係統設計
　　本文從理論的角度向讀者闡述16位微控製器(MCUs)ruhezhichigongchangshouchishebeidewuxianjuyuwanggongneng。tongguojieshaozhegebianxieshizhinengshebeideshejibuzhouxiangduzhezhanshiruhejianrongyitaiwanghewuxianwangluoxieyi，yijiqianrujishujueceduizonghexingnengdeyingxiang。
　　與傳統大型工業移動設備相比，這種手持設備具有低功耗
、高耐用性、設計更加緊湊
、便於攜帶的特點。設備的係統圖表明了微控製器的選擇決定了設備的形態和連接能力。
　　比bi如ru，手shou持chi設she備bei必bi須xu能neng運yun行xing以yi太tai網wang和he無wu線xian網wang絡luo兩liang種zhong協xie議yi才cai能neng在zai工gong廠chang的de任ren何he地di方fang連lian接jie，所suo以yi設she計ji係xi統tong時shi需xu要yao選xuan擇ze的de微wei控kong製zhi器qi具ju有you足zu夠gou強qiang大da數shu據ju處chu理li性xing能neng和he存cun儲chu功gong能neng以yi支zhi持chi兩liang種zhong協xie議yi。
　　其次，你需要確定選擇的微控製器配置有合適的外設接口。設備設計需要2個串行外設接口(SPI)便於與無線網絡和以太網收發器進行通訊。還需要一個並行接口去驅動液晶顯示器和(或)鍵盤。儀表設計必需非常緊湊，同時還需融合串、並行接口
，以滿足信號路由的靈活性，這是設計中的重點。

在這項設計裏，輕巧的便攜設備通過無線網絡與存儲數據的基站連接。

　　無線網絡標準
　　為了能實現最簡單的便攜式設計
，手持設備需要和基站連接
，基站接受
、處理所有手持設備傳送的數據和命令。設備和基站通訊主要通過無線網絡協議
，如微芯科技的開放MiWi無線協議。此協議用來支持傳感和控製應用，它是建立在IEEE 802.15.4低速率無線個人區域網（WPAN）標準之上的。
　　IEEE 802.15.4無線網絡標準定義了3個頻段
，每個頻段有固定的通道數量和最大的數據通訊速率：2.4GHZ(16通道，250kbps)
，915MHZ(10通道，40kbps)
，868MHZ(1通道，20kbps)。
　　IEEE 802.15.4標準還定義了若幹設備，其中包括個人網(PAN)協調器。PAN協調器初始化網絡，選擇網絡的通道和PAN ID號。所有想連入PAN的設備都必須向PAN協調器發出接入請求。在這個係統中，基站充當PAN協調器，處理與作為網絡的末端節點手持設備之間的通訊。
　　簡單的網絡協議，如MiWi協議，允許設計者在IEEE 802.15.4協議2.4G頻段基礎上迅速建立無線網絡解決方案。(媒介存取控製層和物理層建立在同樣的IEEE 802.15.4協議之上) MiWi協議的網絡層和應用層使設備能夠尋找、組織、連接網絡的功能

，能發現網絡上的節點並且向其發送和接受數據包。MiWi協議在一個網絡中最大能支持1024個節點。
　　這種便攜式設備不能和數據采集(DAQ)係統混為一談，數據采集係統的功能是采集工廠中傳感器的數據。數據采集係統可能是如可編程序控製器(PLC)這樣的設備，它連接在局域網或其它工業通訊接口上。
　　ruxitongkuaitushangsuoshi，jizhanzaishouchishebeiheshujucaijixitongzhijianchuanshushuju。shouchishebeishiyigeshujuchuanshuxitong，shujugenjuyingyongxuyao
，yitedingyiyidegeshijinxingchuanshu。
　　yijizhanweizhongxindexitongshejinengtongshichuliduogebutongjibiedeyonghushiyongxuqiu。biru，shejizhenengjiangyonghufenmenbielei，yunxuyibufenyonghuchulizhongyaoshuju，erxianzhiqitaputongyonghuquanxian
，shitamenzhinengzhakanputongshuju。

　　數據處理能力和連接性
　　我們的手持設備設計了3種通訊方式：通過MiWi協議與基站的無線連接；以太網連接
；圖形界麵。作為這種設計的一部分，利用一台計算機工作站為基站提供數據服務(同時也處理連接在以太網上的手持設備數據)，基站可以通過MiWi協議及無線網絡傳輸數據。在這種情況下基站充當了“MiWi路由器”的作用。
　　另一種方案是基站從工廠以太網設備或網絡數據庫中獲取數據，再通過MiWi和以太網傳輸到手持設備。基站還能把軟件更新傳輸到網絡的每個手持設備。
　　基於這些設計的考慮，采用一個16位微控製器是合理的選擇，它不僅能滿足數據處理能力的要求而且提供足夠的外設支持。為了滿足便攜性

，選擇28針腳封裝。有了這種微控製器和必要的外設就可以連接約6個(ge)按(an)鈕(niu)或(huo)帶(dai)按(an)鍵(jian)的(de)觸(chu)摸(mo)屏(ping)。觸(chu)摸(mo)屏(ping)的(de)顯(xian)示(shi)數(shu)據(ju)可(ke)以(yi)存(cun)儲(chu)在(zai)微(wei)控(kong)製(zhi)器(qi)的(de)閃(shan)存(cun)中(zhong)，也(ye)可(ke)以(yi)存(cun)儲(chu)在(zai)擴(kuo)展(zhan)閃(shan)存(cun)芯(xin)片(pian)中(zhong)，無(wu)論(lun)存(cun)在(zai)哪(na)裏(li)，數(shu)據(ju)都(dou)可(ke)以(yi)通(tong)過(guo)並(bing)行(xing)總(zong)線(xian)進(jin)行(xing)引(yin)用(yong)。

　　了解16位微控製器
　　一些最新的16位微控製器非常適合這類設計。例如，Microchip的PIC24FJ64GA004係列微控製器具有這類設備需要的高靈活性、體積小和低功耗的特點。此外，該微控製器還配有並行主接口(PMP)
，這zhe是shi一yi種zhong通tong用yong並bing行xing數shu據ju接jie口kou帶dai有you可ke配pei置zhi控kong製zhi線xian，因yin此ci係xi統tong能neng夠gou連lian接jie任ren何he帶dai並bing行xing數shu據ju接jie口kou的de設she備bei，能neng夠gou驅qu動dong任ren何he帶dai並bing行xing數shu據ju接jie口kou的de液ye晶jing顯xian示shi器qi。微wei控kong製zhi器qi的de外wai設she針zhen腳jiao映ying射she選xuan擇ze功gong能neng(PPS)能通過軟件把外設映射到輸入輸出針腳以減少輸入輸出通道。
　　大多數16位微控製器能滿足節能型便攜式手持設備的設計。比如16位微控製器通常能支持3種電源節能模式：在休眠模式下，關閉微控製器和時鍾頻率；在空閑模式下，關閉微控製器但外設仍在運行；在待機模式下，允許時鍾頻率和外設運行在不同的速率上。另外，還能控製片上調節器的開關，這樣微控製器隻需2節AA電池或一節鋰電池就能工作。
　　工業現場配備這種便攜式手持設備的成本要比升級各種工業PDA便宜許多。相比PDA，shouchishebeimeiyouhuashaodegongnengyeyongbuzhehuadajiaqiangoujianwangjixieyi
，dantamenyirangongnengqiangda，nenggouyouxiaotigaoshengchannengli。erqietamenwanquanweigongyeyingyongersheji，paoqilexiaofeidianzichanpindewaike

，huanercaiyonggengshihegongyexianchangdewaikebaohu。
　　注意：PIC和MiWi是Microchip Technology Inc的專利注冊商標。文中其它專利也屬其各自公司的財產。