【正文】 8 B 2 0 執(zhí) 行 讀 出讀 出 溫 度 數(shù) 據(jù) 給 單片 機單 片 機 進 行 數(shù) 據(jù) 處理 圖 43 DS18B20溫度檢測軟件設(shè)計 流程圖 開 始初 始 化置 低 C E配 置 C O N F I G 為 發(fā) 射模 式寫 入 發(fā) 送 地 址寫 入 接 收 地 址寫 入 發(fā) 送 數(shù) 據(jù)允 許 數(shù) 據(jù) 通 道 0設(shè) 置 工 作 頻 率設(shè) 置 數(shù) 據(jù) 傳 輸 率 與功 率C E 置 高延 時C E 置 低清 狀 態(tài) 寄 存 器 圖 44無線發(fā)射模塊軟件設(shè)計流程圖 當(dāng)模塊需要的 是接收數(shù)據(jù)時，就要將 NRF24L01 無線模塊的工作方式設(shè)置為接收方式。 首先進行各端口的初始化操作，其中初始化內(nèi)容分為配置單片機的 I／ O 口，使之和對應(yīng)的 NRF24L01 無線模塊端口正常通信，接著 是 相關(guān)寄存器的設(shè)置，最終要實現(xiàn)的就是 NRF24L01 無線模塊和單片機按需要正常通信。 開 始初 始 化 無 線 模 塊延 時 進 入確 定 接 收 模 式接 收 溫 度 數(shù) 據(jù)顯 示 溫 度 數(shù) 據(jù) 圖 42 接收模塊流程圖 軟件的分步設(shè)計 溫度檢測軟件設(shè)計 對于溫度檢測模塊的軟件設(shè)計中，使用 DS18B20 溫度傳感器 來測溫時必須嚴格遵守單總線協(xié)議，從而保證準確的通訊的數(shù)據(jù)。 開 始初 始 化 無 線 模 塊延 時 進 入啟 動 溫 度 轉(zhuǎn) 換讀 取 溫 度 數(shù) 據(jù)處 理 溫 度 數(shù) 據(jù)發(fā) 送 溫 度 數(shù) 據(jù)顯 示 溫 度 數(shù) 據(jù) 圖 41 發(fā)射模塊流程圖 對于接收模塊系統(tǒng)的設(shè)計也是一個循環(huán)的系統(tǒng)，系統(tǒng)也是不停的重復(fù)著同樣的工作。具體步驟如下，先定義 NRF24L01 無線模塊 的每個端口，配置 NRF24L01 無線模塊 的各種參數(shù)，進行 NRF24L01 無線模塊 的初始化。在使用時通過位選對其進行 選通 控制，四個位選端分別連接四個 S9012 三極管的發(fā)射極 SMGSMG SMG SMG4，然后接地。 電路如圖 36 所示 。 S9012 三極管是一種非常普遍的三極管，在很多家用電器里都有 用到 ，各種放大電路中也經(jīng)常用到， S9012 三極管的應(yīng)用是很廣泛 的 。 + IRQ MISO MOSI SCK CSN CER11KR21KR31KR41KR51KR61K12345678GNDJ4 圖 34 接收 模塊電路圖 供電電路 的設(shè)計 AMS1117 是一個正向低壓降穩(wěn)壓器，本設(shè)計采用的 是 ，為無線發(fā)射模塊和接收模塊提供 的電壓。 在此次設(shè)計中將 NRF24L01 作為 發(fā)射模塊 時，各引腳 CSN、 MISO、 IRQ、 MOSI、SCK、 CE，對應(yīng)的接 在 單片機的 、 、 、 、 、 。 123J1DS18B20+5V溫度傳感器R7 圖 32 溫度 檢測 電路 基于 NRF24L01 的無線發(fā)射模 塊 與接收模塊 的設(shè)計 NRF24L01 無線模塊是近期生產(chǎn)的一種新型射頻收發(fā)模塊，能夠 完成 無線數(shù)據(jù)的發(fā)射與接收。 復(fù)位電路晶振電路P 1 . 0P 1 . 1P 1 . 2P 1 . 3P 1 . 4P 1 . 5P 1 . 6P 1 . 7P 2 . 7P 2 . 6P 2 . 5P 2 . 4P 2 . 3P 2 . 2P 2 . 1P 2 . 0P 0 . 0P 0 . 1P 0 . 2P 0 . 3P 0 . 4P 0 . 5P 0 . 6P 0 . 7RXD ( P 3 . 0 )TXD ( P 3 . 1 )T 0 ( P 3 . 4 )T 1 ( P 3 . 5 )( P 3 . 2 )I N T 0( P 3 . 3 )I NT 1( P 3 . 7 )RD( P 3 . 6 )WRV SSX 1X 2RE S ETV CC12345678910111213141516171819204039383736353433323130292827262524232221? 10 μ F1 0 k ?1 2 M Hz3 0 pF30 p FPSENAL E / P R O GEA / Vpp5V?5V?1k ?ST C8 9 C5 22k ? 圖 31 復(fù)位電路 基于 DS18B20 的 測溫 電路 的設(shè)計 溫度檢測 電路如圖 32 所示 。 這部分 電路使用的是 單片機的 XTAL2（ 18 腳）和 XTAL1（ 19 腳），在電路中電容的作用是對振蕩頻率起到微調(diào)，在電容大小的選擇上是根據(jù)晶振頻率的大小對應(yīng)選擇的，一般 6MHZ 的晶振選擇 20pF 的電容， 12MHZ 的晶振選擇 30pF 的電容。實物如圖 27所示。 數(shù)碼管如果按段數(shù)劃分的話，可以分為七段和八段 數(shù)碼管 ， 七 段和 八 段 的 區(qū)別在于 八段 的 數(shù)碼管多 了 一個 顯示位 ， 即為小數(shù)點位 （ dp），這個小數(shù)點 使得 數(shù)碼管能更準確的將內(nèi)容顯示出來了。在將封裝后的 DB18B20 應(yīng)用時，具有體積小，重量輕，形式多樣，而且還不容易因為外力原因損壞的優(yōu)點，可以適用于許多惡劣狹窄的環(huán)境中。 當(dāng)用這種傳統(tǒng)方法測量溫度是會有很多的問題，這都源于熱敏電阻不具有的可 靠性，容易出現(xiàn)問題，而且測溫的準確性低，所測得的溫度數(shù)據(jù) 還 必須通過特定的電路才能將數(shù)據(jù) 轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號 送給單片機處理。 表 21 NRF24L01工作模式 工作 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)送式 ， 直至數(shù)據(jù)發(fā)送完 待機模式 2 1 0 1 TX_FIFO為空 待機模式 1 1 0 無數(shù)據(jù)傳輸 掉電 0 圖 24 NRF24L01引腳 圖 穩(wěn)壓器 AMS1117 的選擇 AMS1117 屬于正向的低壓降壓穩(wěn)壓器，固定輸出版的 AMS1117 穩(wěn)壓器可按輸出電壓進行分類，分為 、 、 、 、 、 、 ，每個版的 AMS1117穩(wěn)壓器只能輸出一種電壓。 NRF24L01 與 NRF905 相 比較，在傳輸距離上 NRF905 優(yōu)于 NRF24L01，但在價格上 NRF905 比 NRF24L01貴很多，并且在此次設(shè)計中不需要 較 遠距離 的數(shù)據(jù) 傳輸，如果用 NRF905 的話就 會 顯得浪費。其引腳功能如圖 23所示。兩者都 是 一款擁有可編程存儲器 大小 為 8K 的單片機， STC89C52RC 單片機 使用的內(nèi)核是 MCS51 經(jīng)典內(nèi)核， AT89C52 兼容標準 MCS51 指令系統(tǒng) 。 因為 NRF24L01 需要的電壓為 ，和單片機所需要的 5V 電源 不同，所以必須重新提供電源。 發(fā)射模塊的功能是 在單片機的控制下實現(xiàn)溫度數(shù)據(jù) 的 實時檢測 ，通過四位數(shù)碼管顯示，再利用 NRF24L01 無線模塊發(fā)送數(shù)據(jù)， 設(shè)計 框圖如圖 21所示。 系統(tǒng)在生產(chǎn)生活中可以得到廣泛的應(yīng)用，尤其在一些特殊地方，環(huán)境惡劣的場所，不適合人員長時間工作的生產(chǎn)現(xiàn)場，當(dāng)需要實時的監(jiān)測溫度時就可以使用該系統(tǒng)。 設(shè)計 整個 系統(tǒng)時，首先，分析各部分的功能，確定每個部分所需要的器件，將 所需要的器件都列舉出來。 系統(tǒng)滿足以下要求： DS18B20 溫度傳感器 完成對溫度的自動檢測， 通過單總線的方式 傳輸給單片機進行處理， 由 四位共陰極數(shù)碼管顯示； NRF24L01 無線模塊 完成溫度數(shù)據(jù)的 發(fā)送與接收 ； 并 在 四位數(shù)碼管 上 顯示溫度值（測溫范圍 10℃— +85℃，精確到 ℃）。這時使用無線溫度數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)能很好的解決這些問題，使用這個技術(shù)的核心就是溫度數(shù)據(jù) 的 實時檢測，以及無線數(shù)據(jù)的實時發(fā)送與接收。 data display 目 錄 1 概述 ........................................................... 1 課題來源及基本技術(shù)要求 .................................... 1 主要內(nèi)容 .................................................. 1 設(shè)計思路 .................................................. 1 預(yù)期成果及其價值 .......................................... 2 2 設(shè)計方案選擇 ................................................... 3 總體設(shè)計方案 .............................................. 3 STC89C52RC 與 AT89C52 單片機的選擇 ......................... 3 NRF24L01 與 NRF905 的選擇 .................................. 4 穩(wěn)壓器 AMS1117 的選擇 ...................................... 5 DS18B20 與熱敏電阻的選擇 .................................. 5 LED 四位數(shù)碼管與 LCD 液晶屏的選擇 .......................... 6 3 系統(tǒng)硬件的設(shè)計 ................................................. 7 單片機的最小系統(tǒng)電路設(shè)計 .................................. 7 基于 DS18B20 的測溫電路的設(shè)計 .............................. 7 基于 NRF24L01 的無線發(fā)射模塊與接收模塊的設(shè)計 ............... 8 供電電路的設(shè)計 ................................ 9 S9012 放大電路的設(shè)計 ...................................... 9 四位共陰極數(shù)碼管顯示電路的設(shè)計 ........................... 10 4 系統(tǒng)軟件的設(shè)計 ................................................ 12 軟件的總體設(shè)計 ........................................... 12 軟件的分步設(shè)計 ........................................... 13 5 系統(tǒng)調(diào)試 ...................................................... 17 調(diào)試步驟 ................................................. 17 調(diào)試結(jié)果 ................................................. 17 6 結(jié)束語 ........................................................ 19 參考文獻 ........................................................ 20 致 謝 ........................................................ 21 附 錄 ........................................................ 22 附錄 1 元器件目錄表 .......................................... 23 附錄 2 設(shè)計原理圖 ............................................ 24 附錄 3 程序清單 ..........................