【正文】 on of 32bit MCU. As many embedded systems manufacturers participate in, based on ARM series processor application technology is widely applied to various fields, more convenient people39。 Temperature and humidity sensor IV 目錄 摘 要： .................................................................................................................................................................................... II 1 引言 ......................................................................................................................................................................................... 1 課題背景及研究的意義 ..............................................................................................................................................1 課題研究的目的 ...........................................................................................................................................................1 國內(nèi)外現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢 ..............................................................................................................................................1 論文結(jié)構(gòu)安排 ................................................................................................................................................................2 2 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) ........................................................................................................................................................................ 3 硬件總體設(shè)計(jì) ................................................................................................................................................................3 ARM系統(tǒng)板介紹 ............................................................................................................................................................3 溫濕度采集模塊設(shè)計(jì) ...................................................................................................................................................5 無線收發(fā)模塊設(shè)計(jì) .......................................................................................................................................................6 數(shù)據(jù)發(fā)送模塊設(shè)計(jì) ................................................................................................................................................6 數(shù)據(jù)接收模塊設(shè)計(jì) ........................................................................................................... 錯(cuò)誤 !未定義書簽。傳統(tǒng)的溫濕度測量采用有線測控系統(tǒng)，必須實(shí)施網(wǎng)絡(luò)布 線工程，鋪設(shè)光纖或者電纜，大大增加了系統(tǒng)的成本，同時(shí)降低了系統(tǒng)的靈活性、可維護(hù)性以及可擴(kuò)展性。 國內(nèi)外現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢 現(xiàn)有的溫濕度采集系統(tǒng)主要基于有線傳輸，有線傳輸需要現(xiàn)場布線，因此需要大量的人力物力，在遇到一些相對封閉或不便現(xiàn)場駐點(diǎn)的環(huán)境，將對有線溫濕度采集有著極強(qiáng)的制約力，有線傳輸?shù)木S護(hù)也是不容易實(shí)現(xiàn)的。（軟件未開溫濕度數(shù)據(jù)不會丟失） 用戶可以根據(jù)實(shí)際需要任意設(shè)置報(bào)警的上下限，軟件會識別顯示記錄超限數(shù)值； 可根據(jù)需要擴(kuò)展輸出控制功能； 穩(wěn)定性高可 24 小時(shí)不間斷工作，是替代傳統(tǒng)溫濕度記錄儀的新式產(chǎn)品。它被廣泛應(yīng)用在 16 位和 32 位嵌入式 RISC 解決方案中，嵌入式 RISC 微處理器市場份額的 75%被它占有。具體內(nèi)容如下： 第 1 章 引言。 第 3 章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)。 第 5 章 結(jié)論。 ARM 控制系統(tǒng)是整個(gè)系統(tǒng)的控制核心，數(shù)據(jù)采集模塊采集環(huán)境的溫濕度，再利用數(shù)據(jù)發(fā)送模塊將采集到的溫濕度數(shù)據(jù)發(fā)送到數(shù)據(jù)接收端進(jìn)行相應(yīng)的處理。本設(shè)計(jì)采用微處理器 為 AT91SAM7S64， AT91SAM7S64是 Atmel 32位 ARM RISC 處理器 小引腳 數(shù)Flash微 處理器 家族 的一 員。 鎖定位可以防止 固 件 不小心被 改寫， 而 安全鎖定位 則 可以保護(hù) 固 件的安全 。它 集成了 USB設(shè)備端口，使 得它 成為 連 接 PC或 手機(jī) 的外設(shè) 應(yīng) 用的理 想芯 片 。 輸入電 壓范圍是 到 ，標(biāo) 稱 值為 。 支持電 壓范圍 為 到 ，標(biāo) 稱 值為 。 電 壓范圍從 到 ， 典型 值為 。 可以 直 接 連 接到 VDDOUT。C 時(shí)， VDDCORE 的 靜 態(tài)電 流小 于 60 μA ，包括 RC 振蕩器、電 壓調(diào)節(jié)器和上電復(fù)位 。 電 壓 調(diào)節(jié)器 :AT91SAM7S64 有一個(gè)由系統(tǒng)控制器管理的電 壓 調(diào)節(jié)器 。 常州大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 5 頁 共 34 頁 VDDOUT 必須 有 足夠 的 解耦 電 容 以 減少紋波 和防止振蕩 。例如 可以 將 兩個(gè)電 容 并 聯(lián) 在一 起： 100 nF 的 NPO 電 容 和 μF 的X7R 電 容 。 圖 單電源供電系統(tǒng) 溫濕度采集模塊設(shè)計(jì) 數(shù)據(jù)采集模塊采用溫濕度傳感器 DHT11， 。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，信號傳輸距離可達(dá) 20米以上，使其成為各類應(yīng)用甚至最為苛刻的應(yīng)用場合的最佳選則。傳感器上電后，要等待 1s 以越過不穩(wěn)定狀態(tài)在此期間無需發(fā)送任何指令。 DHT11也采用外部電源方式供電，在外部電源供電方式下，整個(gè)電路工作穩(wěn)定可靠，抗干擾能力強(qiáng)，電路也比較簡單，同時(shí)總線上可以掛接多個(gè) DHT11傳感器，組成多點(diǎn)測量溫濕度系統(tǒng)。其無線收發(fā)器包括：頻率發(fā)生器、增強(qiáng)型 SchockBurst TM 模式控制器、功率放大器、晶體振蕩器、調(diào)制器和解調(diào)器。該模塊在通信時(shí) SCK 高電平有效，在一個(gè)跳變沿采樣，高位在前。推薦電壓 。 (4) 9腳接地腳 ,需要和母板的邏輯地連接起來； 2腳和 9腳懸空。其應(yīng)用范圍為工業(yè)自動(dòng)化、信息采集、家電控制等。它只須占用很小的硅片上的面積，成本非常低，然后同其他程序存儲器、外圍電路等，組合成一個(gè)低功耗、低成本的片上系統(tǒng)。 圖 無線接收流程圖 單片機(jī) 最小系統(tǒng)電路原理圖 如圖 所示 ： 圖 單片機(jī) 最小系統(tǒng)原理圖 常州大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 11 頁 共 34 頁 STC89C52 的性能特點(diǎn)： （ 1）與 51系列單片機(jī)指令系統(tǒng)完全兼容 （ 2） 8K 字節(jié)程序存儲器， 512 字節(jié)數(shù)據(jù)存儲器 （ 3） 32 個(gè)可編程 I/O 口線， 3 個(gè) 16 位定時(shí) /計(jì)數(shù)器 （ 4） 8個(gè)中斷源 ,真正的看門狗，可放心省去外 部看門狗 （ 5）用戶程序用 ISP/IAP 機(jī)制寫入，一邊校驗(yàn)一邊寫無讀出命令，徹底無法解密 圖 STC89C52RC 引腳圖 STC89C52 單片機(jī)有 40 個(gè)引腳，共分為電源線，端口線和控制線。 P0 口既可以作為 I/O 口，又可作為低 8位地址總線的分時(shí)復(fù)用口。 P2 口既可以作為 I/O 口，又可作為高 8 位地址總線的分時(shí)復(fù)用口。 ALE 是地址鎖存允許 /編程引腳。 常州大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 12 頁 共 34 頁 圖 STC89C52 與 nRF24L01 電路連接圖 常州大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 13 頁 共 34 頁 3 軟件的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 系統(tǒng)總體軟件設(shè)計(jì) 同硬件設(shè)計(jì)一樣，軟件設(shè)計(jì)分成數(shù)據(jù)采集端與數(shù)據(jù)接收端兩部分。 數(shù)據(jù)格式 :8bit濕度整數(shù)數(shù)據(jù) +8bit濕度小數(shù)數(shù)據(jù) +8bi溫度整數(shù)數(shù)據(jù) +8bit溫度小數(shù)數(shù)據(jù) +8bit校驗(yàn)和 數(shù)據(jù)傳送正確時(shí)校驗(yàn)和數(shù)據(jù)等于“ 8bit濕度整數(shù)數(shù)據(jù) +8bit濕度小數(shù)數(shù)據(jù) +8bi溫度整數(shù)數(shù)據(jù) +8bit溫度小數(shù)數(shù)據(jù)”所得結(jié)果的末 8位。 圖 通訊過程 2 總線為低電平 ,說明 DHT11發(fā)送響應(yīng)信號 ,DHT11發(fā)送響應(yīng)信號后 ,再把總線拉 高 80us,準(zhǔn)備發(fā)送數(shù)據(jù) ,每一 bit數(shù)據(jù)都以 50us低電平時(shí)隙開始 ,高電平的長短 定 了數(shù)據(jù)位是 0還是 .如果讀取響應(yīng)信號為高電平 ,則 DHT11沒有 響應(yīng) ,請檢查線路是否連接正常 .當(dāng)最后一 bit數(shù)據(jù)傳送完畢后， DHT11拉低總線 50us,隨后總線由上拉電阻拉高進(jìn)入空閑狀態(tài)。 // 對應(yīng)的管腳輸出低電平 DelayMS(25)。 Delay_10US(1)。 } uint8 receive_byte(void) 常州大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 16 頁 共 34 頁 { uint8 i,temp,count。 while(!( *AT91C_PIOA_PDSR amp。//等待 50us低電平結(jié)束 temp=0。Delay_10US(1)。 while( (*AT91C_PIOA_PDSR amp。 if(count==1) break。 } 接下來將進(jìn)行溫濕度的數(shù)據(jù)采集 void receive(void) { uint8 T_H,T_L,R_H,R_L,check,num_check。//開始信號 dht11_input()。 DATA_BUS ) amp。 while( (*AT91C_PIOA_PDSR amp。 } R_H=receive_byte()。 check=receive_byte()。 TH=T_H。 發(fā)射數(shù)據(jù)時(shí)，首先將 nRF24L01