基于P89LPC932的紅外抄表系統(tǒng)設(shè)計

　　為了利用紅外遙控器件實現(xiàn)無線數(shù)據(jù)通信，通信雙方要制定好相關(guān)的通信協(xié)議，即要對數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼和解碼。由于紅外通信方式與串行通信方式類似，因此在該模塊的電路連接上，將紅外通信的接收和發(fā)射信號線直接連到CPU串行通信的2個引腳RXD和TXD上。采用這種方式的優(yōu)點是：用熟悉的串口通信代替相對復(fù)雜的紅外解碼操作十分簡便，表面上CPU是和串口通信，實際上是紅外通信。這樣處理也有助于單片機(jī)和PC機(jī)之間的串行數(shù)據(jù)傳輸。本系統(tǒng)中采用的通信方式是主-從結(jié)構(gòu)異步串行多機(jī)通信方式，手持抄表終端是主站，多功能電度表是從站，每個多功能電度表都有惟一的地址編碼。通信鏈路的建立和解除均由主站發(fā)出的信息幀來控制。
　　在抄表系統(tǒng)的通信過程中，可采用如表1所示的信息幀傳輸格式。

　　為了提高傳輸?shù)目煽啃?，在幀校驗的基礎(chǔ)上，可采用除地址域外的其他數(shù)據(jù)域取反重發(fā)的方法。當(dāng)判斷出錯或受到其他紅外線的干擾時，則請求重發(fā)信息幀。由于發(fā)送和接收模塊在印制板上相互距離比較近，通信過程中必須采用半雙工通信方式，即發(fā)射與接收不同時進(jìn)行，否則就會造成自發(fā)自收的情況，干擾正常的通信。
3 手持抄表終端的設(shè)計
　　手持抄表終端要完成的主要功能是紅外無線抄表、數(shù)據(jù)存儲和上傳數(shù)據(jù)給PC機(jī)等。由于抄表終端是手持設(shè)備，只能采用電池供電，故設(shè)備有很高的低功耗設(shè)計要求，待機(jī)電流應(yīng)非常小，而且存儲的數(shù)據(jù)要安全可靠。
　　針對這些要求(主要是低功耗設(shè)計要求)，在手持抄表終端的軟、硬件設(shè)計上做了一些考慮。由于P89LPC932不僅功能強(qiáng)，內(nèi)部有豐富的存儲單元，而且當(dāng)其工作在完全掉電模式時，功耗僅為1μA，故手持抄表終端的CPU選用P89LPC932是較為理想的。P89LPC932內(nèi)部有512B的附加片內(nèi)RAM，512B的用戶E²PROM，還有8KB的Flash存儲器，完全不需要再擴(kuò)展片外存儲器。抄表時所得的數(shù)據(jù)一般可以保存在E²PROM，若容量不夠，也可以將其保存在未用完的Flash存儲器中。P89LPC932提供了對Flash存儲器的擦寫操作。
　　手持抄表終端的紅外通信模塊與多功能電度表的相同，不同之處主要是在鍵盤以及與計算機(jī)的通信方面。由于P89LPC932提供了鍵盤中斷功能（一有鍵按下，硬件就會自動產(chǎn)生一個鍵盤中斷），因此手持抄表終端的鍵盤接口非常簡單，只需將按鍵接到相應(yīng)的鍵盤中斷引腳即可，具體連接如圖5所示。為了省電，手持抄表終端在沒有按鍵操作時，CPU處于完全掉電狀態(tài)，一旦有按鍵就會通過鍵盤中斷喚醒CPU，執(zhí)行相應(yīng)操作。

　　手持抄表終端與計算機(jī)的通信可采用有線串口或無線串口的方式通行工作。有線串口是在手持抄表終端中增加1片MAX232實現(xiàn)與計算機(jī)的串口通信，但平時這部分電路不供電，只有需要通信時才供電。無線串口則是在計算機(jī)一端增加1個裝置，將手持抄表終端發(fā)射的紅外信號轉(zhuǎn)化為RS-232電平信號傳給計算機(jī)，或?qū)⒂嬎銠C(jī)送來的數(shù)據(jù)通過紅外發(fā)送給手持抄表終端（這也是前面提到的紅外通信采用串口通信協(xié)議的原因之一）。
4 結(jié)束語
　　本系統(tǒng)已完成設(shè)計和制作，正在進(jìn)行實際測試。該系統(tǒng)的最大特點是充分利用了P89LPC932微處理器功耗低、功能強(qiáng)大的優(yōu)勢，結(jié)合簡單實用的紅外通信技術(shù)和軟件抗干擾技術(shù)，因而系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單、可靠性高、成本低、使用和維護(hù)方便。該系統(tǒng)的設(shè)計綜合了多種技術(shù)，為抄表系統(tǒng)的設(shè)計提供了一種新的方案，可供設(shè)計時參考。