次級可感應出高壓脈沖,然后經(jīng)過內(nèi)部硅整流二極管整流此電路可輸出近萬伏的直流電壓。第三章網(wǎng)絡化控制模塊的硬件設計31網(wǎng)絡化控制的優(yōu)勢現(xiàn)在采用最多的控制方法基本可以分為兩類有線控制，無線網(wǎng)絡化控制有線控制的應用很較廣泛，在目前懂的消費市場上所接觸的太陽能殺蟲系統(tǒng)中占較大比重。有線控制的優(yōu)勢很明顯信號傳輸十分穩(wěn)定，適合大區(qū)域范圍內(nèi)的控制。但是缺陷也相對的更加突出，具體表現(xiàn)在（1）布線麻煩。特別是在基礎設施不齊全的偏遠地區(qū)，必須針對每個設備進行新的布線。（2）可拓展性差。一旦設備安裝位置發(fā)生改變，必須對已布線進行大面積移動甚至重新布線。（3）造價高，工期長，資源浪費嚴重。不同于有線控制系統(tǒng)，無線網(wǎng)絡化控制利用射頻、載波等技術，將殺蟲設備與控制端無線連接，以實現(xiàn)設備之間的智能化控制。無線網(wǎng)絡化控制系統(tǒng)的優(yōu)勢明顯（1）利用無線網(wǎng)絡化控制系統(tǒng)控制殺蟲設備，操作更加方便簡潔，不用布線，一個區(qū)域網(wǎng)絡的架設可以滿足整個區(qū)域的要求。（2）設備安裝后，只要是在區(qū)域網(wǎng)絡的范圍內(nèi)，可以任意移動，不會影響設備的控制和操作，可拓展性高。（3）初次投資較高，但一次投資長期有效，同時無線網(wǎng)絡化控制在傳輸過程中消耗能源較有線傳輸更少，有效的節(jié)約了資源。綜上，在本設計，我采用了無線控制的方式對太陽能殺蟲系統(tǒng)進行控制，在選取無線網(wǎng)絡化控制的方式時，我選用了基于CC2530的數(shù)據(jù)無線傳輸模塊。模塊以構建近距離、低功耗、高傳輸速率、低成本的無線通信網(wǎng)絡為標準，將ZIGBEE技術與數(shù)據(jù)傳輸技術相結合。32基于CC2530的網(wǎng)絡化控制模塊的功能分析基于CC2530的網(wǎng)絡化控制模塊應以發(fā)送數(shù)據(jù)、接收收據(jù)、處理數(shù)據(jù)為主，實現(xiàn)信息的A/D轉(zhuǎn)換及收發(fā)。此模塊需要設計信號I/V轉(zhuǎn)換電路、A/D轉(zhuǎn)換及相應的接口電路，才能把采集到的模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號送到計算機去處理。利用微機原理及接口技術，實現(xiàn)先進、可靠、集成、低功率的無線數(shù)據(jù)傳輸模塊，以全站信息數(shù)字化、通信平臺網(wǎng)絡化、信息共享標準化為基本要求，自動完成信息收集、A/D轉(zhuǎn)換、發(fā)送、接收、處理等基本功能，并可根據(jù)需要支持實現(xiàn)無線區(qū)域覆蓋、協(xié)同互動等高級功能，實現(xiàn)與相鄰無線發(fā)射點互動的無線傳送模塊。該模塊的多接口采集、多通道發(fā)送、高速率A/D轉(zhuǎn)換、通訊功能互動于一體，集成度高，功能強大，經(jīng)濟可靠，具有很好的實用價值。33網(wǎng)絡化控制模塊整體設計思想網(wǎng)絡化控制模塊設計重點研究的關鍵的問題是以CC2530芯片為核心模塊，設計一個可以完成多功能采集，傳輸?shù)哪K，整合市場現(xiàn)有的無線傳輸設備。解決思路可采用先進、可靠、集成、的開發(fā)板，以信息數(shù)字化、信息共享標準化為基本要求，利用微機原理及接口技術，進行本次畢業(yè)設計。網(wǎng)絡化控制模塊設計應遵循的主要原則（1）安全性原則充分評估各種新技術、新設備的應用風險，有計劃、有步驟、采取由低端的CC2530開發(fā)板到多功能接口的無線數(shù)據(jù)傳輸開發(fā)板，逐步試點推廣應用的風險控制措施，穩(wěn)步推動CC2530無線數(shù)據(jù)傳輸模塊的不斷更新，以保障數(shù)據(jù)能安全穩(wěn)定、精確高效地傳輸。（2）先進性原則跟蹤無線數(shù)據(jù)傳輸技術的最新發(fā)展，依靠科技創(chuàng)新和技術進步，最終建成功能合理、技術先進，符合無線傳輸發(fā)展需求的基于CC2530的ZIGBEE開發(fā)板。（3）實用性原則充分注重系統(tǒng)的優(yōu)化和整合，力求實現(xiàn)技術、經(jīng)濟、需求三方面的平衡性與合理性。系統(tǒng)的排版和設計采用統(tǒng)一的標準和規(guī)范，利于實現(xiàn)資源共享，提高效率和信息資源的綜合開發(fā)利用。網(wǎng)絡化控制模塊結構方框圖如圖3所示。指示燈模塊模塊仿真跳線模塊供電選擇CC2530芯片模塊外部供電接口系統(tǒng)復位模塊MAX232串口接口仿真器驅(qū)動模塊外部供電接口P2P3口圖3網(wǎng)絡化控制模塊結構框圖本設計的難點就在CC2530芯片的工作原理應用上。CC2530是ZIGBEE網(wǎng)絡數(shù)據(jù)傳輸?shù)钠渲幸粋€核心芯片。它能夠以非常低的總材料成本建立強大的網(wǎng)絡節(jié)點。CC2530結合了領先的RF收發(fā)器的優(yōu)良性能，業(yè)界標準的增強型8051CPU，系統(tǒng)內(nèi)可編程閃存，8KBRAM和許多其他強大的功能。CC2530芯片有四種不同的閃存版本，具有32KB、64KB、128KB、256KB的閃存。CC2530芯片工作時具有不同的運行模式，使得它適應超低功耗要求的系統(tǒng)。核心芯片的優(yōu)良性再加上外圍電路的配合，可以實現(xiàn)多功能，高效率的無線數(shù)據(jù)傳輸。模塊外圍可以安裝傳感器模塊，采集溫度、濕度、高度、網(wǎng)口等數(shù)據(jù)傳輸模塊。然后，對數(shù)據(jù)進行A/D轉(zhuǎn)換，數(shù)字化后進行數(shù)據(jù)與PC間的串口數(shù)據(jù)傳輸，在計算機上進行數(shù)據(jù)深程度處理。那么CC2530所接收的信號不全是模擬信號，還可以接受其他無線設備所發(fā)送的數(shù)字信號。在接收到數(shù)據(jù)后，芯片對數(shù)據(jù)進行簡單的分類后，再發(fā)送給其他接受終端，這需要軟件的控制，芯片中所集成的增強型8051CPU完全可以處理這些邏輯問題。在數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐瑫r，由LED燈亮燈滅等去辨別模塊工作的正常性，LED燈出現(xiàn)正常的閃爍，其模塊工作正常。模塊還設置了專門的供電線路和濾波電路，確保電壓的正常。其次，還設置了仿真跳線電路和PC串口電路等。34網(wǎng)絡化控制模塊的硬件電路設計341設計模塊的基本功能基于CC2530網(wǎng)絡化控制模塊包括數(shù)據(jù)處理模塊、外接模塊I/V轉(zhuǎn)換電路、電源模塊、串口通信模塊和無線傳輸模塊。從而實現(xiàn)模擬數(shù)據(jù)A/D轉(zhuǎn)換、發(fā)送數(shù)據(jù)、兩個或多個無線模塊建立簡單的無線連接和數(shù)據(jù)交換為一體的功能。數(shù)據(jù)采集一般是采樣方式，即在一個采樣周期對同一點數(shù)據(jù)重復采集。采集的數(shù)據(jù)大多是瞬時值，也可是某段時間內(nèi)的一個特征值。準確的數(shù)據(jù)量測是數(shù)據(jù)采集的基礎。數(shù)據(jù)量測方法有接觸式和非接觸式，檢測元件多種多樣。模擬數(shù)據(jù)A/D轉(zhuǎn)換則起到多樣性數(shù)據(jù)采集與整個無線數(shù)據(jù)傳輸模塊相連的橋梁作用。由于采集數(shù)據(jù)的實際對象往往都是一些模擬量，根據(jù)無線傳輸局限性的需要，必須首先將這些模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，在無線傳輸中，處理這些信號，更容易、安全、可靠。發(fā)送數(shù)據(jù)則是在以上各項功能的基礎上實現(xiàn)的數(shù)據(jù)包尋找終端進行數(shù)據(jù)交換的功能。數(shù)據(jù)包發(fā)送前首先要對數(shù)據(jù)包的格式進行配置，數(shù)據(jù)包的格式化配置主要包含對前導字節(jié)、同步詞匯、數(shù)據(jù)包長度和CRC校驗等信息的設置。發(fā)送模塊與接收終端之間的地址配對，是軟件初始化已經(jīng)做好的工作。CC2530芯片具有地址配對的功能，只需要在寫入程序時，設置配對終端的地址即可。兩個或多個無線模塊建立簡單的無線連接和數(shù)據(jù)交換是實現(xiàn)點對點型、點對多點型和完全分布型最基本的條件，支持實現(xiàn)無線區(qū)域覆蓋、協(xié)同互動等高級功能，實現(xiàn)與相鄰無線發(fā)射點互動的最關鍵的功能。此功能多用于現(xiàn)代的無線網(wǎng)絡，例如WIFI，藍牙，這些短距離數(shù)據(jù)傳輸場合。在實現(xiàn)無線數(shù)據(jù)傳輸?shù)臈l件下，基于CC2530的網(wǎng)絡化控制模塊實際上就是一個多接口采集、多功能數(shù)據(jù)收發(fā)的數(shù)據(jù)傳送點，是整個無線區(qū)域覆蓋的一個基本服務終端。它可以發(fā)送采集模塊所采集到的任何數(shù)據(jù)和無線接收到的任何信息，也可將它所獲得的信息和數(shù)據(jù)傳送到移動終端或下多個基本服務終端。342CC2530芯片介紹CC2530是ZIGBEE無線數(shù)據(jù)傳輸其中的一個核心芯片，它能夠以非常低的總材料成本建立強的網(wǎng)絡節(jié)點。CC2530芯片有四種不同的閃存版本分別具有32/64/128/256KB的閃存。CC2530芯片工作實具有不同的運行模式，使得它尤其適應超低功耗要求的系統(tǒng)。運行模式之間的轉(zhuǎn)換時間短進一步確保了低能源消耗。在業(yè)界內(nèi)，CC2530結合了德州儀器的業(yè)界領先的黃金單元ZIGBEE協(xié)議棧，提供了一個強大和完整的ZIGBEE解決方案。那么CC2530芯片的實物如圖4所示。圖4CC2530芯片CC2530芯片引腳CC2530芯片共包含了40個引腳，引腳的排布如圖5所示。圖5CC2530引腳圖CC2530是集合型芯片，所以其本身就有40個引腳。那么CC2530芯片引腳功能描述表見附錄A。CC2530芯片功能介紹CC2530結合了領先的RF收發(fā)器的優(yōu)良性能，業(yè)界標準的增強型8051CPU，系統(tǒng)內(nèi)可編程閃存，8KBRAM和許多其他強大的功能。（1）RF/布局功能適應24GHZIEEE802154的RF收發(fā)器；極高的接收靈敏度和抗干擾性能；可編程的輸出功率高達45DBM；只需極少的外接元件；只需一個晶振，即可滿足網(wǎng)狀網(wǎng)絡系統(tǒng)需要；6MM6MM的QFN40封裝；適合系統(tǒng)配置符合世界范圍的無線電頻率法規(guī)。（2）具有低功耗優(yōu)點主動模式RX（24MA）；主動模式TX在1DBM（CPU空閑）29MA；供電模式1（2MA）；供電模式21A；供電模式3（外部中斷）04A；寬電源電壓范圍（2V36V）。（3）微控制器功能優(yōu)良的性能和具有代碼預取功能的低功耗8051（CPU）微控制器內(nèi)核；32KB、64KB或128KB的系統(tǒng)內(nèi)可編程閃存；8KBRAM，具備在各種供電方式下的數(shù)據(jù)保持能力；支持硬件調(diào)試。（4）外設部分強大的5通道DMA；IEEE80254MAC定時器，通用定時器（一個16位定時器，一個8位定時器）；IR發(fā)生電路；具有捕獲功能的32KHZ睡眠定時器；硬件支持CSMA/CA；支持精確的數(shù)字化RSSI/LQI；電池監(jiān)視器和溫度傳感器；具有8路輸入和可配置分辨率的12位ADC；AES安全協(xié)處理器；2個支持多種串行通信協(xié)議的強大USART；21個通用I/O引腳（194MA，220MA）；看門狗定時器。CC2530芯片模塊說明CC2530芯片模塊大致可以分為三類CPU和內(nèi)存相關的模塊；外設、時鐘和電源管理相關的模塊以及無線電相關的模塊。（1）CPU和內(nèi)存CC253X芯片系列中使用的8051CPU內(nèi)核是一個單周期的8051兼容內(nèi)核。（2）調(diào)試接口執(zhí)行一個專有的兩線串行接口，用于內(nèi)電路調(diào)試。（3）I/O控制器負責所有通用I/O引腳。（4）五通道DMA控制器系統(tǒng)可以使用一個多功能的五通道DMA控制器，使用XDATA存儲空間訪問存儲器，因此能夠訪問所有物理存儲器。（5）定時器1是一個16位定時器，具有定時器PWM功能。（6）內(nèi)置MAC定時器是專門為支持IEEE802154，MAC或軟件中其他時槽的協(xié)議設計。（7）定時器3和定時器4是8位定時器，具有定時器/計數(shù)器/PWM功能。（8）睡眠定時器是一個超低功耗的定時器，計算32KHZ晶振或32KHZRC振蕩器的周期。（9）看門狗一個內(nèi)置的看門狗，允許CC2530在固件掛起的情況下復位自身。其他除了上面所含的高級功能，CC2530內(nèi)部還安置了RF無線收發(fā)器等，還有CC2530芯片的運行壞境溫度和供電電壓。（1）無線設備CC2530具有一個IEEE802154兼容無線收發(fā)器。RF內(nèi)核控制模擬無線模塊。另外，它提供了MCU和無線設備之間的一個接口，這使得可以發(fā)出命令，讀取狀態(tài)，自動操作和確定無線設備事件的順序。無線設備還包括一個數(shù)據(jù)包過濾和地址識別模塊。（2）運行條件CC2530在良好的環(huán)境中運行才能達到最好的效果，其環(huán)境參數(shù)如表1。表1CC2530運行環(huán)境最小值最大值單位運行環(huán)境溫度40125運行供電電壓236V343電源電路設計在模塊設計中，CC2530芯片及部分外圍器件需33V電源和18V電源供電，另外，部分器件需要5V電源、12V電源和24V電源，為簡化模塊電源電路的設計，要求整個模塊的輸入電壓為24V直流穩(wěn)壓電源。為了得到可靠的穩(wěn)定電壓，此處選用美國國家半導體公司生產(chǎn)的三端可調(diào)正穩(wěn)壓器集成DCDC變換器LM317，它的輸入電壓范圍是12V至37V，負載電流最大為15A。它的使用非常簡單，僅需兩個外接電阻來設置輸出電壓。此外它的線性調(diào)整率和負載調(diào)整率也比標準的固定穩(wěn)壓器好。LM317內(nèi)置有過載保護、安全區(qū)保護等多種保護電路。另外在用的時候要注意功耗問題和散熱問題。24V轉(zhuǎn)5V和12V電源電路，如圖6所示。圖624V轉(zhuǎn)換電路LM317輸出電壓計算方法如公式（1）（1）2DJ125RIVAO因為控制在小于L00UA，這一項的誤差在多數(shù)應用中可忽略。DJAI24V轉(zhuǎn)8V、12V可以利用LM317芯片和外圍電路順利轉(zhuǎn)換而來。那么18V和33V的轉(zhuǎn)換電壓也要利用芯片，在這里選用AS1117芯片。AS1117是一款低壓差的線性穩(wěn)壓器，當輸出1A電流時，輸入輸出的電壓差典型值僅為12V。AS1117除了能提供多種固定電壓版本外，還提供可調(diào)端輸出版本，該版本能提供的輸出電壓范圍為125V138V。AS1117本身功能已經(jīng)很齊全，所以，外圍應用電路非常簡單，固定電壓版本只需輸入輸出兩個電容和負載即可工作。5V轉(zhuǎn)18V和33V電源電路，如圖7所示。圖75V電源轉(zhuǎn)換電路電路中存在的交流分量會影響到電路的穩(wěn)定性，而經(jīng)過電容濾波電路后，即可保留直流分量，又可濾掉一部分交流分量，改變了交直流分量的比例，減小了電路的脈動系數(shù)，改善了直流電壓的質(zhì)量。對于脈動直流電中的交流成分，旁路電容C相當于短路，交流量經(jīng)過電容，而不經(jīng)過負載，負載被電容短路。對于脈動直流電中的直流成分，旁路電容C相當于開路，直流量不能通過電容，而加在負載上，從而達到了濾除脈動直流電中交流成分的目的。濾波電路如圖8所示。圖8濾波電路344晶體振蕩器電路設計該電路用于向CC2530芯片和其他電路RTC電路提供工作時鐘。根據(jù)CC2530的最高工作頻率及PLL電路的工作方式，選擇25MHZ的無源晶體振蕩器，其頻率經(jīng)過微處理器內(nèi)部PLL電路倍頻后，最高可達96MHZ。對于RTC電路，選擇32768KHZ無源晶振。內(nèi)部PLL電路兼有頻率放大和信號提純的功能，因此，系統(tǒng)可以以較低的外部時鐘信號獲得較高的工作頻率。系統(tǒng)晶體振蕩器電路如圖9所示。圖9系統(tǒng)晶體振蕩電路實時時鐘的基本功能是保持跟蹤時間和日期等信息，但許多RTC還提供有多種附加功能，如看門狗定時器、系統(tǒng)復位、非易失存儲器（NVRAM）、序列號、方波輸出、涓流充電等。因此，在進行電路設計時，選擇RTC芯片出了需要考慮其時間和日期跟蹤功能外，通常還需要針對具體應用來對RTC的功能、成本、尺寸等要求進行綜合考慮。實時時鐘晶振振蕩器電路如圖10所示。圖10實時時鐘晶體振蕩電路系統(tǒng)晶振電路和實時時鐘震蕩電路是置在CC2530芯片外圍，所以需要對應的引腳連接。系統(tǒng)晶體震蕩電路屬于對稱電路，兩個引腳不過與區(qū)分，所以，芯片對應的引腳為引腳22（XOCS_Q1）、引腳23（XOCS_Q2）。實時時鐘晶體振蕩電路也屬于對稱電路，兩個引腳不過與區(qū)分，所以，芯片對應的引腳為引腳32（P24/XOCS32K_Q1）、引腳33（P23/XOCS32K_Q2）。345復位電路設計該電路主要完成系統(tǒng)的上電復位和系統(tǒng)運行時用戶的按鍵復位功能，有助于用戶調(diào)試程序。復位電路的基本功能是系統(tǒng)上電時提供復位信號直至系統(tǒng)電源穩(wěn)定后撤銷復位信號為可靠起見電源穩(wěn)定后還要經(jīng)一定的延時才撤銷復位信號以防電源開關或電源插頭分合過程中引起的抖動而影響復位。復位電路如圖11所示。圖11復位電路RESET_N腳在CC2530芯片上的引腳號為20，復位時活動到低電平。上電復位的情況通電瞬間電容可以當短路，所以RESET_LN腳為低電平。隨著時間的飛逝（電容充電），穩(wěn)定后33V的電壓實際上是加在電容C12上的。電容上極板也就是RESET_LN腳最終為高電平。這樣，引腳RESET_LN持續(xù)一段低電平后，最終穩(wěn)定在高電平，低電平持續(xù)時間由RC時間常數(shù)決定。按鍵按下去就相當于上電那一瞬，讓電容短路。346仿真跳線設計JTAG是一種國際標準測試協(xié)議，主要用于芯片內(nèi)部測試及對系統(tǒng)進行仿真、調(diào)試。JTAG技術是一種嵌入式測試技術。通過JTAG接口可對芯片內(nèi)部的所有部件進行訪問，是開發(fā)調(diào)試嵌入式系統(tǒng)的一種簡潔高效的手段。標準的JTAG接口是4線接口TIVIS、TCK、TDI以及TDO，分別為模式選擇、時鐘、數(shù)據(jù)輸入和數(shù)據(jù)輸出信號線。JTAG各引腳核心功能定義如表2。表2JTAG引腳功能描述表管腳名名稱功能描述TDL測試數(shù)據(jù)輸入管腳JTAG指令和測試編程數(shù)據(jù)的串行輸入管腳，數(shù)據(jù)在TCK信號的上升沿時讀入。TDO測試數(shù)據(jù)輸出管腳JTAG指令和測試編程數(shù)據(jù)的串行輸出管腳，數(shù)據(jù)在TCK信號的下降沿時讀出，如果數(shù)據(jù)沒有輸出，則處于三態(tài)。TMS測試模式選擇管腳該數(shù)據(jù)管腳是控制信號，它決定TTAP控制器的轉(zhuǎn)換。TMS信號必須在TCK上升沿之前建立，在用戶狀態(tài)下TMS信號應是高電平。TCK測試時鐘輸入管腳JTAG鏈路的時鐘信號，直接輸入到邊界掃描電路，所有操作都在其上升沿或下降沿時刻發(fā)生。TRST測試復位輸入管腳用于異步初始化或復位JTAG邊界掃描電路，低電平有效。JTAG最初是用來對芯片進行測試的，基本原理是在器件內(nèi)部定義一個TAP端口，通過專用的JTAG測試工具對進行內(nèi)部節(jié)點進行測試。此外，JTAG協(xié)議允許多個器件通過JTAG接口串聯(lián)在一起，形成一個JTAG鏈，能實現(xiàn)對各個器件分別測試。此外，JTAG接口還常用于實現(xiàn)在線編程，對FLASH等器件進行編程。JTAG在線編程的特征也改變了傳統(tǒng)生產(chǎn)流程，將以前先對芯片進行預編程再裝到板上的工藝簡化為先固定器件到電路板上，再用JTAG編程，從而大大加快工程進度。它有2種連接標準，即14針接口和20針接口。此處選擇20針接口的標準。JTAG接口電路如圖12所示。圖12JTAG接口電路JTAG經(jīng)過外圍電路后，還需要七個引腳接入CC2530芯片中，除了RESET_LN復位有明確的引腳外，其余六個需要用編程指定相應的引腳。其余六個引腳的對應P0接口如表3所示。表3JTAG對應接口表JTAG（管腳）3（TRST）5（TDI）7（TMS）9（TCK）11（PTCK）13（TDO）CC253012（P0_7）13（P0_6）14（P0_5）15（P0_4）18（P0_1）19（P0_0）347串口設計RS232是個人計算機上的通訊接口之一，由電子工業(yè)協(xié)會所制定的異步傳輸標準接口。通常RS232接口以9個接腳或是25個接腳的型態(tài)出現(xiàn)，一般個人計算機上會有兩組RS232接口，分別稱為COM1和COM2。在多數(shù)情況下主要使用主通道，對于一般雙工通信，僅需幾條信號線就可實現(xiàn)，如一條發(fā)送線、一條接收線及一條地線。RS232C標準規(guī)定的數(shù)據(jù)傳輸速率為每秒50、75、100、150、300、600、1200、2400、4800、9600、19200波特。RS232C標準規(guī)定，驅(qū)動器允許有2500PF的電容負載，通信距離將受此電容限制，例如，采用150PF/M的通信電纜時，最大通信距離為15M；若每米電纜的電容量減小，通信距離可以增加。傳輸距離短的另一原因是RS232屬單端信號傳送，存在共地噪聲和不能抑制共模干擾等問題，因此一般用于20M以內(nèi)的通信。串行通信接口標準經(jīng)過使用和發(fā)展，目前已經(jīng)有幾種。但都是在RS232標準的基礎上經(jīng)過改進而形成的。所以，以RS232C為主來討論。RS232C標準是美國EIA電子工業(yè)聯(lián)合會與BELL等公司一起開發(fā)的1969年公布的通信協(xié)議。它適合于數(shù)據(jù)傳輸速率在020000B/S范圍內(nèi)的通信。這個標準對串行通信接口的有關問題，如信號線功能、電器特性都作了明確規(guī)定。由于通行設備廠商都生產(chǎn)與RS232C制式兼容的通信設備，因此，它作為一種標準，目前己在微機通信接口中廣泛采用。RS232是單片機間，或單片機與上位機間通信聯(lián)絡用。MAX232作為RS232的電平轉(zhuǎn)換芯片，完成TTL電平和RS232電平的轉(zhuǎn)換。MAX232是一種雙組驅(qū)動器/接收器，片內(nèi)含有一個電容性電壓發(fā)生器以便在單5V電源供電時提供EIA/TIA232E電平。典型的RS232信號在正負電平之間擺動，在發(fā)送數(shù)據(jù)時，發(fā)送端驅(qū)動器輸出正電平在515V，負電平在515V電平。當無數(shù)據(jù)傳輸時，線上為TTL，從開始傳送數(shù)據(jù)到結束，線上電平從TTL電平到RS232電平再返回TTL電平。電容可以取01UF到10UF、左右的電容，有極性無極性均可，但是使用有極性的電容一定注意正負方向。MAX232主要特點有單5V電源工作、兩個驅(qū)動器、兩個接收器、30V輸入電平、低電源電流（8MA）。MAX232的不足之處接口的信號電平值較高，易損壞接口電路的芯片，又因為與TTL電平不兼容故需使用電平轉(zhuǎn)換電路方能與TTL電路連接；傳輸速率較低，在異步傳輸時，波特率最大為19200BPS；接口使用一根信號線和一根信號返回線而構成共地的傳輸形式，這種共地傳輸容易產(chǎn)生共模干擾，所以抗噪聲干擾性弱；傳輸距離受限。圖13為MAX232串口的連接電路圖，用來與數(shù)據(jù)傳輸終端設備進行串行通信口實驗和仿真調(diào)試下載程序的。圖13MAX232串口的連接圖MAX232是用來做電平轉(zhuǎn)換的，標準RS232電平很高，達正負12V。常用的TTL電平最高5V。相互連接的話，必須進行電平轉(zhuǎn)換，由于電腦串口輸出電壓高達12V，直接與單片機連接會燒壞芯片。所以用MAX232來進行電平轉(zhuǎn)換。MAX232芯片采用單5V電源供電，僅需幾個外接電容即可完成從TTL到RS232電平的轉(zhuǎn)換，共兩路。其中13腳（R1IN）、12腳（R1OUT）、11腳（T1IN）、14腳（T1OUT）為第一數(shù)據(jù)通道。8腳（R2IN）、9腳（R2OUT）、10腳（T2IN）、7腳（T2OUT）為第二數(shù)據(jù)通道。TTL/CMOS數(shù)據(jù)從T1IN、T2IN輸入轉(zhuǎn)換成RS232數(shù)據(jù)從T1OUT、T2OUT送到電腦DP9插頭；DP9插頭的RS232數(shù)據(jù)從R1IN、R2IN輸入轉(zhuǎn)換成TTL/CMOS數(shù)據(jù)后從R1OUT、R2OUT輸出。圖13是模塊與PC間通信最有力的電路，是模塊進行調(diào)試仿真唯一的接口。它通過COMPIM中的2（RXD）、3（TXD）與電腦相連，進行數(shù)據(jù)間的交換。而MAX232引腳中的11（T1IN）、12（R1OUT）與對應的CC2