【正文】 LESS100uFC14104C15 第 23 頁 附錄三： 上位機(jī)界面運(yùn)行效果圖： 附錄 四 ： 數(shù)據(jù)接收端 程序： include include include include include include include define LED0 PA_ODR_ODR3 void USART1_Init(void)。調(diào)試結(jié)果表明系統(tǒng)能夠達(dá)到預(yù)定目標(biāo)。 } （四） 上位機(jī) 部分軟件設(shè)計(jì) 上位機(jī)采用 C語言編寫，流程如下： 圖 47 上位機(jī)顯示 程序流程 串口收到數(shù)據(jù) 校驗(yàn)收的數(shù)據(jù) 分析數(shù)據(jù)是哪個(gè)采樣點(diǎn)的 分別顯示 第 18 頁 結(jié) 論 畢業(yè)設(shè)計(jì)是本專業(yè)教學(xué)中最后一個(gè)重要的實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)，是我們從學(xué)校走向工作崗位必要的過渡階段。 SPI_Read_Buf(RD_RX_PLOAD,rx_buf,TX_PLOAD_WIDTH)。最后接收成功時(shí)，若 CE 變低，則 nRF24L01 進(jìn)入空閑模式。 //置高 CE，激發(fā)數(shù)據(jù)發(fā)送 inerDelay_us(10)。 //StandBy I 模式 SPI_Write_Buf(WRITE_REG + RX_ADDR_P0, TX_ADDRESS, TX_ADR_WIDTH)。 // 允許接收地址只有頻道 0，如果需要多頻道可以參考 Page21 SPI_RW_Reg(WRITE_REG + RF_CH, 0)。 // Spi clock line init high SPI_Write_Buf(WRITE_REG + TX_ADDR, TX_ADDRESS, TX_ADR_WIDTH)。 以下 是 發(fā)送 子程序 ： //***************NRF24L01 初始化 void init_NRF24L01(void) { inerDelay_us(100)。如圖 45所示，發(fā)射數(shù)據(jù)時(shí)，首先將 nRF24L01配置為發(fā)射模式：接著把接收節(jié)點(diǎn)地址 TX_ADDRESS和有效數(shù)據(jù) TX_PLOAD按照時(shí)序由 SPI口寫入 nRF24L01緩存區(qū)，然后CE置為高電平并保持至少 10μ s，延遲 130μ s后發(fā)射數(shù)據(jù) 。 通過上述原理，可通過其 onewire總線對(duì)其進(jìn)行配置和數(shù)據(jù)通信，設(shè)計(jì)的讀出溫度子程序主要功能是讀出 RAM中的 9字節(jié)，在讀出時(shí)需進(jìn)行 CRC校驗(yàn)，校驗(yàn)有錯(cuò)時(shí)不進(jìn)行溫度數(shù)據(jù)的改寫。如果在此期間采樣為高電平，則邏輯 1被寫入該器件；如果為 0， 則寫入邏輯 0。 所有寫時(shí)隙至少需要 60us，且在兩次獨(dú)立的寫時(shí)隙之間至少需要 1u s的恢復(fù)時(shí)間。 當(dāng)總線被釋放后， 5k上拉電阻將單總線拉高。 1）初始化序列： 復(fù)位和應(yīng)答脈沖 單總線上的所有通信都是以初始化序列開始，包括：主機(jī)發(fā)出的復(fù)位脈沖及從機(jī)的應(yīng)答脈沖，如圖 5所示。 在采用 12位轉(zhuǎn)換精度時(shí)，溫度寄存器里的值是以 為步進(jìn)的，即把把溫度寄存器里的二進(jìn)制值乘以 ，就是實(shí)際的溫度值，例如 0550H =1360 ℃ /LSB =85℃。高速暫存 RAM 的結(jié)構(gòu)為 8字節(jié)的存儲(chǔ)器。 （七） USB 轉(zhuǎn)串口 模塊 USB 轉(zhuǎn)串口 電路如圖 28所示， 采用 CH340USB 轉(zhuǎn)串口芯片組成這個(gè)電路 。單線制串行接口，使系統(tǒng)集成變得簡(jiǎn)易快捷。傳感器包括一個(gè)電阻式感濕元件和一個(gè) NTC 測(cè)溫元件，并與一個(gè)高性能 8 位單片機(jī)相連接。 其電路如圖 24所示： VCC10KR2GNDNRST104C5 圖 24 復(fù)位電路圖 （五）發(fā)射指示 電路 發(fā)射和接收模塊分別由一個(gè) 1K 電阻和一個(gè)發(fā)光二極管組成。比如 AVR 系列單片機(jī)如果是 5V 的，一般串接 2K 的電阻）。推薦電壓 左右。 穩(wěn)壓芯片型號(hào)為 。 PB 口：通用輸入輸出口。 NRST:復(fù)位引腳。 顯示模塊：使用 PC 機(jī)界面顯示 。 狀態(tài)指示電路 ：由一個(gè) LED 燈和一個(gè) 1K 的電阻組成 （三） 數(shù)據(jù)接收端 結(jié)構(gòu) 圖 22（ b） 數(shù)據(jù)接收端 結(jié)構(gòu)框圖 該 系統(tǒng)由以下 幾 部分組成： CPU 芯片：采用 STM8S003F3P6 單片機(jī)。 （二） 數(shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn) 結(jié)構(gòu) CPU 芯片（ STM8S003F3P6） NRF24L01無線模塊 DHT11溫度傳感器模塊 復(fù)位電路 狀態(tài)指示電路 數(shù)據(jù)發(fā)送系統(tǒng) 數(shù)據(jù)接收系統(tǒng) 無線傳輸 串口 PC 界面顯示 第 3 頁 圖 22（ a） 數(shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn) 結(jié)構(gòu)框圖 數(shù)據(jù)采集 系統(tǒng)由以下 幾 部分 組成： CPU 芯片：采用 STM8S003F3P6 單片機(jī)。 第 2 頁 二、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖及基本原理 （一）系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖 圖 21 系統(tǒng)原理結(jié)構(gòu)圖 如圖 21所示為系統(tǒng)原理結(jié)構(gòu)圖。因此，測(cè)量溫度并 給出相應(yīng)的信息對(duì) 實(shí)驗(yàn)室 有一定意義。 關(guān)鍵詞： 溫 濕 度 無線傳輸 STM8 單片機(jī) ABSTRACT Temperature and humidity is an important index for testing laboratory safety, so the realtime monitoring of temperature and humidity have important system based on STM8 microcontroller, divided into the upper machine and lower machine, a machine under minimum system controlled by STM8, NRF24L01 wireless module and DHT11 temperature and humidity extraction part of the upper machine of minimum system controlled by STM8 and NRF24L01 wireless module, PC interface by c language, the display of the temperature and humidity data collected on the PC interface. Key words： temperature and humidity Wireless transmission STM8MCU。 實(shí)驗(yàn)室溫濕度監(jiān)控 系統(tǒng) 設(shè)計(jì) 摘要 溫 濕 度 是檢驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)室 安全的一個(gè) 重要 的指標(biāo)， 因此 實(shí)時(shí)監(jiān)控溫濕度 有 很重要的 意義 。 目 錄 一、引言 ……… …………………………………………………………… 1 二、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖及基本原理 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 2 （一） 系統(tǒng)結(jié)構(gòu) ???????? ?????????? ? ? ?? 2 （二） 數(shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn) 結(jié)構(gòu) ??? ??????????? ??? ?? 3 （三） 數(shù)據(jù)接收端結(jié)構(gòu) ???????????????? ? ?? 3 三、硬件電路設(shè)計(jì) ????????????? ? ????? ?? 4 （一） CPU 芯片（ STM8S003F3P6） ??????????????? 4 (二） 電源模塊 ??????????????????? ? ??? 5 （三）無線模塊（ NRF24L01） ??????????? ? ????? 5 （四）復(fù)位電路 ?????????????????????? 7 （五） 發(fā)射指示電路 ?? ???????????? ??? ??? 7 （六） 溫濕度采集模塊 ????????????????? ? ?? 8 （七） USB 轉(zhuǎn)串口模塊 ???????????? ? ???? 8 四、 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) ????????????? ? ? ? ???? 8 （一）程序設(shè)計(jì)總體思路 ?????????????? ? ??? 8 （二）溫 濕 度傳感器軟件設(shè)計(jì) ???????????? ? ???? 10 ??????????????? ????? 13 ?????????????? ????? ? 13 （三）無線通信模塊 RF24L01軟件設(shè)計(jì) ???????? ? ??? 14 ???????????? ?????? 15 ???????????? ?????? 16 （四） 上位機(jī)部分軟件設(shè)計(jì) ?????????? ?? ? ?? 17 五、結(jié)論 ????????????????????????? 18 參考文獻(xiàn) ??????????????? ?? ? ? ? ? ? ? ? 20 致謝 ???????????????????? ? ? ? ??? 19 附錄 ?????????????????????????? 30 第 1 頁 一、引言 隨著 現(xiàn)代電子技術(shù)的發(fā)展，計(jì)算機(jī)數(shù)量及其配套的環(huán)境設(shè)備與日俱增， 實(shí)驗(yàn)室 已經(jīng)成為 信息 系統(tǒng)的重要組成部分。 本文設(shè)計(jì)了一個(gè)基于 STM8 單片機(jī)的無線溫度采集系統(tǒng) ， 可以實(shí)現(xiàn)對(duì) 實(shí)驗(yàn)室溫 濕 度的采集與無線 傳輸 功能。 整個(gè)系統(tǒng)由 數(shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn) 和 數(shù)據(jù)接收端以及上位機(jī) 組成。 復(fù)位電路：由一個(gè) 10K 電阻和一個(gè) 的電容組成。 復(fù)位電路：由一個(gè) 10K 電阻和一個(gè) 的電容組成。 CPU 芯片（ STM8S003F3P6） NRF24L01無線模塊 顯示模塊 復(fù)位電路 電源電路 第 4 頁 三、 硬件電路設(shè)計(jì) （一） CPU 芯片（ STM8S003F3P6） 本系統(tǒng)采用單片機(jī) STM8S003F3P6， STM8S003F3P6 是意法半導(dǎo)體公司生產(chǎn)的 8位的單片機(jī) 。 VCAP： 調(diào)壓器電容。 PC 口：通用輸入輸出口。 電路圖如下 所示 ： GND1OUT2IN3OUT4U6VCC5C11104GNDVCC 圖 22 電源 模塊電路圖 （三）無線模塊（ NRF24L01） 1．模塊特點(diǎn)： 該模塊 采用 全球開放 ISM 頻段，最大 0dBm 發(fā)射功率， 支持六路通道的數(shù)據(jù)接收， 免許可證使用 。 （ 3） 無 SPI 接口 的 MCU 也可同樣兼容 ， 可 用普通 IO口 對(duì) SPI 接口進(jìn)行模擬。 （四）復(fù)位電路 電容在上接高電平，電 容 在下接地，中間為 NRST。當(dāng)相應(yīng)的 IO給低電平，相應(yīng)的發(fā) 光二極管會(huì)亮起，以表示當(dāng)前正在發(fā)射或接收狀態(tài)。因此該產(chǎn)品具有品質(zhì)卓越、超快響應(yīng)、抗干擾能力強(qiáng)、性價(jià)比極高等優(yōu)點(diǎn)。超小的體積、極低的功耗，使其成為給類應(yīng)用甚至最為苛刻的應(yīng)用場(chǎng)合的最佳選擇。 VCC19V35GND8UD7UD+6X19X010NOS20RXD4TXD3U1CH340TCH340TVCC5GNDVCC1D2D+3NC4GND5USBVCC5GND103 C21 2Y112MHz22pC322pC4GND104 C1300R1D11 23 4U2CON2X2TXDRXD 圖 28 USB 轉(zhuǎn)串口 模塊原理圖 四、 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) （一）程序設(shè) 計(jì) 總體 思路 軟件部分的設(shè)計(jì)思路是將整個(gè)程序劃分 3 個(gè) 部分， 溫濕度采集及數(shù)據(jù) 無線發(fā)射部分， 數(shù)據(jù) 接收部分， 上位機(jī)顯示數(shù)據(jù)部 分。第 1字節(jié)和第 2字節(jié)為測(cè)得的溫度的低位和高位，第 3 字節(jié)和第 4 字節(jié)是 TH 和 TL 的拷貝，是易失的，每次上電復(fù)位時(shí)被刷新。 的通信協(xié)議 該通信協(xié)議定義了幾種信號(hào)類型：復(fù)位脈沖、應(yīng)答脈沖時(shí)隙；寫“ 0”、寫“ 1”時(shí)隙；讀“ 0”，讀“ 1”時(shí)隙；。當(dāng)從機(jī)發(fā)出響應(yīng)主機(jī)的應(yīng)答脈沖時(shí)，即向主機(jī)表 第 11 頁 圖 42 復(fù)位 /應(yīng)答 時(shí)隙的示意圖 明它處于總線上，且工作準(zhǔn)備就緒。在單總線器件檢測(cè)到上升 沿后，延時(shí) 1560 us，接著通過拉低總線 60240us，以產(chǎn)生應(yīng)答脈沖。兩種寫時(shí)隙均起始于主機(jī)拉低總線（圖 6所示）。 3）讀時(shí)隙 單總線器件僅在主機(jī)發(fā)出讀時(shí)隙時(shí)