【正文】 val)。//發(fā)送寄存器值 (位置 ),并讀取狀態(tài)值 for(ctr=0。 //關(guān)閉 SPI 傳輸 return status。//發(fā)送寄存器值 (位置 ),并讀取狀態(tài)值 for(ctr=0。 //關(guān)閉 SPI 傳輸 return status。 //寫數(shù)據(jù)到 TX BUF 32 個(gè)字節(jié) NRF24L01_CE_high()。 NRF24L01_Write_Reg(WRITE_REG2401+STATUS,sta)。 } if(staamp。sta=NRF24L01_Read_Reg(STATUS)。 } return 0xff。MAX_TX) //達(dá)到最大重發(fā)次數(shù) { NRF24L01_Write_Reg(FLUSH_TX,0xff)。 //等待發(fā)送完成 sta=NRF24L01_Read_Reg(STATUS)。 天津職業(yè)技術(shù)師范大學(xué) 201 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 30 NRF24L01_CE_low()。ctr++) SPI_SendByte(*pBuf++)。 NRF24L01_CSN_low()。ctr++) { pBuf[ctr]=SPI_SendByte(0xFF)。 NRF24L01_CSN_low()。 //發(fā)送寄存器號(hào) reg_val=SPI_SendByte(0XFF)。 //禁止 SPI 傳輸 return(status)。 NRF24L01_CSN_low()。i++) { rx_room_two[i]=rx_buf[i]。i++) { rx_room_one[i]=rx_buf[i]。 //以下判斷上限值 if(rx_buf[1]=4) { GPIO_SetBits(GPIOB, GPIO_Pin_12)。 // 上電復(fù)位一次 /*以下函數(shù)為 NRF24L01 所用 */ RX_Mode(0)。 LCD_12864_Init()。 TIM_Configuration()。 } int main(void) { ifdef DEBUG debug()。 //清空計(jì)數(shù)值 } void IWDG_Configuration(void) { IWDG_WriteAccessCmd(IWDG_WriteAccess_Enable)。 } while(!(tempamp。 SysTickVAL=0x00。//ch 送給 USART1 while(USART_GetFlagStatus(USART1, USART_FLAG_TC)==RESET)。 void USART_Configuration(void)。 void RCC_Configuration(void)。//接收通道 0 u8 rx1_buf[13]={0}。 u8 TEMP。 最終熟悉并掌握了各個(gè)元器件的性能原理，及設(shè)計(jì)的總體方案，得以完成整個(gè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。本論文主要旨在說(shuō)明本設(shè)計(jì)系統(tǒng)中所用到的無(wú)線傳感檢測(cè)技術(shù)及無(wú)線射頻通訊技術(shù)，特別是在進(jìn)行單片機(jī)與 nRF24L01 無(wú)線模塊進(jìn)行配置與數(shù)據(jù)命令的收發(fā)這一部分是本課題設(shè)計(jì)的關(guān)健之處。 如圖 51 就是 本系統(tǒng)的主機(jī)接收和顯示端成品。 第五步： 將 LCD12864 液晶 顯示 程序 、 nRF24L01 無(wú)線 收發(fā) 程序 、 DHT11 檢測(cè)程序 等所有功能程序合并 ， 調(diào)整函數(shù)調(diào)用順序，觀察從機(jī)數(shù)據(jù)能否正常發(fā)送給主機(jī)并在液晶上顯示出來(lái) 。 圖 43 無(wú)線接收軟件流程圖 圖 44 LCD12864 顯示部分 軟件流程圖 開(kāi)始初始化CE 置低配置 CONFIG 為接收模式寫入接收地址打開(kāi)接收通道 0設(shè)置工作頻率設(shè)置接收數(shù)據(jù)寬度寫入發(fā)射功率與數(shù)據(jù)傳輸率CE 置高判斷接收中斷讀接收數(shù)據(jù)是否開(kāi)始LCD 界面初始化各傳感節(jié)點(diǎn)的溫度顯示各傳感節(jié)點(diǎn)的濕度顯示天津職業(yè)技術(shù)師范大學(xué) 201 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 18 第 5 章 系統(tǒng)的調(diào)試及實(shí)驗(yàn)結(jié)果 調(diào)試步驟 第一步： 設(shè)計(jì)硬件電路原理圖，并 完成 系統(tǒng) 硬件電路的焊接。 當(dāng)主機(jī)檢測(cè)到有數(shù)據(jù)發(fā)來(lái)時(shí)，主機(jī)需要檢測(cè)發(fā)送端的地址是否為有效地址，若通過(guò)有效地址和 CRC 校驗(yàn)時(shí)，模塊會(huì)將發(fā)送端的數(shù)據(jù)存放到接收堆棧中，然后寄存器 發(fā)送信號(hào)通知單片機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)的接收，單片機(jī)進(jìn)入接收中斷，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行完整的數(shù)據(jù)讀取。在系統(tǒng)進(jìn)入數(shù)據(jù)發(fā)送階段時(shí)，還需要將數(shù)據(jù)的目標(biāo)地址及本機(jī)地址寫入模塊的緩沖區(qū)，待延時(shí)一段時(shí)間后，將數(shù)據(jù)發(fā)送出去。傳感器復(fù)位 完成 后， 需要等待 接收應(yīng) 答信號(hào)， 然后發(fā)送掃描命令并 啟動(dòng)溫度轉(zhuǎn)換， 最后 等待溫度轉(zhuǎn)換完畢后，保存數(shù)據(jù)。 圖 38 電源 5V 轉(zhuǎn) 驅(qū)動(dòng)電路 天津職業(yè)技術(shù)師范大學(xué) 201 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 14 第 4 章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 軟件的總體設(shè)計(jì) 發(fā)送部分 對(duì)于 發(fā)送部分的總體循環(huán)思路 ，首 先 對(duì) DHT11 溫濕度傳感器進(jìn)行 初始化操作 ，然后 從 DHT11 讀出溫度 和濕度數(shù)據(jù) ，將得到的溫 濕 度 數(shù)據(jù) 的轉(zhuǎn)化成十進(jìn)制， 分別 取溫 濕 度 數(shù)據(jù) 的高兩位（即整數(shù)部分）寫入 TX_buffer 發(fā)送數(shù)據(jù)數(shù)組，然后初始化nRF24L01，將 數(shù)據(jù)通過(guò)無(wú)線 發(fā)送 出去， 其 工作 流程圖如圖 45 所示。 此處我們選用 5V1A 的直流輸出型電源適配器作為電源驅(qū)動(dòng)模塊。因?yàn)榉澍Q器的工作電流比較大，所以無(wú)法直接通過(guò)單片機(jī)的 IO 口進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，一般需要通過(guò)放大電路才能驅(qū)動(dòng)蜂鳴器發(fā)出聲響。雖然 本系統(tǒng)中單片機(jī)接口資源豐富， 但是考慮減輕電路焊接的工作量， 所以 采用 串 行傳輸?shù)姆绞脚c LCD12864 液晶顯示屏連接通訊。 表 nRF24L01 模塊的 工作模式 模式 PWR_UP PRIM_RX CE FIFO 寄存器狀態(tài) 接收模式 1 1 1 發(fā)射模式 1 0 1 數(shù)據(jù)在 TX FIFO 寄存器中 發(fā)射模式 1 0 1→0 停留在發(fā)送模式，直至數(shù)據(jù)發(fā)送完 待機(jī)模式 2 1 0 1 TX_FIFO 為空 待機(jī)模式 1 1 0 無(wú)數(shù)據(jù)傳輸 掉電 0 LCD 液晶顯示模塊 在本系統(tǒng)中 LCD12864 液晶 顯示 用于顯示 當(dāng)前的日期時(shí)間、主機(jī)周圍的溫濕度數(shù)據(jù)以及從機(jī)一和從機(jī)二周圍的溫濕度數(shù)據(jù) 。 nRF24L01 芯片的功耗低 ， 當(dāng)該模塊的發(fā)射功率 在 6dBm時(shí)， 實(shí)際的測(cè)試的模塊 電流 僅在 9mA 左右；模塊工作在 接收 模式時(shí) ， 也 只有 的 工作電流， 該模塊的 掉電模式和空閑模式 等 多種低功率工作模式使節(jié)能設(shè)計(jì)更 加 方便。 DHT11 是數(shù)字式的溫濕度傳感器，所以其 DATA 端可直接以數(shù)字方式傳輸所采集的當(dāng)前環(huán)境溫濕度數(shù)據(jù)，由于 DHT11 是通過(guò)單總線的通信方式進(jìn)行檢測(cè)數(shù)據(jù)的輸出，所以僅需將 MCU 的一個(gè) IO 接口與 DHT11 的 DATA 端連接在一起就能夠進(jìn)行實(shí)時(shí)溫濕度數(shù)據(jù)的采集了，為了保證接收數(shù)據(jù)的穩(wěn)定性和正確性一般都 會(huì)在 DHT11 的輸出端與單片機(jī)的連接處焊接一個(gè) 5K 的上拉電阻，該電路的設(shè)計(jì)相對(duì)于其他電路來(lái)說(shuō)比較簡(jiǎn)單。 5％ RH 的測(cè)量精度；溫度檢測(cè)的范圍是 0~50℃ ， 177。 天津職業(yè)技術(shù)師范大學(xué) 201 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 8 圖 31 STM32F103C8T6 最小系統(tǒng) 原理圖 溫濕度傳感檢測(cè)模塊 DHT11 傳感器是一款能夠輸出溫度和濕度的數(shù)字式溫濕度一體傳感器，并且該傳感器的輸出信號(hào)已經(jīng)經(jīng)過(guò)校準(zhǔn)后輸出給控制器。 STM32 單片機(jī)的系統(tǒng)原理圖如圖 31 所示。 CPU 主控模塊 此次設(shè)計(jì)的芯片采用的是 STM32F103C8T6 單片機(jī)，由于 STM32 系列基于ARM CortexM3 內(nèi)核的高性能單片機(jī)，其工作頻率高達(dá) 72MHz，芯片內(nèi)部集成有高速存儲(chǔ)器，豐富的 I/O 接口。 經(jīng)過(guò)對(duì)系統(tǒng)分析，最終選擇方案一作為本系統(tǒng)的人機(jī)交互顯示方式的模塊。并且 LCD12864 液晶屏 的顯示程序比較簡(jiǎn)單，與外部控制器的電路設(shè)計(jì)連接非常方便，能夠很好的嵌入到系統(tǒng)中。 該該芯片的運(yùn)算速度相對(duì) 于 STM32 單片機(jī) 來(lái)說(shuō)有一定的差距 ，而且其外部 IO 資源和寄存器較少 ， 與 STM32 單片機(jī)相比 較 顯得有些不足。 天津職業(yè)技術(shù)師范大學(xué) 201 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 6 單片機(jī) 系統(tǒng) 的 選 型 方案一： STM32F103C8T6 單片機(jī)，工作電壓為 ，且含有 32 位的 高速 處理芯片。 例 如 可以 LM7805 穩(wěn)壓芯片 實(shí)現(xiàn)穩(wěn)壓功能 ， 該芯片 的 3 腳可以 將整流后的 12V 電壓通過(guò)穩(wěn)壓芯 片內(nèi)部的穩(wěn)壓整流電路轉(zhuǎn)換為 DC5V 的電壓傳輸給系統(tǒng)供電 ， 這個(gè)穩(wěn)壓電路的搭建相對(duì)簡(jiǎn)單，但是其穩(wěn)定性和轉(zhuǎn)換精度不高 。 雖然 藍(lán)牙的通訊速率不是很高， 但是在這個(gè)發(fā)展迅速的信息化和智能化時(shí)代 ， 也有 可能會(huì)對(duì)它的發(fā)展有 一定的 影 響。 nRF24L01 無(wú)線通信 模塊 可以通過(guò)軟件程序?qū)νㄓ嵉耐ǖ兰拜敵龉β蔬M(jìn)行配置，不僅內(nèi)部融合了 ShockBurst 技術(shù) ，而且內(nèi)部繼承了多種功能模塊，包括 頻率合成 電路 、功率放大 器 及 振蕩器 和解調(diào) 器等 。為了確保該傳感器的可靠性和穩(wěn)定性，傳感器內(nèi)部采用了專用的溫濕度傳感技術(shù)和數(shù)字模塊采集技術(shù)。 本設(shè)計(jì)是以 STM32F103C8T6 單片機(jī)為 CPU，以 nRF24L01 無(wú)線數(shù)據(jù)模塊為通信方式的一套多傳感器數(shù)據(jù)采集與傳輸系統(tǒng)，其中涉及到單片機(jī)與 nRF24L01 無(wú)線數(shù)據(jù)模塊、溫度與濕度檢測(cè)、蜂鳴器語(yǔ)音報(bào)警、模擬繼電器驅(qū)動(dòng) LED 指示、 LCD 顯示等部分電路的設(shè)計(jì)。而且 本課題 采用 nRF24L01 無(wú)線 模塊對(duì) 單片機(jī) 采集到的溫濕度數(shù)據(jù)進(jìn)行 近距離的 無(wú)線傳輸， 避免了傳統(tǒng)的通訊線傳輸所帶來(lái)的布線困難，成本高等問(wèn)題 。 目前這種基于此頻段的通信方式已日漸趨向成熟。目前 Nordic 公司 已經(jīng) 成功推出 一款 nRF24L01 芯片，同時(shí) 國(guó)內(nèi)很多 公司也相繼推出基于 nRF24L01 的無(wú)線傳輸模塊。并且這些 無(wú)線射頻芯片不僅傳輸速率很快而且靈敏度也很高。 以上簡(jiǎn)單列舉了幾個(gè)在實(shí) 際應(yīng)用場(chǎng)合的例子，在我們的日常生活中，無(wú)線溫濕度采集與傳輸系統(tǒng)已經(jīng)被逐漸應(yīng)用于工農(nóng)業(yè)的環(huán)境監(jiān)測(cè)、軍事國(guó)防和機(jī)器人控制等許多領(lǐng)域。 在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上，無(wú)論是對(duì)溫室大棚內(nèi)不同位置點(diǎn)的溫濕度監(jiān)測(cè)，還是糧倉(cāng)的大范圍監(jiān)測(cè)管理，傳統(tǒng)方法都是通過(guò)人工進(jìn)行分區(qū)取樣的方法，不僅工作量非常大，可靠性差，而且溫室大棚或糧倉(cāng)的占地面積大 ，檢測(cè)位置比較分散，檢測(cè)點(diǎn)較多，使用傳統(tǒng)的方法已經(jīng)無(wú)法滿足當(dāng)前農(nóng)業(yè)發(fā)展的需要。 課題的研究背景及意義 由于社會(huì)的不斷進(jìn)步和工業(yè)生產(chǎn)的需求，采用無(wú)線數(shù)據(jù)通訊的方式進(jìn)行傳感監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)的采集與傳輸已經(jīng)廣泛應(yīng)用到我們的生活的各個(gè)方面。在檢測(cè)點(diǎn)相對(duì)集中的地方，可以采用有線連接的通信方式進(jìn)行數(shù)據(jù)的檢測(cè)與收集。傳感器節(jié)點(diǎn)通過(guò)從機(jī)將實(shí)時(shí)溫濕度數(shù)據(jù)采集到單片機(jī)，經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)運(yùn)算再通過(guò) nRF24L01 模塊 發(fā)送給主機(jī)，主機(jī) 接收到從機(jī)的數(shù)據(jù)之后需要對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行測(cè)量和處理，與程序設(shè)定的上限值進(jìn)行比對(duì)，判斷監(jiān)測(cè)傳感節(jié)點(diǎn)的參數(shù)是否達(dá)到預(yù)警值，并對(duì)報(bào)警電路和模擬繼電器模組進(jìn)行相應(yīng)的控制。 本課題的設(shè)計(jì)基礎(chǔ)是基于 nRF24L01 通信模塊的無(wú)線多路溫濕度數(shù)據(jù)采集與傳輸電路系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，主要應(yīng)用于特殊環(huán)境或工農(nóng)業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的溫濕度采集與監(jiān)測(cè)。人們生活水平的改善和科技的不斷進(jìn)步，無(wú)論是農(nóng)業(yè)還是工業(yè)或日常生活中 對(duì) 溫度和濕度數(shù)據(jù) 監(jiān) 測(cè) 都有 越來(lái)越高的要求。 系統(tǒng)由主機(jī) 從機(jī) 從機(jī)的結(jié)構(gòu)體系組成，主機(jī)系統(tǒng)可同時(shí)對(duì)多個(gè)傳感采樣節(jié)點(diǎn)進(jìn)行數(shù)據(jù)的匯集。s living standards and the continuous improvement of technology, whether it is the agricultural or industrial or daily life of the temperature and humidity data monitoring are increasingly high requirements. The basis for the design of the subject is based on nRF24L01 munication module of multichannel wireless temperature and humidity data acquisition and tran