锚杆注浆无线电子标签电路设计.doc

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1、山东大学（成人教育）毕业设计（论文） 摘 要电子标签也称射频卡，它具有智能读写及加密通信的能力。读写器由无线收发模块、天线、控制模块及接口电路等组成。数据解调部分是从接收到的射频脉冲中解调出数据并送到控制逻辑单元，控制逻辑接受指令完成存储、发送数据或其它操作，EEPROM用来存储电子标签的ID号及其它用户数据。在建筑工程中，通常使用全自动注浆仪通过中空的锚杆往隧道墙壁中注浆，从而加固隧道墙体，加固用的锚杆数量特别大。根据施工监理方的要求需要开发无线标签，对锚杆的位置进行定位，对注浆流量、注浆压力，注浆时间等进行记录，并可回读所存数据，通过LED指示灯指示标签位置。通过对实际需求的分析、论证，选

2、择设计无线标签电路所需的器件，如微功率无线数传模块、低功耗单片机、LED显示模块、电池等，用 Protel99SE软件设计标签电路、基于单片机的无线模块接口电路、定时唤醒电路、LED指示控制电路并制作样机；该无线电子标签在程序控制下，能够实现定时唤醒、监听无线命令、存储数据、CRC校验、指示标签位置等功能，能够实现对注浆量、注浆压力、注浆时间的记录。本设计采用STR-36 系列微功率无线数传模块，通过异步串口与STC12LE2052单片机进行连接，同时使用74HC00芯片（2个输入引脚的与非门）设计定时唤醒电路、LED指示电路。STR-36型微功率无线数传模块具有微发射功率、完全覆盖全球ISM

3、频段工作频率、多信道多速率、高抗干扰能力和低误码率、特别是支持远程无线唤醒功能，完全能够满足本设计要求的低功耗设计观念。关键词：无线电子标签，STR-36,定时唤醒，单片机控制，LEDTHE ELECTRIC CIRCUIT DESIGN OF THE WIRELESS ELECTRONIC TAG BY INPOURING BETON TO THE ANCHOR POLEABSTRACT The electronic tag also can be called radio frequency card, it has the ability of reading and writing i

4、ntelligently and encrypting the communications .The read-write apparatus consists of the wireless receive module , the antenna, the control module and the electric circuit for the interface and so on . The demodulation part of data receive the radio frequency pulse and demodulate it, then send it to

5、 the logic control unit , the control logic accept the instruction ,save the storage, send out data or do other operation, the EEPROM is used for saving the ID number of the electronic tag and any other customers data. In the project construction, in order to make the tube more firmly, we usually us

6、e full-automatic apparatus to pour pug into the wall of the tube. With the request of the demander, we need to exploit the wireless tag ,which can be used to orientate the position of the anchor pole ,record the pour pug capacity ,the pressure ,the time etc, and can return to read the saving data, t

7、hen show the tag position through a LED indicator . After analyzing the actual need, we choose the needed apparatus for designing tag, such as the low power and wireless module, which is used to transmit digital message, the low power LED module, battery etc. We use the software Protel99SE to design

8、 the tag circuit, the interface circuit of the wireless module, the circuit of time awaken, the LED circuit; with the control of the program, the wireless electronic tag can have the function of timing awaken, wiretapping wireless command, data storage, CRC verify, show the position of the tag.In th

9、is design, we use STR-36 series as the low power and wireless digital transmission part, connect it to the single chip STC12LE2052 through asynchronous serial, at the same time, we use CMOS chip 74HC00(Quad 2-Input NAND Gate) to design the circuit of time awaken, the LED control circuit. The STR-36

10、series module have the feature of low power , fully cover the world ISM frequency , more channel, more velocity, high anti-jamming and low miscode rate, especially have the function of wireless awaken with long-distance ,which can entirely satisfy the design concept of low power request.KEY WORDS: W

11、ireless electronic tag, STR-36, Timer awaken, Single chip control, LED目 录前 言1第一章 课题背景3第二章 设计方案的讨论42.1 方案的讨论42.1.1 设计方案一42.1.2设计方案二52.1.3 设计方案三72.2 设计方案的确立7第三章 方案设计83.1 系统设计83.1.1 无线电子标签的结构83.1.2 无线电子标签的工作原理与主要功能83.2 无线收发模块的介绍93.3 单片机的介绍133.3.1 STC12LE2052单片机的特点133.3.2 STC12LE2052单片机EEPROM的应用133.4 定时

12、唤醒电路163.4.1 二输入与非门（74HC00）163.4.2定时唤醒电路的设计173.4.3定时唤醒电路的工作原理183.5 LED指示电路193.6 电路设计的原理图19第四章 调试说明214.1 数据收发功能214.2 定时唤醒功能224.3 数据存储读取功能234.3.1 EEPROM数据存储函数234.3.2 从EEPROM中读取数据函数244.3.3 EEPROM扇区擦除函数254.4 LED指示功能25结 论27参考文献28致 谢30附 录3150山东大学（成人教育）毕业设计（论文）前 言 电子标签RFID有的称射频标签、射频识别，它是一种非接触式的自动识别技术，通过射频信号

13、识别目标对象并获取相关数据，识别工作无须人工干预。作为条形码的无线版本，RFID技术具有条形码所不具备的防水、防磁、耐高温、使用寿命长、读取距离大、标签上数据可以加密、存储数据容量更大、存储信息更改自如等优点。近年来，电子标签在国内外已经得到了迅速发展。在国外，RFID技术已被广泛应用于诸如工业自动化、商业自动化等众多领域。电子标签技术已经逐步发展成为一个独立的跨学科的专业领域，它将大量来自完成不同专业领域的技术综合到一起：如高频技术、电磁兼容性、半导体技术、数据保护和密码学、电信、制造技术和许多专业领域。电子标签、读写器、天线和应用软件构成的RFID系统直接与相应的管理信息系统相连，每一件物

14、品都可以被准确地跟踪，这种全面的信息管理系统能为客户带来诸多的利益，包括实时数据的采集、安全的数据存取通道、离线状态下就可以获得所有产品信息等等。典型的RFID系统由电子标签（Tag）、读写器（Read/Write Device）以及数据交换、管理系统等组成。RFID系统根据工作频率的不同分为低频、中频及高频系统。低频系统一般工作在100kHz500kHz，中频系统工作在10MHz15MHz左右，它们主要适用于识别距离短、成本低的应用中；而高频系统则可达850MHz950MHz及2.4GHz5GHz的微波段，适用于识别距离长，数据读写率高的场合。 本设计选题来源于生产的实际需要，在隧道工程中，

15、为了防止山体滑坡、隧道塌方等问题，需要对隧道墙壁进行加固，而加固的方法是往墙体中打一定深度的孔洞，将中空锚杆放入洞中，通过全自动注浆仪连接锚杆进行注浆。为了方便施工监理检验施工质量，需要开发无线电子标签对锚杆的位置进行定位，对注浆量、注浆压力、注浆时间等数据进行记录，并可回读所存数据，通过LED指示灯指示标签位置。施工监理将无线电子标签挂在锚杆上，通过PC机上的无线收发模块或者无线手持器，可以把注浆时间、注浆压力、注浆流量等数据存储到无线标签中，而且也可以很容易的读取标签中的数据。 无线电子标签的组成主要是无线射频收发模块通过异步串口与单片机相连，设计LED指示电路、定时唤醒电路等等。因为无线

16、电子标签主要是应用在隧道工程中，而隧道中不便于携带大功率的供电设备，标签的供电也不可能采用后备电源的直流供电，只能是采用低电压供电，所以我们必须节省无线标签额外的电流开销，所以低功耗问题是本次设计要考虑的主要问题。第一章 课题背景在隧道工程中，隧道常常由于地理、自然因素等原因出现塌方、山体滑坡等事故，这就需要施工单位在施工时对隧道墙体进行一定的加固，从而使隧道能抵御一定的程度的自然灾害及工程事故。在隧道墙体加固中常常使用中空锚杆加固的方法，该方法是首先在隧道墙体中打一定深度的孔洞，将中空锚杆放入洞中，通过全自动注浆仪连接中空锚杆进行注浆，水泥浆通过中空的锚杆注入洞中，水泥浆凝固以后将锚杆也固定

17、在所打的孔洞中。 图1-1、中空锚杆示意图 图1-2、固定在墙体中的锚杆 图1-3、注浆仪通过锚杆注浆 隧道施工要满足一定的施工标准，必须达到一定的施工质量要求。例如：孔要打多深、锚杆要放进洞中多长、注浆的压力和流量多大。这就需要施工监理进行施工质量的检测，对这些施工数据进行测量、读取、分析，从而判断是否满足施工要求。而在隧道工程中所使用的锚杆数量很大，施工监理不可能对每根锚杆都进行实际的数据检测，往往是在锚杆和自动注浆仪之间连接有压力传感器、流量计等设备，将所测的数据传给施工监理进行分析，为了方便施工监理能够方便的读取、存储这些数据，就需要开发一种能够存储和回传数据的设备，并具有可以指示设备

18、位置的功能。 第二章 设计方案的讨论2.1 方案的讨论 本课题来源于生产，通过对实际需求的分析、论证，提出如下几个设计方案来满足需求商的要求，然后比较几个方案的利弊，从而选取最佳的设计方案。2.1.1 设计方案一采用条形码技术，它是由宽度不同、反射率不同的条和空，按照一定的编码规则（码制）编制成的，用以表达一组数字或字母符号信息的图形标识符，即条形码是一组粗细不同，按照一定的规则安排间距的平行线条图形，常见的条形码是由反射率相差很大的黑条（简称条）和白条（简称空）组成的。 图2-1、条形码的典型应用 图2-2、条形码扫描器 条形码的识别原理：由于不同颜色的物体，其反射的可见光的波长不同，白色物

19、体能反射各种波长的可见光，黑色物体则吸收各种波长的可见光，所以当条形码扫描器光源发出的光经光阑及凸透镜后，照射到黑白相间的条形码上时，反射光经凸透镜聚焦后，照射到光电转换器上，于是光电转换器接收到与白条和黑条相应的强弱不同的反射光信号，并转换成相应的电信号输出到放大整形电路，白条、黑条的宽度不同，相应的电信号持续时间长短也不同。但是，由光电转换器输出的与条形码的条和空相应的电信号一般仅左右，不能直接使用，因而先要将光电转换器输出的电信号送放大器放大，放大后的电信号仍然是一个模拟电信号，为了避免由条形码中的瑕疵点和污点导致错误信号，在放大电路后需加一整形电路，把模拟信号转换成数字电信号，以便计算

20、机系统能准确判读。 整形电路的脉冲数字信号经译码器译成数字、字符信息。它通过识别起始、终止字符来判别出条形码符号的码制及扫描方向；通过测量脉冲数字电信号、的数目来判别出条和空的数目通过测量、信号持续的时间来判别条和空的宽度，这样便得到了被辩读的条形码符号的条和空的数目及相应的宽度和所用码制，根据码制所对应的编码规则，便可将条形符号换成相应的数字、字符信息，通过接口电路送给计算机系统进行数据处理与管理，便完成了条形码辨读的全过程。 我们可以根据实际的需要，根据一定的码制设计出满足需要的条形码，用条形码来存储注浆压力、注浆时间、注浆流量等数据，然后施工监理可以通过条形码扫描器对条形码进行扫描，然后

21、在经过放大整形电路、译码接口电路和计算机系统来读出条形码中所包含的信息。条形码的优点是可靠性强、效率高、成本低廉。缺点是每次存储新的数据时，都要将数据转化成相应的码制，然后印刷成条形码，这样不利于数据的实时更新，而且要读取条形码中的数据，必须使用条形码扫描器接触条形码扫描。在隧道工程中，隧道的高度比较高，使用锚杆数量巨大，施工监理要拿条形码扫描器去接触条形码读取数据，这样不仅浪费很多时间，而且也是不方便、不实际的。2.1.2设计方案二采用非接触式IC卡,它由IC芯片、感应天线组成，封装在一个标准的PVC卡片内，芯片及天线无任何外露部分。它将射频识别技术和IC卡技术结合起来,结束了无源(卡中无电

22、源)和免接触这一难题,卡片在一定距离范围（通常为510mm）靠近读写器表面，通过无线电波的传递来完成数据的读写操作。图2-3、高频接口电路框图非接触性IC卡与读卡器之间通过无线电波来完成读写操作。二者之间的通讯频为13.56MHZ。非接触性IC卡本身是无源卡，当读写器对卡进行读写操作时，读写器发出的信号由两部分叠加组成：一部分是电源信号，该信号由卡接收后，与本身的L/C产生一个瞬间能量来供给芯片工作。另一部分则是指令和数据信号，指挥芯片完成数据的读取、修改、储存等，并返回信号给读写器,完成一次读写操作。读写器则一般由单片机，专用智能模块和天线组成，并配有与PC的通讯接口，打印口，I/O口等。

23、非接触式卡优点是IC卡与读写器之间无机械接触，能够避免接触读写而产生的各种故障、操作方便，具有防冲突机制，可以防止卡片之间出现数据干扰，加密性能好。 2.1.3 设计方案三 采用无线电子标签技术, 它具有智能读写及加密通信的能力，读写器由无线收发模块、天线、控制模块及接口电路等组成。电子标签内不含电池，电子标签工作的能量是由读写器发出的射频脉冲提供。电子标签接收射频脉冲，整流并给电容充电。电容电压经过稳压后作为工作电压。数据解调部分从接收到的射频脉冲中解调出数据并送到控制逻辑。控制逻辑接受指令完成存储、发送数据或其它操作。EEPROM用来存储电子标签的ID号及其它用户数据。我们可以将设计的无线

24、电子标签悬挂在锚杆的一端，而锚杆的另一端连有流量计、压力传感器、全自动注浆仪等设备。注浆时，流量计、压力传感器可以将测量所得的数据通过天线以无线电波的形式发送给电子标签，电子标签接收数据之后将这些数据存储到数据存储器中。施工监理在施工检测时，可以拿着带有无线收发模块的移动PC机或无线电子标签手持器，向电子标签发送命令，来读取标签中的各种数据，也可以向标签发送命令，对标签进行数据的写入和擦除。 2.2 设计方案的确立以上是我们根据生产的实际需求介绍了三个具体的设计方案，但是每个方案都有自身的优缺点，而我们必须得根据实际情况选择最佳方案。方案一主要是采用条形码技术，而方案二、方案三主要是采用射频技

25、术。射频技术和条形码技术主要的区别是：有无写入信息或更新内存的能力。条形码的内存不能更改，而射频标签不像条形码，它特有的辨识器不能被复制。条形码是可视技术，扫描仪在人的指导下工作，只能接收它视野范围内的条形码，标签的作用不仅仅局限于视野之内，因为信息是由无线电波传输，相比之下，射频识别不要求看见目标。条形码本身还具有其他缺点，如果标签被划破，污染或是脱落，扫描仪就无法辨认目标。但是在成本方面，条形码的成本就是纸张和油墨成本，所以价格比较低廉，而有内存芯片的射频标签、非接触式IC卡价格相对条形码就要高了许多。我们不使用非接触式IC卡主要是它的读取范围比较近（通常为510mm）,仍然不能满足隧道工

26、程中的需要，而我们最终选择无线电子标签是因为在一定范围内基本上不受距离限制，而且具有很好的数据存储、读取能力，数据可擦除，可重复利用好，可用在多个锚杆上。所以权衡各个方案的利弊和工程实际情况，本设计最终选择设计开发无线电子标签。 第三章 方案设计3.1 系统设计3.1.1 无线电子标签的结构 如上图所示，锚杆注浆无线电子标签主要由低功耗的单片机、无线收发模块、定时唤醒电路、LED指示电路等四个主要部分组成。3.1.2 无线电子标签的工作原理与主要功能锚杆注浆无线电子标签主要是单片机在定时唤醒电路的控制下，定时唤醒无线收发模块工作，去检测信道中是否有射频信号，如果有协议规定的波段信号，无线收发模

27、块就把所接收到的信号传给单片机，单片机判断信号是读取、存储数据，还是擦除数据。单片机会在程序的控制下将注浆压力、注浆流量、注浆时间等数据存储在单片机内部的FLASH中，也可以在程序的控制下读取、擦除这些数据，而LED指示电路主要是无线电子标签工作时，不停的闪烁来指示标签的位置，以便无线电子标签手持器或带有无线收发模块的移动PC机向标签发送无线命令。3.2 无线收发模块的介绍无线收发模块在无线标签中主要是起到接收和发送数据的作用，就因为有了无线收发模块，我们才能叫做无线电子标签。空间信道中的无线命令和数据是通过无线收发模块传给标签中的单片机的，而要读取数据时，也是通过无线收发模块将数据发送出去的

28、。本设计中我们采用上海桑博公司生产的STR-36型微功率ISM全波段无线数传模块。STR-36标准型支持:1200bps、2400bps、4800bps、9600bps、19200bps、28800bps，38400bps、57600bps，76800bps、115200bps等多种接口波特率，特殊型最高可达300kbps。图3-1、STR-36型微功率无线收发模块一、STR-36型微功率ISM全波段无线通信模块特点：1.微发射功率:最大10dbm（10mW）的发射功率，用户可以-30dbm+10dbm之间自定义发射功率，便于我们根据自己的要求来确定通信距离和工作电流消耗。2.完全覆盖全球IS

29、M频段工作频率，符合全球ISM频段通信标准，无需申请频点，载频频率在300-365MHz，400-480MHz，826-968MHz，2400-2500MHz范围内。3.完善的通讯协议，数据实时通信。半双工无线通信，完全实时收发通信，即收即发，没有任何时间延时。4.高抗干扰能力和低误码率。采用基于高斯整形最小化频率转化键控(GFSK/GMSK)的调制方式，采用高效前向纠错信道编码技术，提高了数据抗突发干扰和随机干扰的能力。5.STR-36型微功率无线数传模块同时提供TTL电平/RS232/RS485三种接口。除此之外，STR-36型无线收发模块还具有远程无线唤醒功能、电源使能控制、智能数据控制

30、、低工作电压，宽电压工作范围，功耗低，自动休眠唤醒功能、高可靠性，体积小、重量轻等特点。二、休眠和无线唤醒STR-36型无线模块在没有数据传输的情况下，如果您设置在无线唤醒无效的工作模式下，无线模块保持在接收数据状态，如果您设置在无线唤醒有效的工作模式下，无线模块进入休眠状态，当外界有STR-36的无线数据时，持续50ms，无线模块立即唤醒工作。模块的无线唤醒功能有效时，即：WKEN端口为低电平，模块上电复位后，处于接收状态，持续3秒钟，如果没有收到串口发来的数据，或者也没有收到空中的无线数据，模块将进入休眠，在休眠过程中，如果外界有连续发送STR-36的无线信号时，无线模块开始被唤醒工作，并

31、向WKUP口输出一个低电平信号，去唤醒用户设备，同时模块将接收来的数据，发送给串口，当外界无线唤醒信号消失时，模块仍然持续处于接收无线信号3秒钟，3秒以后，如果没有外界无线唤醒信号，也没有接收到串口发过来的数据，无线模块将继续休眠。三、无线收发模块的接口 图3-2、无线收发模块接口框图图3-2为无线收发模块的接口电路框图，由图可知，我们只要把无线收发模块与我们所选的单片机进行接口连接，就可实现无线收发模块的功能。图3-3、STR-36型无线收发模块的接口定义框图表一、STR-36型线模块端口的定义及配置方法引脚STR-36端功能连接到终端说明1PWEN电源控制ON/OFFI/O高电平，电源打开

32、，15ms后，模块及可以正常工作，低电平，电源关闭，如果不需要电源控制，请直接接VCC，电源常开。2VCC电源2.56VDCVCC宽电压，可做到1.8V-20V3GND电源地GND直流电源地4TXD串行数据输出RXD串口1发射端5RXD串行数据输入TXD串口1接收端6A/TXRS-485的ARS-232的TXA(RX)串口2发射端/RS485-A7B/RXRS-485的BRS-232的RXB(TX) 串口2接收端/RS485-B8RST复位控制（输入）I/O低电平复位，低电平持续15ms，模块重新复位9WKUP无线唤醒信号输出INT低电平唤醒，当RF无线唤醒有效时，可以此引脚可以用来唤醒用户设

33、备，一般接用户设备的中断口上，如果用户不需要无线唤醒功能，此引脚可以不接10WKEN无线唤醒使能（输入）II/O低电平有效：如果需要RF无线唤醒功能，此引脚接低电平，可直接接GND,也可以接用户MCU的I/O口控制，如果不需要无线唤醒功能，此引脚可以不接。11GND电源地GND信号地，与电源地连通12SETEN设置控制使能（输入）低电平有效：接低电平时，模块进入用户设置状态，接高电平或不接时，模块为正常通信状态。13ANTENNA连接50欧姆433MHz或868MHz的适配天线四、无线模块接口连接设计 图3-4、电路设计中的无线收发模块接口 如图3-4所示，我们将电源控制（PWEN）、设置控制

34、（SETEN）、无线唤醒使能（WKEN）、复位控制（RST）四个引脚与单片机的I/O口相连接，VCC接电源、GND接地，将无线收发模块的串口TXD、RXD与单片机的异步串口相连接，无线收发模块的无线唤醒（WKUP）与单片机的外部中断相连接。3.3 单片机的介绍无线电子标签中的单片机主要起到控制标签工作，并存储注浆压力、注浆流量、注浆时间等数据，并可控制无线收发模块的工作，控制LED指示电路的工作。本设计采用宏晶科技生产的STC12LE2052低功耗单片机。3.3.1 STC12LE2052单片机的特点STC12LE2052单片机是一代完全增强型的8051单片机，他具有以下特点。1、高速：一个时

35、钟/机器周期，速度比8051快812倍。 2、具有低功耗设计：空闲模式，掉电模式。（外部中断唤醒）。 3、芯片内EEPROM功能。 4、ISP/IAP，在系统可编程/在应用可编程，无需编程器/仿真器。5、高速的SPI通信端口，两个16位的定时器/计数器。3.3.2 STC12LE2052单片机EEPROM的应用一、 IAP及EEPROM特殊功能寄存器的介绍二、 表二、ISP/IAP及EEPROM特殊功能寄存器MEMONICADDNAMERESET VALUEISP_DATAE2HISP/IAP Flash Data Register1111,1111ISP_ADDRHE3HISP/IAP Fl

36、ash Address High0000,0000ISP_ADDRLE4HISP/IAP Flash Address Low0000,0000ISP_CMDE5HISP/IAP Flash Command Registerxxxx,xx00ISP_TRIGE6HISP/IAP Flash Command Triggerxxxx,xxxxISP_CONTRE7HISP/IAP Control Register0000,1000ISP_DATA: ISP/IAP操作时的数据寄存器。ISP/IAP从FLASH读出的数据放在此处，向FLASH写入的数据也放在此处。ISP_ADDRH: ISP/IAP操

37、作时的地址高八位。ISP_ADDRL：ISP/IAP操作时的地址低八位。ISP_CMD： ISP/IAP操作时的命令模式寄存器，需命令触发寄存器触发方可生效。表三、命令模式寄存器指令B7B6B5B4B3B2B1B0命令/操作 模式选择保留命令_00Standby 待机模式，无ISP操作_01从用户的应用程序区对“Data Flash/EEPROM区”进行字节读_10从用户的应用程序区对“Data Flash/EEPROM区”进行字节编程_11从用户的应用程序区对“Data Flash/EEPROM区”进行扇区擦除ISP_TRIG：ISP/IAP操作时的命令触发触发寄存器。在ISPEN(ISP_

38、CONTR.7)=1,对ISP_TRIG先写入46h,再写入B9h,ISP/IAP命令才能生效。ISP_CONTR: ISP/IAP控制寄存器，地址位0E7H单元。表四、ISP/IAP控制寄存器命令字B7B6B5B4B3B2B1B0Reset ValueISPENSWBSSWRSTCMD_FALL1WT2WT1WT00000,1000ISPEN ： ISP/IAP功能允许位。0，禁止ISP/IAP编程改写Flash；1，允许程改写Flash。SWBS: 软件选择从用户主程序区启动（0），还是从ISP程序区启动（1）。SWRST: 0,不操作；1，产生软件系统复位，硬件自动清零。CMD_FALL

39、: 如果送了ISP/IAP命令，并对ISP_TRIG送46h/B9h触发失败。则为1，需由软件清零。表五、等待时间参数设置表设置等待时间CPU等待时间（多少个CPU工作时钟）WT2WT1WT0读编程扇区擦除推荐系统时钟1112个时钟55个时钟21012个时钟1MHz1102个时钟110个时钟42024个时钟2MHz1012个时钟165个时钟63036个时钟3MHz1002个时钟330个时钟126072个时钟6MHz0112个时钟660个时钟252144个时钟12MHz0102个时钟1100个时钟420240个时钟20MHz0012个时钟1320个时钟504288个时钟24MHz0002个时钟1

40、960个时钟672384个时钟30MHz三、 STC12LE2052单片机EEPROM地址STC12LE2052单片机内部可用Data Flash(EEPROM)的地址是与程序空间是分开的，如果对应用程序区进行IAP写数据/擦除扇区的动作，则语句会被单片机忽略，继续执行下一句。程序在用户应用程序区（AP区）时，仅可对Data Flash(EEPROM)进行IAP/ISP操作。表六、STC12LE2052单片机EEPROM地址表STC12LE2052单片机的内部EEPROM地址表第一扇区第二扇区每个扇区为512个字节，共四个扇区。起始地址结束地址起始地址结束地址1000h11FFh1200h13

41、FFh三、无线电子标签中单片机的设计无线电子标签中的单片机在整个标签设计中起到关键性的作用，它将直接影响到标签的整体性能，也是标签设计的核心部件之一，它主要是控制无线电子标签的工作与否，我们编写的程序存储在单片机的程序空间中，控制实现标签的各种功能，例如：接收、发送数据等等，而且由外界发出的各种无线命令也需要由单片机进行处理，在STC12LE2052单片机中的Data Flash 有特殊的作用，我们在读取、存储、擦除数据都是对Data Flash（EEPROM）进行的。图3-5、无线电子标签中单片机设计框图 如图3-5可知，单片机中的VCC、GND引脚接分别接电源和接地，RXD、TXD引脚分别

42、与无线收发模块的TXD、RXD引脚相连接，引脚7、8与定时唤醒电路相连接，I/O口P1_3与LED显示电路相连，引脚4、5与无源晶体振荡器相连，图中的其它几个I/O 口与无线收发模块的相应引脚相连。图3-6、单片机无源晶体振荡器3.4 定时唤醒电路 无线电子标签的功耗是我们在设计中应该考虑的问题，因为隧道工程中，不可能提供长时间的后备电源，一定要尽量减少无线电子标签不必要的功耗损失，所以设计定时唤醒电路，定时唤醒无线收发模块的工作来检测信道中是否有双方事先协商好的频段信号，如果有该频段的信号命令，我们就开始接收无线命令，整个标签开始工作。3.4.1 二输入与非门（74HC00） 定时唤醒电路我

43、们采用2输入与非门74HC00芯片，如图3-7所示，74HC00为2输入与非门（双列直插封装），00代表有四组2输入与非门，引出端号1A-4A,1B-4B为输入端，1Y-4Y为输出端。 图3-7、74HC00逻辑图（双列直插封装） 74HC00的功能表如图3-8所示。A、B代表输入端,Y代表输出端，H代表高电平，L代表低电平。表七、74HC00的功能表InputsOutputABYLLHLHHHLHHHL3.4.2定时唤醒电路的设计如图3-7所示，将74HC00芯片的VCC、GND引脚分别接电源和接地，其它引脚和连线按图3-7连接，图中的电阻R1、R4与电容C3共同组成了一个RC振荡器，74H

44、C00的3A、4A引脚共同接在单片机的I/O口上，相当于开关的作用，由单片机程序控制其I/O口输出高低电平来控制芯片输出端2Y产生的波形，而输出端2Y与单片机的外部中断1相连接。图3-7、定时唤醒电路框图3.4.3定时唤醒电路的工作原理当CLIKEN与单片机相连的I/O输出的为高电平时，开始时电容C3充电，74HC00芯片的输入端3B、4B为低电平，则3Y输出高电平，CLIK输出高电平；当C3电容放电时，74HC00芯片的输入端3B、4B为高电平，z则3Y输出为低电平，CLIK输出低电平。由于R3、R3与C3形成RC振荡器，所以在CLIKEN为高电平时，电容C3会不断的充放电，CLIK端也就会

45、产生高低电平的方波，在本设计中R3、R4为1MHz,C3为0.1UF,所以我们可知电容充放电的时间为0.1s，在单片机的外部中断上会每隔0.1秒钟产生一次中断，可以唤醒无线收发模块工作，检测信道中是否有该标签频段的射频信号，如果有，无线标签工作并将对其进行响应。而当CLIKEN为低电平时，无论74HC00芯片的输入端3B、4B为高电平还是低电平，在CLIK端都不会产生高低电平的变换，CLIK一直保持高电平状态，也就不会对单片机的工作与否产生影响。在电路设计好后，只要我们在程序中，定时的控制CLIKEN端的电平高低，就可以定时的唤醒无线收发模块的工作，这样也就减少了无线标签许多不必要的功耗损失，也就使无线标签工作的时间更长。3.5 LED指示电路在隧道中，光线一般都比较昏暗，根据厂商的需要，在无线电子标签中添加LED指示功能，以便无线标签在定时唤醒工作和施工监理对标签发送命令时，能够指示标签的位置。LED指示功能需要在软件的控制下，才能完成指示功能。LED指示电路的设计如图3-8所示，指示电路有一个发光二极管和电阻R3组成，发光二极管的阳极接在电源VCC上，而阴极的一端与保护电阻和单片机的一个I/O口相连接，在编制软件的时候，只要让LEDCTRL与单片机相连的I/O口输出低电平就能把发光二极管点亮，如果