【正文】 耗低、其應(yīng)用越來越廣泛。它采用直接序列擴(kuò)譜DSSS (Direct Sequence Spread Spectrum)技術(shù)，增強了抗干擾能力。工作于ISM頻段，即使用戶對其工作機(jī)制沒有較深了解，也可實現(xiàn)數(shù)據(jù)的無線傳輸功能。特別適用于間斷的、突發(fā)性的和頻繁的、點多分散、中小流量的數(shù)據(jù)傳輸。而普通射頻芯片就不存在這些問題，加之短距離無線數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)成熟，功率小，功能簡單，攜帶方便，開發(fā)簡單快速，使得其在嵌入式短程無線產(chǎn)品中得到廣泛的應(yīng)用。它具有向自動化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化、低功耗、小型化方向發(fā)展的趨勢，采用自動化監(jiān)控可以節(jié)約大量的人力資源，克服人力測量的效能低，精度不足等缺點。因此研究無線通信技術(shù)有著很重要的意義。該系統(tǒng)主要完成SHTLCD1286無線射頻收發(fā)器nFR24L0串口和單片機(jī)的硬件連接，溫濕度傳感器SHT10進(jìn)行測量室外的溫濕度，無線發(fā)送模塊由射頻收發(fā)器nFR24l01將采集到的溫濕度值發(fā)送給主機(jī)，從而實現(xiàn)了無線發(fā)送數(shù)據(jù)的功能；將采集的溫度值送字符型液晶顯示器LCD12864上顯示；完成PC機(jī)串行通信及數(shù)據(jù)處理顯示的功能； 系統(tǒng)總設(shè)計方框圖，如圖21所示：圖21 系統(tǒng)總方框圖 系統(tǒng)的硬件選擇 該系統(tǒng)的無線數(shù)據(jù)傳輸模塊是基于微功耗單片射頻收發(fā)芯片nRF24l01設(shè)計,采用Atmel公司的高性能、低功耗8位處理器ATMEG16L為主處理芯片，完成數(shù)據(jù)的處理和控制。先進(jìn)的RISC結(jié)構(gòu)，非易失性程序和數(shù)據(jù)存儲器，16K字節(jié)的系統(tǒng)內(nèi)可編程Flash，擦寫壽命10000次，512字節(jié)的EEPROM擦寫壽命100000次，1K字節(jié)的片內(nèi)SRAM可以對鎖定位進(jìn)行編程以實現(xiàn)用戶程序的加密。面向字節(jié)的兩線接口，兩個可編程的串行USART，可工作于主機(jī)/從機(jī)模式的SPI串行接口，具有獨立片內(nèi)振蕩器的可編程看門狗定時器，片內(nèi)模擬比較器。采用高級語言對單片機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行開發(fā)是單片機(jī)應(yīng)用的發(fā)展趨勢 。 無線收發(fā)芯片的選擇 隨著射頻電子技術(shù)的發(fā)展，無線收發(fā)芯片的集成度、性能都大幅度提高，芯片的種類和數(shù)量比較多，性能也各有特色。只需少量外圍元件便可組成射頻收發(fā)電路，nRF24L01沒有復(fù)雜的通信協(xié)議，它完全對用戶透明，同種產(chǎn)品之間可以自由通信。引腳如下圖22所示：圖22 nrf24L01引腳圖 溫度傳感器的選擇 隨著溫度傳感器智能化、集成化技術(shù)的進(jìn)步，數(shù)字式溫度傳感器也得到了快速發(fā)展，世界上許多公司推出了新型的數(shù)字溫度傳感器系列，這些產(chǎn)品的出現(xiàn)極大的豐富了設(shè)計工程師的選擇對象。 SHTxx 系列單芯片傳感器是一款含有已校準(zhǔn)數(shù)字信號輸出的溫濕度復(fù)合傳感器。每個SHTxx 傳感器都在極為精確的濕度校驗室中進(jìn)行校準(zhǔn)。該芯片的應(yīng)用領(lǐng)域特別廣泛，如:數(shù)據(jù)采集器、變送器、自動化過程控制、汽車行業(yè)、樓宇控制amp?！?響應(yīng)時間：8s；低功耗 (typ. 30μW)；可完全浸沒?？梢燥@示84行1616點陣的漢字. 。由于本設(shè)計的一些模塊電路設(shè)計采用pcb制作硬件，這是因為采用采用pcb制作的設(shè)計，視覺效果好，抗老化能力強，不容易出現(xiàn)連接點的虛接等問題。首先它是唯一一款將設(shè)計流程，集成化PCB設(shè)計、混合信號仿真、信號完整性分析、可編程器件設(shè)計和基于處理器設(shè)計等嵌入式軟件工能混合在一起的產(chǎn)品；能夠同時進(jìn)行原理圖、PCB、FPGA，以及嵌入式解決方案；具有將設(shè)計方案從概念轉(zhuǎn)變?yōu)樽罱K產(chǎn)品的全部功能；包括所有電控不見所需要的所有功能。 Protel 99SE 由于PCB生產(chǎn)廠商的設(shè)備落后，不支持Altium 設(shè)計的PCB，需要轉(zhuǎn)換成Protel 99SE支持格式的PCB，雖然Altium 是Protel 99SE的升級版本，也能進(jìn)行原理圖的實際，但是Protel 99 SE是低版本的軟件，往往高版本設(shè)計出來的東西低版本軟件不支持。 單片機(jī)的電源設(shè)計電源電路：單片機(jī)是一個電子器件，一個電子器件能夠工作的第一個前提就是要有電源，電源是一切電子器件工作的前提，對于單片機(jī)系統(tǒng)也不例外。 V輸出，此時相應(yīng)的負(fù)載電流為800mA。就像我們上班一樣，我們必須在規(guī)定的時間上下班，如果我們都不按照這個規(guī)定時間上下班，那整個公司就亂套了。在單片機(jī)正式開始工作之前要有一個準(zhǔn)備的過程，這個過程就是復(fù)位，復(fù)位對單片機(jī)系統(tǒng)來說，是一個準(zhǔn)備開始工作的過程，在復(fù)位過程里，單片機(jī)要把所有需要用到的東西準(zhǔn)備好，這樣當(dāng)單片機(jī)正式工作的時候就可以正常干活了。AVR單片機(jī)典型的復(fù)位電路如圖33所示:圖33 復(fù)位電路綜上所述，單片機(jī)的外圍電路由復(fù)位電路，時鐘電路組成，總的設(shè)計圖，單片機(jī)外圍電路設(shè)計如圖34所示： 圖34 ATmega16L外圍電路設(shè)計圖 溫度測量電路的設(shè)計對于溫度和濕度，它們并非是急劇變化的物理量，溫濕度的變化往往是緩慢進(jìn)行的，因此針對這個特點對于溫濕度的測量采集并非需要時時刻刻都在進(jìn)行。SHT10傳感器默認(rèn)的測量溫度和相對濕度的分辨率分別為14位和12位，通過狀態(tài)寄存器可降至12位和8位，并具有可靠的CRC數(shù)據(jù)傳輸校驗功能。SHT10的應(yīng)用電路如圖35所示；圖35 SHT10應(yīng)用電路 無線發(fā)送接收電路的設(shè)計單片機(jī)與nR F24L01的接口電路很重要。如果收到應(yīng)答，則認(rèn)為此次通信成功，TX_DS置高，同時TX_PLD從發(fā)送堆棧中清除；若未收到應(yīng)答，則自動重新發(fā)射該數(shù)據(jù)(自動重發(fā)已開啟)，若重發(fā)次數(shù)(ARC_CNT)達(dá)到上限，MAX_RT置高，TX_PLD不會被清除；MAX_RT或TX_DS置高時，使IRQ變低，以便通知MCU。若此時自動應(yīng)答開啟，接收方則同時進(jìn)入發(fā)射狀態(tài)回傳應(yīng)答信號。另外有個輸入管腳需要接入LCD調(diào)整電壓來調(diào)節(jié)對比度。其余的端口連接單片機(jī)的引腳。因此，對于較復(fù)雜的系統(tǒng)，以及開發(fā)系統(tǒng)的限制，如果需要短時問內(nèi)編出執(zhí)行效率高、代碼規(guī)范、模范化程度高的程序代碼，C語言都能滿 足要求。ImageCraft的ICCAVR 是一種使用符合ANSI標(biāo)準(zhǔn)的C語言來開發(fā)微控制器MCU程序的一個工具它有以下幾個主要特點：ICCAVR是一個綜合了編輯器和工程管理器的集成工作環(huán)境IDE其可在 ；WINDOWS9X/NT下工作；源文件全部被組織到工程之中，文件的編輯和工程的構(gòu)筑也在這個環(huán)境中完成；編譯錯誤顯示在狀態(tài)窗口中并且當(dāng)你用鼠標(biāo)單擊編譯錯誤時，光標(biāo)會自動跳轉(zhuǎn)到編輯窗口中引起錯誤的那一行，這個工程管理器還能直接產(chǎn)生您希望得到的可以直接使用的 INTEL HEX 格式文件 NTEL HEX 格式文件可被大多數(shù)的編程器所支持，用于下載程序到芯片中去，ICCAVR 是一個 32 位的程序，支持長文件名。然后置nRF24L01為接收狀態(tài)，nRF24L01判斷是否有接收數(shù)據(jù)，沒有數(shù)據(jù)接收繼續(xù)查詢，有則接收從機(jī)通過nRF24l01發(fā)送的數(shù)據(jù)，單片機(jī)將接收的數(shù)據(jù)送LCD12864顯示，直到一組數(shù)據(jù)接收完畢。然后調(diào)用SHT10溫度采集子程序，數(shù)據(jù)處理后將采集的溫度值送LCD12864顯示并通過nrf24l01發(fā)送給主機(jī)，如此循環(huán)往復(fù)。ATMEGA16L SPI的特點如下： (1)全雙工，3線同步數(shù)據(jù)傳輸： (2)主機(jī)或從機(jī)操作： (3)LSB首先發(fā)送或MSB首先發(fā)送； (4)7種可編程的比特率； (5)傳輸結(jié)束中斷標(biāo)志； (6)寫碰撞標(biāo)志檢測； (7)可以從閑置模式喚醒； (8)作為主機(jī)時具有倍速模式(CK/2)。主機(jī)和從機(jī)將需要發(fā)送的數(shù)據(jù)放入相應(yīng)的移位寄存器。 配置為SPI主機(jī)時，SPI接口不自動控制SS引腳，必須由用戶軟件來處理。最后進(jìn)來的數(shù)據(jù)將一直保存于緩沖寄存器里。一個字節(jié)完全移出之后，傳輸結(jié)束標(biāo)志SPIF置位。主機(jī)從機(jī)的互連如圖43所示； 圖43 主機(jī)—從機(jī)的互連 第五章 程序的下載無線環(huán)境溫度監(jiān)測的硬件和軟件都設(shè)計好了之后就是程序下載的問題了，下載程序除了需要下載軟件以外，還需要下載電路，即硬件。在異步串口方式下，CH341提供串口發(fā)送使能、串口接收就緒等交互式的速率控制信號以及常用的MODEM 聯(lián)絡(luò)信號，用于為計算機(jī)擴(kuò)展異步串口，或者將普通的串口設(shè)備直接升級到USB總線。 ● 可選：通過外部的低成本串行EEPROM 定義廠商ID、產(chǎn)品ID、序列號等。 ● 由于是通過USB轉(zhuǎn)換的接口，所以只能做到應(yīng)用層兼容，而無法絕對相同。將下載電路連接好之后，即可以進(jìn)行下載。圖54 單片機(jī)復(fù)位l 程序的下載：單擊燒寫器下載，如圖55所示。整個過程，出現(xiàn)了不少的問題。傳感器焊接之后，濕度顯示會出現(xiàn)暫時性改變，這是由于焊接時極高的溫度引起的。在程序編譯過程中就遇到困難了，開始主要是程序編寫過程中出現(xiàn)的一些常見錯誤,通過編譯后，查找錯誤，發(fā)現(xiàn)很多程序沒有后綴名，或者后綴名不正確。再有一個問題就是，變量沒有定義，解決辦法：在程序開始前添加變量定義，比如unsigned char i；定義變量要在函數(shù)的最前面進(jìn)行，即在進(jìn)行計算操作之前定義所有變量，這是在程序編譯過程中遇到的問題。結(jié) 論本文通過對無線數(shù)傳模塊nRF24L01的研究，提出了一種基于無線數(shù)傳模塊nRF24L01的無線數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的總體設(shè)計方案。 （2）深入地分析研究了無線數(shù)傳模塊nRF24L01。 （6）采用ICCAVR編寫了主從機(jī)的SPI通訊協(xié)議，實現(xiàn)了主機(jī)與從機(jī)之間通過SPI進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳輸，從而實現(xiàn)了溫度數(shù)據(jù)的顯示。比如無線接收距離比較近，接收過程中有亂碼，誤碼率過高，接收反應(yīng)速度慢、有滯后、線性度不夠好，需要進(jìn)行校正，精度無法進(jìn)一步提高等。= ~(1 PB1) define PSB_SET PORTB |= (1 PB1) define EN_CLR PORTB amp。= ~(1 PB4) define RST_SET PORTB |= (1 PB4)define LED_CLR PORTA amp。i++)。 PORTD=mand。 //延時2msRS_SET。 EN_CLR。break。break。 lcd_temp=*str。 PORTD=0X00。 PSB_SET。 lcd_delay(15)。 //0000,0001 清DDRAMsend_(0x02)。 while