【正文】 工學院本科生畢業(yè)設計說明書 ( 2020) 13 4 軟件系統設計 總流程圖 設計 程序設計發(fā)送 端 總流程圖如圖 41 所示。最后接收成功時，若單片機 將 CE 口 置低，則 nrf24l01 進入待機模式 1。發(fā)送數據成功后，如果將 CE 置低電平，則系統自動進入待機模式 I ；如果不將 CE 置低電平，則系統會自動將 TX FIFO 寄存器中的下一包數據進行發(fā)送；如果 TX FIFO 寄存器為空并且 CE 為高則系統進入待機模式 II。使 CE 使能至少 10us，啟動接收設備，延時 130us 后開始傳輸數據。必須在 CSN置低電平后才能開始傳輸數據并且連續(xù)寫入。在掉電模式下元件 的功率 損耗為最小值，同時 nrf24l01 處于 不工作狀態(tài) ，但所有寄存器 配置 的 內容 保持不變。 鹽城工學院本科生畢業(yè)設計說明書 ( 2020) 9 CE1CSN2SCK3MOSI4MISO5IRQ6VDD7VSS8XC29XC110VDD_PA11ANT112ANT213VSS14VDD15IREF16VSS17VDD18DVDD19VSS20VSS20nrf24l01 圖 36 nrf24l01 封裝圖 CE：使能發(fā)射或接收； SCK， CSN， MISO ， MOSI： SPI 引腳端，單片機通過這 四個 引腳配置 nrf24l01； IRQ：中斷標志位； VDD：電源輸入端（ +） ； VSS：電源地 (0V)； XC2， XC1： 16Mhz 晶振引腳； VDD_PA：給 無線模塊的 功率放大器提供 + V的 電源 ； ANT1,ANT2：天線接口； IREF：參考電流輸入。 VCC1CE2CSN3SCK4MOSI5MISO6IRQ7GND8U3NIF24L01VCC12GND3U1LM1117104C3GND22ufC?GNDVCC1 162K2 152K3 142K4 132K5 122K6 112K 圖 35 nrf24l01 與單片機連接 基于 單片機的遠程監(jiān)控系統設計 8 無線模塊和 單片機相連接時 引腳 分配如表 31 所示 。可以有效的傳輸數據，又能很好的較低能耗，深受廣大廠商的喜愛。在寫入的數據的時候速度可達 10MB/S,發(fā)送數據最大速度可達 2MB/S。 無線收發(fā)電路 設計 無線收發(fā)模塊的組成是： nrf24l01 為核心控制器，輔助以 16MHz 的時鐘電路，然后再在外圍電路中加入六個 SPI、一個電源口、一個接地口。這樣能產生的可使用的鍵盤數就是行線和列線根數的乘積。 在 P0 口 和矩陣鍵盤之間再并一個 1K 的 上拉電阻為鍵盤供電。 如 圖 33 所示 。 b） 復位 電路是 用來 將單片機系統 恢復 到初始狀態(tài)的一種電路設備 。 單片機最小系統，也 被稱作 單片機最小應用系統，是指用最少的元器件組合 使得 單片 機可以正常工作的系統。在傳統工藝 上，如若需要傳輸數據還得通過布線的方式進行，此方式費時費力效率低，而通過無線傳輸的方式就能很好的解決這個耗時耗力的事情。接收部分同樣使用C52 單片機最為核心，將發(fā)送端發(fā)送過來的數據進行處理，然后通過 1602 顯示出接收到的數據 ，如果發(fā)送 數據模塊 顯示器上的數據和 接收數據模塊 顯示器 上的數據顯示是 一致的，則表示數據成功的發(fā)送和接收。 并且在課題中用用了被大眾所廣泛使用的 STC89C52 單片機來控制無線接收模塊和無線接收模塊，因為使用了無線電傳輸技術，所以可以很好的進行近距離和較遠距離的無線通信。 1602 價格 便宜， 而 12864價格 稍貴 ，在編程使用方面，兩者難 度差不多，原理差不多，都是寫地址、寫指令、寫數據等。 顯示模塊 選擇 從液晶顯示器可以顯示的內容來區(qū)分，可以 將液晶顯示器 分為點陣式、字符式、段式。在農業(yè)生產方面如：無線水庫水位監(jiān)測、稻田液位檢測、大棚蔬菜內的二氧化碳含量、魚塘里的含氧量等。因為 無線電的傳輸不需要依靠介質，并且 無線電采用 0 和 1 的的二進制編碼進行數據傳輸，所以在傳輸數據時，其可靠性較高。所以不能作為遠距離傳輸的選擇，只能在小范圍內的對電阻器件進行控制。 STC89C52 的引腳圖如圖 21所示 。 STC89C52 單片機是宏晶科技有限公司生產的一種適用性強、實用性高、能耗低、具有比較大的可編程空間、被市場廣泛認可的單片機。 通用型單片機的適用范圍較廣，既能適用于工業(yè)控制，又能適 用于家庭生活等。例如：控制總線可以用來控制外部引腳、數據總線用于與外部進行數據傳輸、地址總線用來尋址等。 單片機 選擇 單片機作為信息時代的產物，收到許許多多的企業(yè)和個人青睞，從目前的發(fā)展狀況和應用的角度上來看，可以將單片機粗略的分為總線型單片機。 系統 具 有采集、無線發(fā)送、對應顯示、 異常 報警功能。比如說現在的無線溫度監(jiān)測，就很好 的體現出了遠程控制系統和傳統行業(yè)的完美結合，這意味著傳統行業(yè)可以很輕松的將以前需要大量的人力、物力才能搞定的事情，現在只需要坐在辦公室里面動動手指頭就能將數據采集回來，然后通過計算機處理后生成報告。 得益于信息高速公路的快速建設， 無線網絡技術也趕上了這趟高速列車，與此同時，遠程控制技術也悄然的登上了這輛高速列車。 Display 鹽城工學院本科生畢業(yè)設計說明書 ( 2020) 目 錄 1 概述 ................................................................................................................................. 1 課題研究背景與意義 ........................................................................................... 1 課題設計內容 ....................................................................................................... 1 2 方案設計選擇 ................................................................................................................. 2 單片機選擇 ........................................................................................................... 2 無線裝置選擇 ....................................................................................................... 3 顯示模塊選擇 ....................................................................................................... 4 總體方案 ............................................................................................................... 4 3 硬件電路設計 ................................................................................................................. 5 最小系統模塊 ....................................................................................................... 5 矩陣鍵盤電路設計 ............................................................................................... 6 無線收發(fā)電路設計 ............................................................................................... 7 nrf24l01 概述 .............................................................................................. 8 引腳功能及描述 ......................................................................................... 8 工作模式 ..................................................................................................... 9 工作原理 ................................................................................................... 10 配置字 ....................................................................................................... 10 LCD 顯示模塊 .................................................................................................... 11 4 軟件系統設計 ............................................................................................................... 13 總流程圖設計 ..................................................................................................... 13 矩陣鍵盤電路軟件設計 ..................................................................................... 14 無線發(fā)射模塊軟件設計 ..................................................................................... 15 無線接收模塊軟件 設計 ..................................................................................... 16 LCD1602 顯示器軟件設計 ................................................................................ 17 蜂鳴器報警電路 ................................................................................................. 18 5 系統的調試及實驗結果 ............................................................................................... 20 調試步驟 ............................................................................................................. 20 實驗結果 ............................................................................................................. 20 結 論 ..............................................................................................................