【正文】 如圖 就是無線溫度檢測系統(tǒng)發(fā)射端的發(fā)射端 成品 ，發(fā)射端在接通電源的情況下會立即完成初始化，實時地發(fā)送溫度數(shù)值。 開始初始化判斷接收中斷從 RX _ FIFO buffer讀數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為十進制數(shù)碼管顯示哈爾濱工程大學(xué)本科生畢業(yè)論文 36 第 5 章 系統(tǒng)的調(diào)試及實驗結(jié)果 調(diào)試步驟 步驟一 完成硬件電路的焊接。當接收方檢測到有效地 址和 CRC 時，就將數(shù)據(jù)包儲存在接收堆棧中，同時狀態(tài)寄存器中的中斷標志位 RX—DR 置高，產(chǎn)生中斷使 IRQ引腳變?yōu)榈碗娖剑员阃ㄖ?MCU 去取數(shù)據(jù) ， 其流程圖如圖 所示 。傳感器復(fù)位后，接收應(yīng)答信號，跳過讀 ROM 中序列號后，啟動溫度轉(zhuǎn)換，等待溫度轉(zhuǎn)換完畢后，保存數(shù)據(jù)。 表 發(fā)射部分管腳分配 管腳名稱 分配引腳 CE CSN CLK MOSI MISO IRQ VDD VCC GND GND DQ 哈爾濱工程大學(xué)本科生畢業(yè)論文 27 圖 DS18B20 電路圖 圖 nRF24L01 電路圖 接收部分 數(shù)碼管選擇的是 P2 與 P6 口。這是為了解決系統(tǒng)的快速處理數(shù)據(jù)要求和低功耗要求的矛盾，通過設(shè)計多個時鐘源或為時鐘設(shè)計各種不同工作模式，才能解決某些外圍部件實時應(yīng)用的時鐘要求，如低頻通信、 LCD 顯示、定時器、計數(shù)器等。 AS1117 是一款低壓差的線性穩(wěn)壓器，當輸出 1A電流時，輸入輸出的電壓差典型值僅為 。寫 Flash 之前，必須對其先擦除。 通過 TCK、 TMS 的設(shè)置，可將 JTAG 設(shè)置為接收指令或數(shù)據(jù) 狀態(tài)。 TAP 控制器的狀態(tài)機 通過TCK 和 TMS 進行狀態(tài)的改變，實現(xiàn)數(shù)據(jù)和指令的輸入。標準的 JTAG 接口是 4 線： TMS、 TCK、 TDI、 TDO，分別為模式選擇、時鐘、數(shù)據(jù) 輸入和數(shù)據(jù)輸出線。串行通信時可軟件選擇 UART／ SPI 模式，整個系統(tǒng)采用了 3． 3V供電，考慮到硬件系統(tǒng)的低功耗等特點，該硬件系統(tǒng)的電源部分采用 TI 公司的 TPS76033 芯片。 圖 顯示部分電路圖 哈爾濱工程大學(xué)本科生畢業(yè)論文 20 驅(qū)動電路選擇 SL74HC573 跟 LS/AL573 的管腳一樣。 表 常用配置寄存器 地址（ H） 寄存器名稱 功能 00 CONFIG 設(shè)置 24L01 工作模式 01 EN_AA 設(shè)置接收通道及自動應(yīng)答 02 EN_RXADDR 使能接收通道地址 03 SETUP_AW 設(shè)置地址寬度 04 SETUP_RETR 設(shè)置自動重發(fā)數(shù)據(jù)時 間和次數(shù) 07 STATUS 狀態(tài)寄存器，用來判定工作狀態(tài) 0A~0F RX_ADDR_P0~P5 設(shè)置接收通道地址 10 TX_ADDR 設(shè)置接收接點地址 11~16 RX_PW_P0~P5 設(shè)置接收通道的有效數(shù)據(jù)寬度 哈爾濱工程大學(xué)本科生畢業(yè)論文 19 配置字 SPI 口為同步串行通信接口，最大傳輸速率為 10 Mb/s，傳輸時先傳送低位字節(jié)，再傳送高位字節(jié)。最后發(fā)射成功時 ,若 CE 為低則 nRF24L01 進入空閑模式 1。 圖 nRF24L01 封裝圖 CE：使能發(fā)射或接收 ； CSN， SCK， MOSI， MISO： SPI 引腳端，微處理器可通過此引腳配置nRF24L01： IRQ：中斷標志位； VDD：電源輸入端； VSS：電源地； XC2， XC1：晶體振蕩器引腳 ； VDD_PA：為功率放大器供電，輸出為 V； ANT1,ANT2：天線接口； IREF：參考電流輸入； CE1CSN2SCK3MOSI4MISO5VSS20DVDD19VDD18VSS17IREF16IRQ6VDD7VSS8XC29XC110VDD_PA11ANT112ANT213VSS14VDD15nRF24L01哈爾濱工程大學(xué)本科生畢業(yè)論文 17 工作模式 通過配置寄存器可將 nRF24L01配置為發(fā)射、接收、空閑及掉電四種工作模式，如表 。該 芯片功 耗低， 6dBm 功率發(fā)射時，工作電流 9mA，接收時工作電流只有哈爾濱工程大學(xué)本科生畢業(yè)論文 15 ，可選擇的掉電模式和空閑模式使其應(yīng)用設(shè)計更為方便。 DS18B20在讀時隙開始 15μs后開始采樣總線電平。 與 DS18B20的所有通訊都是由一個單片機的復(fù)位脈沖和一個 DS18B20的應(yīng)答脈沖開始的。數(shù)據(jù)的讀寫方法將有下文有詳細介紹。其主要目的是為了分辨一條總線上掛接的多個器件并作處理。 EEPROM 非易失性記憶體，用于存放長期需要保存的數(shù)據(jù)，上下限溫度報警值和校驗數(shù)據(jù)， DS18B20 共 3 位 EEPROM，并在 RAM都存在鏡像，以方便用戶操作。數(shù)據(jù)在出產(chǎn)時設(shè)置不由用戶更改。 12 位轉(zhuǎn)化后得到的 12 位數(shù)據(jù)，存儲在 18B20 的兩個 8 比特的 RAM 中，二進制中的前面 5 位是符號位，如果測得的溫度大于 0，這 5位為 0，只要將測到的數(shù)值乘于 即可得到實際溫度；如果溫度小于 0，這 5 位為 1，測到的數(shù)值需要取反加 1 再乘于 即可得到實際溫度。本系統(tǒng)中溫度傳感器輸出腳I/O 直接與單片機的 相連，外接 KΩ的上拉電阻到電源，采用 MSP430的電源供電 [8]。通過其內(nèi)置的針對不同芯片的代碼優(yōu)化器， IAR Embedded Workbench 可以為 MSP430 微控制器生成極為高效和可靠的代碼。 另外， MSP430 系列單片機的中斷源較多，并且可以任意嵌套，使用時靈活方便。并且這些時鐘可以在指令的控制下，打開和關(guān)閉，從而實現(xiàn)對總體功耗的控制。 16 位的數(shù)據(jù)寬度、 40ns 的指令周期以及多功能的硬件乘法器（能實現(xiàn)乘加運算）相配合，能實現(xiàn)數(shù)字信號處理的某些算法（如 FFT 等）。 第 5 章 系統(tǒng)的 調(diào)試及實驗結(jié)果 本章根據(jù)已有的軟硬件，進行調(diào)試，得到的相應(yīng)成果。溫度測量范圍： 0176。哈爾濱工程大學(xué)本科生畢業(yè)論文 3 單片機在各個技術(shù)領(lǐng)域中的迅猛發(fā)展，與單片機所構(gòu)成的計算機應(yīng)用系統(tǒng)的特點有關(guān)： （ 1） 單片機構(gòu)成的應(yīng)用系統(tǒng)有較大的可靠性 ； （ 2） 系統(tǒng)構(gòu)建簡潔、易行，能方便的實現(xiàn)系統(tǒng)功能 ； （ 3） 由于構(gòu)成的系統(tǒng)是一個計算機系 統(tǒng)，相當多的功能由軟件實現(xiàn)，故具有柔性特點和優(yōu)異的性能價格比 ； 對 msp430f149 可以制作兩個最小系統(tǒng)（一個控制發(fā)送端，一個控制接受部分）最小系統(tǒng)包括電源電路，下載電路采用 JTAG 接口及主控芯片和一些基本外圍電路。 同樣隨著傳感器及 電子電路的發(fā)展，集成的溫度檢測器件的完善性及集成性也得到了大大的提高。具有帶寬高（ 2Mbps），雙向傳輸，抗干擾性強，傳輸距離遠（短距離無線技術(shù)范圍），耗電少的優(yōu)點，用于無線鍵鼠等室內(nèi)場合。而且大棚和糧倉占地面積大，檢測目標分 散，測點較多，傳統(tǒng)的方法已經(jīng)不能滿足當前農(nóng)業(yè)發(fā)展的需要。 關(guān)鍵詞 : msp430f149； nRF24L01； 溫度 ； 無線傳輸 哈爾濱工程大學(xué)本科生畢業(yè)論文 ABSTRACT Temperature measurement have important applications in daily life,work and engineering the improvement of living standards and technological progress， whether industry， agriculture or daily life bee increasingly demanding of temperature detection. Not only to achieve low power consumption,but also requires a certain distance transmission. For this reason we solved the problem of daily life and work using two control chips, a temperature sensor, and the led display part. For lowpower design we have chosen the lowpower microcontroller known for the F149 series of 430 as the master chip, temperature acquisition DS18B20 has used to achieve a certain accuracy and precision, Finally nRF24L01 module temperature data collected by wireless transmission, thus breaking the distance limitations of traditional temperature operation. After software and hardware testing, we basically realize our Initial target. Transmission distance30m, temperature range 0 to 125 degrees, 1 degree accuracy. Keywords: msp430f149。哈爾濱工程大學(xué)本科生畢業(yè)論文 基于 nRF24L01 的遠程溫度檢測系統(tǒng)設(shè)計 摘 要 溫度檢測在日常生活、工作和工程實踐中具有重要的應(yīng)用。nRF24L01。當前的科技水平下，無線通信技術(shù)的發(fā)展使得溫度采集測量精確，簡便易行。 Nordic公司等公司已成功推出 nRF24L01 芯片， 全球開發(fā) ISM 頻段免許可證使用。類似美國 DALLAS 公司推出的數(shù)字測溫芯片DS18B20 層出不窮，國內(nèi)外的研究在這方面的研究也趨近完善 [3]。 對于 DS18B20 的溫度檢測模塊，硬件部分較簡單，由于是單腳傳輸導(dǎo)致軟件時序的時間精確度控制上要求比較高，要做到精確。C 至 125176。 最后總結(jié)本論文，得出相關(guān)結(jié)論。 （ 3） 超低功耗 MSP430 單片機之所以有超低的功耗，是因為其在降低芯片的電源電壓和靈活而可控的運行時鐘方面都有其獨到之處。由于系統(tǒng)運行時開啟的功能模塊不同，即采用不同的工作模式，芯片的功耗有著顯著的不同。當系統(tǒng)處于省電的低功耗狀態(tài)時，中斷喚醒只需 5μs。除了有這些可靠的技術(shù)之外，IAR Systems 還為您提供專業(yè)化的全球技術(shù)支持 [6]。 DS18B20 芯片封裝 如圖 所示。 單總線介紹 1－ WIRE BUS 單總線是 Maxim 全資子公司 Dallas 的一項專有技術(shù)。 DS18B20 共 64 位 ROM。控制器對 18B20 操作流程： （ 1） 復(fù)位：首先我 們必須對 DS18B20 芯片進行復(fù)位，復(fù)位就是由控制器（單片機）給 DS18B20 單總線至少 480μS 的低電平信號。誠然，單總線上可以同時掛接多個器件，并通過每個器件上所獨有的 ID 號來區(qū)別，一般只掛接單個 18B20 芯片時可以跳過 ROM 指令（注意：此處指的跳過 ROM 指令并非不發(fā)送 ROM指令，而是用特有的一條 “跳過指令 ”） 。 當主機收到 DSl8B20 的響應(yīng)信號后，便可以發(fā)出 ROM 操作命令之一，這些命令如下： Skip ROM（跳躍 ROM 指令） 這條指令使芯片不對 ROM 編碼做出反應(yīng)，在單總線的情況之下，為了節(jié)省時間則可以選用此指令。單片機先發(fā)一個復(fù)位脈沖，保持低電平時間最少 480μs，最多不能超過 960μs。以單片機讀取 2 B的數(shù)據(jù)為例。模塊中nRF24L01 和 MSP430F149 通過 MOSI、 MISO 和 SCK 組成 SPI 接口，單片機接 的低頻晶振工作， nRF24L01 外接晶振為 16MHz，由低速的單片機控制高速收發(fā)的射頻芯片，結(jié)構(gòu)如圖 所示 [9]。 表 nRF24L01 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 待機模式 1 主要用于降低電流損耗，在該模式下晶體振蕩器仍然是工作的 ； 待機模式 2 則是在當 FIFO 寄存器為空且 CE=1 時進入此模式 ； 待