【正文】 SI ASA. nRF905 Product Specification[S].Norway： Nordic VLSI ASA，20xx. 杭州電子科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 30 附錄 一 杭州電子科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 31 杭州電子科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 32 附錄二 杭州電子科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 33 杭州電子科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 34 附錄三 （ 1）主程序（溫濕度采集數(shù)據(jù)發(fā)送板） include include include include uint i,wendu=0,shidu=0。 uchar HUMI_H,HUMI_L。230。 //初始化 TC1 定時(shí)器 Si4432_init()。TEMP_H,amp。 //初始化 SI4432 error=0。 SHT10_RESET()。 // rh_true: Temperature pensated humidity float t_c。 uchar error,CRC。 再次感謝傳授我知識(shí)的每一位老師，馬上就要走出校門(mén)，走上工作崗位 ，我將帶著你們所傳授的技能去打拼去奮斗，謝謝你們！ 最后，我要感謝 我的父母，百忙之中都不忘抽出時(shí)間關(guān)心我畢業(yè)設(shè)計(jì)的進(jìn)度，不斷地鞭策和激勵(lì)我。 在此，謹(jǐn)向?qū)煴硎境绺叩木匆夂椭孕牡母兄x！ 本論文的順利完成，也離不開(kāi)其他各位老師、同學(xué)和朋友的關(guān)心和幫助。在電源的穩(wěn)定，和電路的焊接方面，我也相應(yīng)的補(bǔ)充改進(jìn)了我的設(shè)計(jì)方案。 PCB 布線方面 ,我學(xué)到了很多實(shí)用的技巧， 比如大面積接地覆銅可以大大的減小涌動(dòng)電流的影響，有效的減少干擾。 圖 61 溫濕度采集無(wú)線發(fā)送板 杭州電子科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 27 圖 62 無(wú)線數(shù)據(jù)接收顯示板（ 1） 圖 63 無(wú)線數(shù)據(jù)接收顯示板（ 2） 其他 儀器清單 在系統(tǒng)檢測(cè)的過(guò)程中必不可少的要使用各種儀器，不同精度和型號(hào)的儀器檢測(cè)效果可能會(huì)不一樣，在此將本課題使用的儀器清單如下： 儀器名稱 型號(hào) 用途 數(shù)字示波器 TDS 1012 觀察波形 數(shù)字萬(wàn)用表 CDM8045A 測(cè)量 電阻和大電壓 數(shù)字式萬(wàn)用表 UT804 測(cè)精密小電壓和溫度 表 1 儀器清單 杭州電子科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 28 7 結(jié)束語(yǔ) 本設(shè)計(jì)方案達(dá)到任務(wù)書(shū)的要求，實(shí)現(xiàn)了 基于 Si4432 的溫濕度采集電路設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 的 制作 ， 使用了 ATMEGA48 單片機(jī) 作為控制芯片， 無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸與接收 主要以SI4432 無(wú) 線發(fā)送 芯片為核心， 溫濕度采集芯片使用的是 SHT10， 較好的實(shí)現(xiàn)了各項(xiàng)基本指標(biāo)。最終我的處理方式就是將 原始數(shù)據(jù)浮點(diǎn)型的擴(kuò)大后轉(zhuǎn)化成整型（ 16 位），然后拆分成兩個(gè)八位的數(shù)據(jù)來(lái)發(fā)送，因?yàn)闊o(wú)線模塊數(shù)據(jù)存儲(chǔ)方式是八位的。剛添加進(jìn) SHT10（ PROTUES 中仿真成功），發(fā)現(xiàn)什么數(shù)據(jù)都沒(méi)發(fā)射。發(fā)現(xiàn) LED 有規(guī)律的跳動(dòng)，說(shuō)明單片機(jī)控制無(wú)線模塊不斷的發(fā)送數(shù)據(jù)，至此，無(wú)線發(fā)射板子初步調(diào)試通。我通過(guò)在單片機(jī)外部串接一個(gè) LED 指示燈，程序里控制當(dāng)它每完成一次數(shù)據(jù)包發(fā)射時(shí)就閃爍一次。至此，液晶顯示模塊測(cè)試完畢。把將示波器探頭地線接地，量程打到10 擋，測(cè)試單片機(jī)晶振引腳上是否有波形，經(jīng)實(shí)際測(cè)試，引腳晶振波形周期為，符合要求。等待 單片機(jī)控制系統(tǒng)和液晶顯示系統(tǒng)調(diào)試完畢時(shí)再連接無(wú)線模塊。 系統(tǒng)調(diào)試 在焊接完成時(shí)，首先應(yīng)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行硬件調(diào)試，主要包括：短路、斷路檢查，引腳焊接是否正確，線路有沒(méi)有掉銅等問(wèn)題。注意焊盤(pán)與過(guò)孔的區(qū)別。 （ 5） 微處理器芯片的數(shù)據(jù)線和地址線應(yīng)盡量平行布置。電源和地的導(dǎo)線要更寬。 （ 6）磁棒天線要遠(yuǎn)離單片機(jī)晶振電路，以免受到干擾。 （ 3） 避免將模擬電路的前后級(jí)放置成首尾相連的形式 ，避免自激振蕩。 2）元件布局： （ 1） 電路中各個(gè)模塊均占有一定的面積，注意合理擺放，以免互相沖突。PADS Layout/ Router 支持完整的 PCB 設(shè)計(jì)流程，涵蓋了規(guī)則驅(qū)動(dòng)下的交互式布局布線， DRC/DFT/DFM 校驗(yàn)與分析，直到最后的生產(chǎn)文件（ Gerber）、裝配文件及物料清單（ BOM）輸出等全方位的功能需求，確保 PCB 工程師 高效率地完成設(shè)計(jì)任務(wù)。 開(kāi)始 1602和 SI4432初始化 無(wú)線接收模塊 讀取成功否？ N 無(wú)線接收模塊重啟 Y 線性擬合數(shù)據(jù) 1602顯示數(shù)據(jù) 延時(shí) 1s 圖 55 液晶顯示流程圖 杭州電子科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 24 6 制作與調(diào)試 PCB 制作 與程序編寫(xiě) 工具軟件 軟件 我是通 過(guò)使 用 PADS Layout 的手 動(dòng)布線 來(lái)畫(huà) PCB。單片機(jī)能通過(guò)這兩根線讀取溫濕度傳感器中的溫度寄存器和濕度寄存器的數(shù)據(jù)，當(dāng)讀出數(shù)據(jù) 后，根據(jù)溫度的補(bǔ)償系數(shù)和濕度的補(bǔ)償系數(shù)進(jìn)行補(bǔ)償 。下面的宏定義是為了方便程序的移植和程序的編寫(xiě)。液晶顯示程序里最要注意的就是液晶執(zhí)行指令后的延時(shí)，當(dāng)延時(shí)不對(duì)市，液晶很容易顯示亂碼或者無(wú)顯示。所以要嚴(yán)格按照器件的自定義時(shí)序來(lái)進(jìn)行程序的編寫(xiě)。電路如圖 411 所示 。當(dāng) SDN=1 時(shí)芯片將被徹底關(guān)閉并且寄存器的內(nèi)容將丟失； 12 GND 地 ； 13 ANT 天線 。 其工作電壓為 ～ ,20引腳 QFN封裝(4mm4mm) ,可工作在 315/433/868/915MHz四個(gè)頻段 ； 內(nèi)部集成分集式天線 、功率放大器、喚醒定時(shí)器、數(shù)字調(diào)制解調(diào)器、 64字節(jié)的發(fā)送和接收數(shù)據(jù) FIFO，以及可配置的 GPIO等 。 nRF401是 Nordic公司研制的單片 μ HF無(wú)線收發(fā)芯片，工作在 433MHZISM頻段。 非常適合使用在本系統(tǒng)中，故選擇 SHT10作為系統(tǒng)中溫濕度采集 模塊的核心器件。C) d2(176。溫度校正粗略對(duì)應(yīng)于 %RH/℃ 50%RH，溫度補(bǔ)償系數(shù)請(qǐng)參閱表 43。復(fù)位時(shí)序如圖 47所示。 CRC校驗(yàn)字節(jié)后的確認(rèn)位表示通信結(jié)束。 在 SCK線重新啟動(dòng)之后， 2個(gè)字節(jié)的測(cè)量數(shù)據(jù)和 1個(gè)字節(jié)的 CRC校驗(yàn)將被傳送。 微控制器在發(fā)布一組濕度或者溫度測(cè)量命令后，需要等待測(cè)量的結(jié)束。命令字節(jié)包括高3位的地址位 (目前只支持 000)和低 5位的命令位。 SHT10的測(cè)量時(shí)序 微控制器用一組“啟動(dòng)傳輸”時(shí)序來(lái)發(fā)起一個(gè)通信過(guò)程。 DATA在 SCK時(shí)鐘的下降沿之后改變狀態(tài)，并在 SCK時(shí)鐘的上升沿有效。 圖 45 接口連接圖 串行時(shí)鐘輸入 (SCK)： SCK用于微控制器與 SHTl0之間的通信同步。 2℃ 177。 型號(hào) 參數(shù) DHT11 SHT10 SHT15 杭州電子科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 15 測(cè)量范圍 20－ 90％ RH 0－ 50℃ 0－ 100％ RH 40－ ℃ 0－ 100％ RH 40－ ℃ 測(cè)濕精度 177。每個(gè)傳感器芯片都在極為精確的濕度腔室中進(jìn)行標(biāo)定，校準(zhǔn)系數(shù)以程序形式儲(chǔ)存在 OTP 內(nèi)存中，用于內(nèi)部的信號(hào)校準(zhǔn)。傳感器采用專利的 CMOSens174。它將溫度和濕度傳感器、信號(hào)調(diào)理、數(shù)字變換、串行數(shù)字通信接口、數(shù)字校準(zhǔn)全部集成到個(gè)高集成度、體積極小的芯片當(dāng)中，實(shí)現(xiàn)了溫濕度傳感器的數(shù)字式輸出、且免調(diào)試、免標(biāo)定、免外圍電路，便于實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)集成，適配各種單片機(jī)構(gòu)成相對(duì)濕度／溫度檢測(cè)系統(tǒng)。它應(yīng)用專用的數(shù)字模塊采集技術(shù)和溫濕度傳感技術(shù)，確保產(chǎn)品具有極高的可靠性與卓越的長(zhǎng)期穩(wěn)定性。 溫濕 度采集模塊 溫濕度采集芯片的選擇 本系統(tǒng)的重要擴(kuò)展功能就是 溫 濕度的采集 。 電路圖如 44所示 。 典型的字符型液晶有 1602 液晶。 以實(shí)時(shí)、同步、清晰的信息傳播方式播放各種信息，還可顯示二維、三維動(dòng)畫(huà)、錄像、電視、 VCD 節(jié)目以及現(xiàn)場(chǎng)實(shí)況。利用不同的材料可以制造不同色彩的 LED 像素點(diǎn)。一般杭州電子科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 13 情況下，單個(gè)發(fā)光二極管的管壓降為 左右，電流不超過(guò) 30mA。 第一 類(lèi)是 LED 數(shù)碼管 。因此可在小系統(tǒng)電路設(shè)計(jì)上 添加 DH_10牛角座電路，充當(dāng) ISP 下載接口。 ④ 特殊的微控制器特點(diǎn)：上電復(fù)位以及可編程的掉電檢測(cè)；經(jīng)過(guò)標(biāo)定的片內(nèi)RC振蕩器；片內(nèi) /外中斷源；五種休眠模式：空閑模式、 ADC 噪聲抑制模式、省電模式、掉電模式和 Standby 模式 。 ATMEGA48是 高性能、低功耗的 8位 AVR174。 經(jīng)過(guò)比 較， 第 一 種 采用低壓差線性穩(wěn)壓器 ，是最適合本系統(tǒng)的。 方 案 二 ： 齊納二極管 (又叫 穩(wěn)壓二極管 )，此 二極管 是一種直到臨界反向擊穿電壓前都具有很高電阻的 半導(dǎo)體 器件。片內(nèi)過(guò)熱切斷電路提供了過(guò)載和過(guò)熱保護(hù) ,以防環(huán)境溫度造成過(guò)高的結(jié)溫。 二、采用齊納二極管和電阻做成的簡(jiǎn)單降壓系統(tǒng) 。大電容起到穩(wěn)壓作用、并且能濾除低頻干擾信號(hào)；小電容主要起到濾除高頻干擾信號(hào)。該系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)由少量的外部設(shè)備、無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸模塊，以及供電電路組成。 無(wú)線 溫 濕 度檢測(cè)系統(tǒng) 許多場(chǎng)合都要對(duì)溫度進(jìn)行監(jiān)測(cè)和控制。為了使芯片能電 源 模 塊基 于 A T M E G A 4 8的 單 片 機(jī) 小 系 統(tǒng)S I 4 4 3 2 無(wú) 線接 收 電 路液 晶 顯 示 電路電 源 模 塊基 于A T M E G A 4 8 的單 片 機(jī) 小 系 統(tǒng)S I 4 4 3 2 無(wú) 線發(fā) 射 電 路S H T 1 0 溫 濕度 采 集 電 路杭州電子科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 8 正常工作并且提高信號(hào)接收靈敏度， 可 將信號(hào)接收 IC 的供電電壓降為 。該系統(tǒng)包括 電源 模塊 、 MCU 控制模塊 、溫 濕 度檢測(cè)模塊、 數(shù)據(jù)發(fā)送 模 塊 、 按鍵控制 模塊等電路組成 。 （ 3） 用單片機(jī)編程實(shí)現(xiàn)對(duì) 溫濕 度采 樣 模塊的控制 。 杭州電子科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 5 ③ MCU 讀取溫濕度傳感器數(shù)據(jù)，顯示實(shí)時(shí)溫度、實(shí)時(shí)的濕度。 其次是軟件部分，主要分兩部分：第一部分（發(fā)射板）完成 ATMEGA48 通過(guò)對(duì)SHT10 的控制，并且對(duì) SI4432 無(wú)線芯片的控制將數(shù)據(jù)發(fā)射到接收板上；第二部分（接收板）完成 ATMEGA48 對(duì) SI4432 無(wú)線芯片所接收到的數(shù)據(jù)然后傳輸?shù)揭壕罫CD1602 并顯示出來(lái)。軟件反面，要初始化 SHT10 和 LCD1602 液晶，單片機(jī)發(fā)送指令到傳感器及 LCD1602 液晶，以及從傳感器接受數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)無(wú)線發(fā)送到接收板，然后液晶顯示所測(cè)的當(dāng)前溫濕度數(shù)據(jù)。有數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，與歐美相比中國(guó)的食品運(yùn)輸缺乏監(jiān)控措施，采用溫濕度傳感器對(duì)運(yùn)輸中的食品進(jìn)行監(jiān)控可以有效幫助降低食品運(yùn)輸中的損失。用于消費(fèi)類(lèi)電子產(chǎn)品上的溫濕度傳感器精度可能并不需要達(dá)到那么高 ， 5%濕度精度、 ℃ 溫度精度已經(jīng)可以滿足客戶需求。在日本，針對(duì)溫濕度傳感器的應(yīng)用開(kāi)發(fā)已經(jīng)走在了前列。 溫濕度傳感器在物聯(lián)網(wǎng)和消費(fèi)電子領(lǐng)域中的應(yīng)用趨勢(shì) : 智能手機(jī)、平板電腦等移動(dòng)設(shè)備的發(fā)展愈發(fā)快速，這里面少不了各種傳感器的支持。如果信息源經(jīng)過(guò)二次調(diào)制，用線纜傳輸?shù)綄?duì)端，對(duì)端用反調(diào)制將信息源還原后再應(yīng)用，不管頻率多低，也是射頻傳輸方式，如果沒(méi)有調(diào)制反調(diào)制過(guò)程，只是將信息源用線纜傳送到對(duì)端直接使用，不管頻率有多高，都是一般的有線傳輸方式。 將電信息源 (模擬或數(shù)字的 )用高頻電流進(jìn)行調(diào)制 (調(diào)幅或調(diào)頻 )，形成射頻信號(hào)，經(jīng)過(guò)天線發(fā)射到空中；遠(yuǎn)距離將射頻信號(hào)接收后進(jìn)行反調(diào)制， 還原成電信息源，這一過(guò)程稱為無(wú)線傳輸。射頻技術(shù)在無(wú)線通信領(lǐng)域具有廣泛的、不可替代的作用。其中， ARM指令為 32位的長(zhǎng)度， Thumb指令為 16位長(zhǎng)度。同時(shí)， ARM處理器又有 7種不同的處理器模式，在每一種處理器模式下均有一組相應(yīng)的寄存器與之對(duì)應(yīng)。 SI4432 溫濕度 M 433MHZ M 傳感器 C 無(wú)線發(fā)射 無(wú)線接收 C 液晶顯示 電源 U 電源 U 采集模塊 接收模塊 圖 21 無(wú)線溫濕度采集 原理 框 圖 ARM的結(jié)構(gòu)和發(fā)展趨勢(shì) ① RISC體系結(jié)構(gòu)優(yōu)先選取使用頻率 最高的簡(jiǎn)單指令，避免復(fù)雜指令：將指令長(zhǎng)度固定，指令格式和尋找方式種類(lèi)減少：以控制邏輯為主，不用或少用微碼控制等措施來(lái)達(dá)到上述目的。 杭州電子科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 2 2 概述 無(wú)線