基于SoPC技术的挖掘机无线监控数据传输系统的设计与实现

nRF905采用了Nordic公司的VLSI Shock Burst技术，射频数据包的高速信号处理都在芯片内部进行，并且自动产生前导码和CRC校验码。由于nRF905为半双工芯片，为了实现双向通信，在程序设计时需要考虑发送与接收的时间。为了提高运行效率，可以采用Shock Burst RX直接到ShockBurst TX模式转换或Shock Burst TX直接到ShockBurst RX的模式转换，由于不需要再重新配置寄存器，保持了相同的频道，因此转换所消耗的时间最少，转换时间为550μs。发送端数据采用单字节逐次移位的方式进行传输。在发送完毕即直接从Shock Burst TX模式转换为Shock Burst RX模式。为了确保收到信息，系统采用中断的方式，通过数据就绪输出DR置高米产生中断，如果没有收到则接收端仍然保持Shock Burst RX模式，发送端若一定时间收不到对方的信号则将上次发送的内容再次发送，从而保证了接收端信息的可靠接收，实现了双向通信。FPGA片上系统通信流程罔如图3所示。

　　（2） SOPC片上串口通信程序设计

　　NIOSII的UART核可以设置所需的通信模式，比如波特率、偶校验、停止位、数据位和其他控制信号。系统选用的串口波特率为9600bps。采用1位起始位，8位数据位和1位停止位。串口通信可以使用查询的方式也可以使用中断的方式。但是由于查询的方式较为占用资源，所以本系统采用中断的方式直接读取寄存器。UART核能够输出一个单独的中断请求（IRQ）信号给Avalon总线，从而连接到Nios II处理器，通知FPGA将数据转发至SPI接口。串口程序流程图如图4所示。

　　3 上下位机与FPGA间的串口程序设计

　　3.1  MTC方的串口通信设计

　　Codesyrs进行RS232通信编程，要用到以下四个函数：SysComOpen，SysComSetSettings，SysComRead，SvsComWrite。编写程序方法类似C语言。

　　SvsComOpen：打开RS232通讯端口，MTC仅可选COM2，其余皆不可用。

　　Buffm Address：当读取到数据后拷贝到变量BUFFER_DATA指向的地址内；

　　Bvtes To Read：读取多少个bytes。

　　Buffer Address：发送数据所在地址。

　　3.2 PC方的串口通信设计

　　PC的串口通信程序使用VC6．0编写，使用Microsoft公司ActiveX控件MSComm。采用事件驱动的办法，每当有数据由串口收到时，就会触发消息的响应函数OnComm。即可由PC收取串口的数据。发送时可直接调用该控件发送。

　　4 结束语

　　本系统能够低成本地设计出挖掘机无线传输系统，较好地完成半双工的挖掘机无线数据传输工作。采用SOPC设计挖掘机无线传输模块的控制器能够在软硬件设计上实现模块化，能够大量地减轻研发工作量、提高研发速度。