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2020年10月10日 | 采用MSP430F135单片机实现无线投票表决器的设计
2020-10-10 来源：elecfans
在无线技术的推动下，无线表决技术也日趋成熟和完善，并得到了广泛应用。分析了无线收发一体芯片CCll00芯片的应用特点，无线技术也分不同种类，通常以产生无线信号的方式来区分，目前主要的方式有调频无线技术、红外无线技术和蓝牙无线技术三种，其成本和特点也不尽相同。广泛应用于音响 键鼠等各项内容，有很好的发展前景。假设满足天线传输窄带条件，即某一入射信号在各天线单元的响应输出只有相位差异而没有幅度变化，这些相位差异由入射信号到达各天线所走路线的长度差决定。若入射信号为平面波（只有一个入射方向），则这些相位差由载波波长、入射角度、天线位置分布唯一确定。给定一组加权值、一定的入射信号强度，不同入射角度的信号由于在天线问的相位差不同，合并器后的输出信号强度也会不同。
1 系统组成和功能
无线表决系统的组成如图1所示。系统由不多于255台便携式表决器、一台主控制装置和一台PC机以及大屏幕显示器组成。
无线表决系统用于完成表决信息的采集、处理和显示。它主要由主控制装置、表决器和PC机三部分组成，其中PC机通过RS 232接口和主控制装置相连，主要完成向主控制装置发出各种指令以及收集由主控制装置上传的有关表决器状态和最终表决结果的信息，并显示表决结果。主控制装置主要完成接收从PC发出的指令以及射频卡读卡器读取的信息，再根据各指令通过无线模块部分向表决器发出相应的命令。
2 系统硬件设计
2.1 主控制装置硬件设计
本控制器主要基于低功耗、低成本、微型化及使用方便的设计思想。所以对各部分模块的选型进行详细的分析、对比，最终选用TI公司的16位RISC单片机MSP430F135作为主处理器，选用TI公司的CCll00作为无线数据传输芯片，选用MAX232CPE作为RS232接口电路芯片，同时应用射频卡读卡器模块。框图如图2所示。
2. l.l 单片机控制电路
主控芯片MSP430F135单片机主要完成通过MAX232CPE接口芯片接收PC的指令和向PC发送表决结果、通过CCll00无线模块向表决器发送指令和接收表决器的表决信息并对表决信息进行统计。
2.1.2 CCll00无线模块
CCllOO主要特点是：体积小（20引脚，QLP 4 mm×4 mm）、接收灵敏度高（1.2 Kb/s下110 dBm）、速率可编程（1.2~500 Kb/s）、工作电压低（1.8~3.6 V）、功耗低（1 5.4 mA/433 MHz/1.2 Kb/s,1.8μA的待机电流，待机模式下的启动时间仅为O.3 ms）、在所有频段输出功率高达+10 dBm、高效的SPI接口、数字RSSI（接收信号强度指示）输出。
2.1.3 RS 232接口电路
主控制装置通过RS 232接口与PC机连接，主要完成从PC机接收指令和向PC机发送表决器的状态以及表决结果等信息。本设计选用MAX2-32CPE作为RS 232接口电路芯片。
2.2 表决器硬件设计
表决器硬件主要包括单片机控制电路、无线模块、拨码开关电路和按键电路等组成。其中单片机控制电路和无线模块的选型原则和类型与主控制装置相同。表决器（votingmachine），是投票系统中的客户端，是一种代表投票或举手表决的表决装置。表决时，与会的有关人员只要按动各自表决器上"赞成"、"反对"、"弃权"的某一按钮，荧光屏上即显示出表决结果。目前，表决器可分为有线表决器和无线表决器两大类，其中有线表决器已经退出此项市场，而无线投票表决器已成为市场主流。系统在硬件、软件设计时已充分考虑到系统的通用性，采用多种题库管理方式，多种议题表决方式，利用该系统提供的标准软件，客户只需根据本单位的具体要求输入相应的的表决内容，选择合适的表决方式即可，真正实现一机多用，该系统可杜绝许多重大问题决策中出现的"人情"因素，真正体现民主、公正，为政府、企业、领导提供科学的决策数据。 表决器框图如图3所示。
3 系统软件设计
3. 1 主控制装置软件设计
主控制装置的软件采用了程序结构化和功能模块化设计方法。软件包括主程序及各任务子程序。主程序是一个无限循环的查询程序，它通过查询串口判断有无来自PC的指令和轮寻信道接收来自表决器的表决结果信息。主程序流程图如图4所示。
3.2 表决器软件设计
表决器的软件主程序也是一个无限循环的查询程序，它通过查询有无来自主控制装置的命令，然后根据指令执行相应的各任务子任务包括向主控制装替传送表决器状态和表决结果等。主程序流程图结构与图4相同。
3.3 PC机软件设计
PC机软件利用VS2005提供的SerialPort串行通信控件来完成。SerialPort控件提供了一系列标准通信命令的应用接口，利用它可以通过串口连接到主控制装置的接口芯片MAX232CPE.系统的主界面如图5所示。
4 结语
该设计实现了基于MSP430F135和CCllOO的无线表决系统的主控制装置和表决器的软硬件，并利用Microsoft Visual Studio 2005实现了系统PC机软件的设计，同时用非接触式射频卡储存个人信息，省时省力，在平时民主测评中以及其他相应场合的应用前景非常广泛。
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