【正文】 igbee 協(xié)議相對(duì)較為復(fù)雜。 顯示模塊方案一：選擇主控為 ST7920 的帶字庫的 LCD12864 來顯示信息。 設(shè)計(jì)要求采用 AT89S52 作為系統(tǒng)的 MCU，采用 AD590 作為系統(tǒng)的溫度傳感器，要求系統(tǒng)有溫度顯示部分，要求完成硬件電路的設(shè)計(jì)、調(diào)試和電路板的制作，溫度測量范圍為 0℃至 100℃，溫度精度為 ℃，采用無線傳輸方式傳輸數(shù)據(jù)。其系統(tǒng)總體框圖如圖 所示。在接收端無線接收模塊接收到了發(fā)送端發(fā)送過來的數(shù)據(jù)后，將數(shù)據(jù)送給單片機(jī)模塊，單片機(jī)模塊接收到數(shù)據(jù)后進(jìn)行數(shù)據(jù)處理后送給 LCD1602 進(jìn)行顯示。在單芯片上，擁有靈巧的 8 位 CPU 和在系統(tǒng)可編程 Flash，使得 AT89S52 在眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)中得到廣泛應(yīng)用。VSS：電源地端。單片機(jī)運(yùn)行時(shí)，在此端口上加上持續(xù)時(shí)間為 2個(gè)機(jī)器周期（24 個(gè)時(shí)鐘周期）的高電平時(shí)，系統(tǒng)完成復(fù)位操作。PROG 是該引腳的第二功能。當(dāng) EA 端為低電平時(shí)單片機(jī)只訪問外部程序存儲(chǔ)器。除了作為普通并行 I/O 口外，還可作為低 8 位數(shù)據(jù)總線和地址總線時(shí)分復(fù)用端口。PORT2(―)：端口 2 是具有內(nèi)部提升電路的雙向 I/O 端口，每一個(gè)引腳可以推動(dòng) 4 個(gè) LS 的 TTL 負(fù)載，若將端口 2 的輸出設(shè)為高電平時(shí)，此端口便能當(dāng)成輸入端口來使用。：TXD,串行通信輸出。：T1 ，計(jì)時(shí)計(jì)數(shù)器 1 輸入。上圖 為單片機(jī)模塊原理圖。單片機(jī)的復(fù)位需要至少 2 個(gè)機(jī)器周期的高電平，復(fù)位電路必須確保系統(tǒng)上電時(shí)能夠自動(dòng)復(fù)位，在必要時(shí)還可以手動(dòng)復(fù)位。電源電壓在+4 V 和+30 V 之間設(shè)備作為一個(gè)高阻抗、恒定電流為 1 uA/K 的裝置。AD590 有以下特點(diǎn)：線性電流傳感器：1 uA/K范圍：55176。C 校準(zhǔn)精度(AD590M)良好的線性：177。圖 AD590 內(nèi)部基本原理圖 圖 是利用 ΔUBE 特性的集成 PN 結(jié)傳感器 [7]的感溫部分核心電路。在+25176。下圖為信號(hào)采集電路 [8]的原理圖。差分輸出增益為： (21) 10KAvRg??（ ）下面我們來計(jì)算一下信號(hào)需要放大的倍數(shù)。 信號(hào)電壓調(diào)整電路圖 電壓調(diào)整電路原理圖圖 為電壓調(diào)整電路的原理圖，此電路為電壓調(diào)整電路 [9]，就是一個(gè)輸出電壓可調(diào)的電源。我們要測量的溫度范圍是 0℃至 100℃，而采集到的電壓信號(hào)的變化范圍是 至,電壓放大 5 倍后電壓信號(hào)變化范圍是 至 。正常情況下 AD590 在 0℃時(shí)輸出的電流大小為 273uA，那么信號(hào)采集電路采集到的電壓信號(hào)大小就為 ，經(jīng)過電壓調(diào)整后采集到的電壓信號(hào)變化范圍就變?yōu)榱?0V 至 1V，放大 5 倍后電壓變化范圍從 0V 至 5V，剛好達(dá)到滿量程變化。設(shè)某一時(shí)刻溫度開爾文值是 K1，對(duì)應(yīng)的攝氏度溫度為T1，采集到電壓信號(hào)的值為 U0，電壓調(diào)整后的電壓為 U1，經(jīng)過放大器后輸出的電壓為 U2，則 (28)U0K1mV/10/?????℃將上式變換后 (29)??℃根據(jù)上式可將電壓調(diào)整為 (210)?再將電壓放大 5 倍后得到 (211)?????℃這樣 (212)2T1?這樣不僅消除了一次函數(shù)的常數(shù)，使得輸出電壓 U2 和溫度 T1 成正比例關(guān)系，這樣也大大降低了調(diào)試的難度。那如何進(jìn)行調(diào)整呢？設(shè) AD590 在 25℃的時(shí)候輸出電流為，那么經(jīng)過 10K 的電阻后信號(hào)為 ，在不考慮誤??298XuA?? ????差的情況下，AD590 在 25℃時(shí)信號(hào)采集電路輸出的電壓應(yīng)該是 ，那么要進(jìn)行系統(tǒng)的非線性補(bǔ)償，則可以通過改變調(diào)整電壓電路的電壓 ， 使得.AD623 在 25℃時(shí)輸出電壓為 。該產(chǎn)品有 8 腳 Plastic DIP，Lead Cerdip 和 SOIC 三種封轉(zhuǎn)形式，且?guī)в袃?nèi)部時(shí)鐘。經(jīng)過最大 8us 后轉(zhuǎn)換結(jié)束，BUSY 自動(dòng)從高電平變?yōu)榈碗娖剑缓笥?16 個(gè)時(shí)鐘讀出轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)，時(shí)鐘脈沖頻率最大 10MHz（ +5V）供電，讀出數(shù)據(jù)最短為 ，在經(jīng)過 400ns 時(shí)間等待，在下一次轉(zhuǎn)換開始時(shí)，數(shù)據(jù)串行移位輸出，整個(gè)轉(zhuǎn)換時(shí)間最短為 10us。內(nèi)置頻率合成器、功率放大器、晶體振蕩器、調(diào)制器等功能模塊,并融合了增強(qiáng)型 ShockBurst 技術(shù)，其中輸出功率和通信頻道可通過程序進(jìn)行配置。圖 nRF24L01 原理圖GND：電源地。CSN：芯片的片選線，CSN 為底電平芯片工作。當(dāng) nRF24L01內(nèi)部寄存器中的 RX_RD 寄存器位被拉高，則表明 nRF24L01 接收到了數(shù)據(jù)。 工作模式 通過配置寄存器可將 nRF24L01 配置為發(fā)射、接收、空閑及掉電四種工作模式，如表 所示。TX_PLD 必須在 CSN 為低時(shí)連續(xù)寫入，而 TX_ADDR 在發(fā)射時(shí)寫入一次即可，然后 CE 置為高電平并保持至少 10μs，延遲 130μs 后發(fā)射數(shù)據(jù)。MAX_RT 或 TX_DS 置高時(shí)，使 IRQ 變低，產(chǎn)生中斷，通知 MCU。 接收數(shù)據(jù)時(shí),首先將 nRF24L01 配置為接收模式，接著延遲 130μs 進(jìn)入接收狀態(tài)等待數(shù)據(jù)的到來。在寫寄存器之前一定要進(jìn)入待機(jī)模式或掉電模式。2 腳 ： VDD 接 5V 電 源 正 極 。6 腳 ： E(或 EN)端 為 使 能 (enable)端 。 LCD1602 的指令說明及時(shí)序1602 液晶模塊內(nèi)部的控制器共有 11 條控制指令，如表 所示：表 ：控制命令表序號(hào) 指令 RS R/W D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D01 清顯示 0 0 0 0 0 0 0 0 0 12 光標(biāo)返回 0 0 0 0 0 0 0 0 1 *3 置輸入模式 0 0 0 0 0 0 0 1 I/D S4 顯示開/關(guān)控制 0 0 0 0 0 0 1 D C B5 光標(biāo)或字符移位 0 0 0 0 0 1 s/r r/l * *6 置功能 0 0 0 0 1 DL N F * *7 置字符發(fā)生存貯器地址 0 0 0 1 字符發(fā)生存貯器地址8 置數(shù)據(jù)存貯器地址 0 0 1 顯示數(shù)據(jù)存貯器地址9 讀忙標(biāo)志或地址 0 1 BF 計(jì)數(shù)器地址10寫數(shù)到 CGRAM 或DDRAM）1 0要寫的數(shù)據(jù)內(nèi)容11從 CGRAM 或DDRAM 讀數(shù)1 1讀出的數(shù)據(jù)內(nèi)容LCD1602 工作狀態(tài)有讀狀態(tài)，寫指令和讀數(shù)據(jù)命令，控制信號(hào)具體設(shè)置如下表 ：表 LCD1602 工作狀態(tài)命令讀狀態(tài) 輸入 RS=L，R/W=H，E=H 輸出 D0—D7=狀態(tài)字寫指令 輸入 RS=L，R/W=L，D0—D7=指令碼，E= 高脈沖輸出 無讀數(shù)據(jù) 輸入 RS=H，R/W=H，E=H 輸出 D0—D7=數(shù)據(jù)圖 液晶讀操作操作時(shí)序圖 寫操作時(shí)序 電源模塊圖 電源模塊原理圖整個(gè)系統(tǒng)我采用了+9V 的單電源供電，像 AD590、AD623 電壓供電范圍大的器件采用+9V 供電，單片機(jī)、液晶、 OP0AD7896 都是采用+5V 供電，而無線發(fā)射接收模塊電壓范圍小，采用+ 供電。比較詳細(xì)介紹了主要芯片的工作原理、特點(diǎn)和性能，著重分析了硬件電路的設(shè)計(jì)以及工作原理。定時(shí)器主要是做500ms 的定時(shí)，當(dāng)定時(shí)器溢出后，也就是定時(shí)達(dá)到 500ms 發(fā)送一次數(shù)據(jù)。下圖為圖 接收端軟件設(shè)計(jì)流程圖。開 始初始化A D 轉(zhuǎn)換數(shù)值計(jì)算A S C 碼轉(zhuǎn)換結(jié)束圖 AD7896 工作流程圖流程圖中的初始化是對(duì) AD7896 的輸入端口付初始值，主要是保證 AD 轉(zhuǎn)換開始轉(zhuǎn)換時(shí)的有效性。設(shè)通過 AD7896 得到的二進(jìn)制數(shù)值為 GETDATA，AD7896 的基準(zhǔn)電壓是 AD7896VCC，最終得到的模擬信號(hào)對(duì)應(yīng)的數(shù)值為 ADDATA，則 (31)??12 GETDA7896VCA50m???流程圖中的 ASC 碼轉(zhuǎn)換模塊主要完成將數(shù)值計(jì)算得到的數(shù)組中存入的每一位的值轉(zhuǎn)換成 ASC 碼，主要是為了 LCD1602 顯示更便利。下面我們來計(jì)算軟件校準(zhǔn)所需的一次函數(shù)，如下圖，做F 點(diǎn)關(guān)于 C 點(diǎn)對(duì)稱點(diǎn) E,連接 BE，則直線 BE 是我們所求的函數(shù)，設(shè)函數(shù)的方程為 。設(shè)置顯示第二行主要是將 LCD 內(nèi)部顯示地址指向第二行的第一個(gè)字符，即光標(biāo)在第二行第一個(gè)字符。整個(gè)發(fā)射過程的流程圖如下圖 ：開始進(jìn)入待機(jī)模式寫接收地址和有效數(shù)據(jù)配置寄存器接收模式 自動(dòng)應(yīng)答 ？置高 T X _ D S清除 F I F O接收到應(yīng) 答信號(hào) ？產(chǎn)生 I R Q 中斷置低 C E進(jìn)入待機(jī)模式結(jié)束自動(dòng)重發(fā)接收到應(yīng) 答信號(hào) ？A R C _ C N T 溢出 ？置高 M A X _ R T不清 T X _ F I F OYNNYYNYN發(fā)送數(shù)據(jù)圖 無線發(fā)射模塊工作流程圖 無線接收模塊軟件設(shè)計(jì)在配置發(fā)送模式時(shí)必須先進(jìn)入待機(jī)或掉電模式才能對(duì) nRF24L01 的寄存器進(jìn)行配置。首先按照 PCB 設(shè)計(jì)，完成元器件的安裝與焊接；然后進(jìn)行上電前測試。第二步硬件調(diào)試。如果為其他值則檢測電阻是否接正確。然后對(duì)硬件進(jìn)行精密調(diào)試，主要是調(diào)整系統(tǒng)參數(shù)，提高系統(tǒng)精度。由于一些誤差的存在，AD590 在 0℃的環(huán)境中輸出的電流不一定是273uA，而這種誤差是很容易被校準(zhǔn)的，本文設(shè)計(jì)通過微調(diào)調(diào)整電壓大小來進(jìn)行非線性補(bǔ)償。由于官方提供的程序大都是成品的程序，并且牽涉到了發(fā)送和接收兩個(gè)模塊，在此次調(diào)試中采用分開調(diào)試，并且先取消自動(dòng)應(yīng)答模式，簡單的進(jìn)行發(fā)送中斷，接收中斷。對(duì)照寄存器描述，接收正確時(shí) STATUS 的值應(yīng)該是 0x40，對(duì)于FIFO_STATUS 的情況就多了些，因?yàn)閿?shù)據(jù)寬度的不同也會(huì)造成寄存器的值不一樣，NRF24L01 最大支持 32 字節(jié)寬度，就是說一次通訊最多可以傳輸 32 個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)，在這種情況下，接收成功讀數(shù)據(jù)之前寄存器值應(yīng)該為 0x12，讀數(shù)據(jù)之后就會(huì)變成 0x11；如果數(shù)據(jù)寬度定義的小于 32 字節(jié)，那么接收成功讀數(shù)據(jù)之前寄存器值應(yīng)該為 0x10，讀數(shù)據(jù)之后就會(huì)變成 0x11。 實(shí)驗(yàn)結(jié)果經(jīng)實(shí)驗(yàn)要求及實(shí)驗(yàn)的目的，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行了一些動(dòng)態(tài)值的測量，具體結(jié)果如表 所示：表 數(shù)據(jù)測試表測試數(shù)據(jù) 值發(fā)送端電流 接收端電流 8mA收發(fā)端電壓 發(fā)送端功率 接收端功率 如圖 就是無線溫度測量系統(tǒng)發(fā)射端的發(fā)射端成品，發(fā)射端在接通電源的情況下會(huì)立即完成初始化，實(shí)時(shí)地發(fā)送溫度數(shù)值。我們最后對(duì)系統(tǒng)精度進(jìn)行了測量以驗(yàn)證系統(tǒng)的性能。4 月初開始我的畢業(yè)設(shè)計(jì)。從電路設(shè)計(jì)，再到 PCB 的設(shè)計(jì) [11]，到PCB 板的焊接一直都很順利。其他的調(diào)試都比較順利。經(jīng)過老師的指點(diǎn)和同學(xué)的討論加上網(wǎng)友的幫助下，終于找到了一種可行的調(diào)試方案。在此次調(diào)試過程中我學(xué)會(huì)了遇到問題不要焦躁，努力尋求解決的辦法，問題范圍比較大的話，我們可以通過將要解決的問題細(xì)分成很多歌小問題，再逐步解決，這樣能大大降低整體解決問題的難度，并且隨著問題的逐步解決也能增強(qiáng)自己解決問題的信心。然后用清醒的頭腦來思考和解決問題。他們的嚴(yán)謹(jǐn)治學(xué)態(tài)度、淵博的知識(shí)和無私的奉獻(xiàn)精神是我深受啟迪。其次要感謝和我一起作畢業(yè)設(shè)計(jì)的同學(xué)，感謝他們在我在完成畢業(yè)設(shè)計(jì)的過程中給予我的幫助。.39。uchar *temperature=wendu。// 定時(shí) 50ms 高四位TL0=(6553650000)%256。 //總中斷}/****************。 //定時(shí)器啟?？刂艵T0=1。/**************************************************函數(shù): init_timer()描述: 初始化定時(shí)器 0/**************************************************/void init_timer(void){TMOD=0X01。C39。最后感謝湖南理工學(xué)院對(duì)本人的栽培。參考文獻(xiàn)[1] [M]. 北京：北京航空航天大學(xué)出版社 ,1991.[2] 傅揚(yáng)烈. 單片機(jī)原理與應(yīng)用教程[M]. 北京：電子工業(yè)出版社 ,2022.[3 ]張毅剛, MCS51 單片機(jī)應(yīng)用設(shè)計(jì)[M].哈爾濱:哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社,2022.[4] 武慶生,[M]. 成都：電子科技大學(xué)出版社 ,1998.[5] Guiyun and Application of Microcontroller[M].北京：高等教育出版社, 2022.[6] 李艷紅,[M]. 北京：北京理工大學(xué)出版社 ，2022.[7] 何希才, [M] ．北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 2022．[8] 譚博學(xué)，[M]. 北京: 電子工業(yè)出版社,2022.[9 ] 康華光，陳大欽， [M].北京：高等教育出版社，2022.[10] 朱玉穎， nRF24L01 的遠(yuǎn)程溫度檢測系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J] .通信與信息處理,2022,29(5):5658.[11] 吉雷, 章優(yōu)仕, 齊永龍. Protel99 電子電路設(shè)計(jì)[M].成都:電子科技大學(xué)出版社,2022.[12] 程序設(shè)計(jì)[M]. 北京：清華大學(xué)出版社,1999 .致 謝經(jīng)過半年的艱辛和努力終于完成了此次畢業(yè)設(shè)計(jì)，在論文編寫期間得到了很多老師和同學(xué)的幫助，如