【正文】 //初始化 SI4432 while(1) { Si4432_init()。 float rh_true。 感謝在本科學(xué)習(xí)期間給我諸多教誨和幫助的工學(xué)院的各位老師，是你們讓我在校期間學(xué)會(huì)許多專業(yè)知識(shí)，才使得這次設(shè)計(jì)可以順利完成。 在老師和同學(xué)們的幫助下，我完成了本次 設(shè)計(jì) ，本設(shè)計(jì)可以實(shí)現(xiàn) 溫濕 度的無線采集和實(shí)時(shí)顯示，并且相當(dāng)精確。 設(shè)計(jì)成果見圖 61； 62；63。 最后調(diào)試的是溫濕度傳感器 SHT10，在調(diào)試該傳感器的過程中我遇到過兩個(gè)困難：第一是數(shù)據(jù)的處理，第二是時(shí)序問題。我首先調(diào)試的是無線發(fā)射板子。 其次測(cè)試 兩塊板子的 單片機(jī)小系統(tǒng)。 （ 10） 利用包地、覆銅等工藝提高 PCB 的穩(wěn)定性和抗干擾性。 （ 4） 設(shè)計(jì)布線時(shí)走線盡量少拐彎，力求線條簡(jiǎn)單明了。 具有足夠的機(jī)械強(qiáng)度。 因此，應(yīng)合理布線，以降低焊接難度，降低出錯(cuò)率，同時(shí)防止干擾。如圖 55。 （ 3） SI4432 驅(qū)動(dòng)程序 SI4432 驅(qū)動(dòng)程序由宏定義、初始化程序、數(shù)據(jù)發(fā)送程序、數(shù)據(jù)接收程序等部分組成 。其中單片機(jī)與 SHT10 是雙線通信，時(shí)序協(xié)議與 IIC 協(xié)議是不一樣的。 型號(hào) 參數(shù) CC1000 無線收發(fā)芯片 nRF401 無線收發(fā)芯片 SI4432 無線收發(fā)芯片 頻段 500～ 1 000MHz 433MHz 240— 960MHZ 最大發(fā)射功率 +1 0dBm +1 0dBm 20dBm 最高靈敏度 109dBm 105dBm 117dBm 最高通信速率 20Kbps 128Kbps 工作電壓 ～ ～ ～ 表 45 無線收發(fā)芯片參數(shù)性能對(duì)比 無線收發(fā)芯片 SI4432 功能描述 Si4432 引腳定義： 1 GND 地 ； 2 GPIO0 內(nèi)部已接模塊的發(fā)射控制腳 ； 3 GPIO1 內(nèi)部已接模塊的接收控制腳 ； 4 GPIO2 直接連芯片的 GPIO2 引腳 ； 5 VCC+； 6 SDO 串行數(shù)據(jù)輸 出； 7 SDI 串行數(shù)據(jù)輸入 ； 8 SCLK 串行時(shí)鐘輸入 ； 9 NSEL SPI 片選 ； 10 NIRQ 中斷輸出引腳 ；11 SDN 關(guān)閉輸入引腳，在除關(guān)機(jī)模式的所有模式 SDN=0。 CC1000采用鎖相環(huán)技術(shù)，發(fā)射頻率是通過內(nèi)部的頻率合成器來配置的，可配置的范圍為 300～ l000MHz，適合應(yīng)用跳頻協(xié)議，一般可配出 10或 20個(gè)頻點(diǎn)，該芯片靈敏度為 109dBm，并可自動(dòng)校準(zhǔn)，可編程輸出功率為 20dBm～ +10dBm，通信速率可達(dá) 。 TSOddT ??? 21 VDD d1 (176。此外，如果微控制器與 SHTl0的通信中斷，可以用復(fù)位時(shí)序來復(fù)位 SHTl0的串行接口。在被讀取之前，測(cè)量結(jié)果存儲(chǔ)在 SHTl0內(nèi)部的存儲(chǔ)器內(nèi)，這樣使得微處理器可以繼續(xù)執(zhí)行其他任務(wù)，在方便的時(shí)候再來讀取測(cè)量結(jié)果。 圖 46 SHT10 啟動(dòng)傳輸時(shí)序圖 在“啟動(dòng)傳輸”時(shí)序之后，微控制器可以向 SHTl0發(fā)送命令。串行數(shù)據(jù) (DATA)： DATA三態(tài)引腳是內(nèi)部的數(shù)據(jù)的輸出和外部數(shù)據(jù)的輸入引腳。 2％ RH 測(cè)溫精度 177。因此，該產(chǎn)品具有品質(zhì)卓越、響應(yīng)迅速、抗干擾能力強(qiáng)、性價(jià)比高等優(yōu)點(diǎn)。 選擇二： SHTl5屬單片、多用途的智能溫／濕度傳感器。順序與 ASCII 碼 一致 ，所以 1602 能 識(shí)別 ASCII 碼 。這樣一來就組成 某個(gè) 字符。 第二類是 LED 點(diǎn)陣 屏 ，它 是由幾萬 至 幾十萬個(gè) 半導(dǎo)體發(fā)光二極管 像素點(diǎn)均勻排列組成 的 。常見的顯示電路有數(shù)碼管電路 ， LED 點(diǎn)陣 屏 ，液晶顯示器。 ③外設(shè)特點(diǎn) ： 兩個(gè)具有獨(dú)立預(yù)分頻器和比較器功能的 8位定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器；一個(gè)具有預(yù)分頻器、比較 功能和捕捉功能的 16位定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器；具有獨(dú)立振蕩器的杭州電子科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 12 實(shí)時(shí)計(jì)數(shù)器 RTC；六通道 PWM； 8路 10位 ADC(TQFP與 MLF封裝 )； 6路 10位 ADC(PDIP封裝 )；可編程的串行 USART 接口；可工作于主機(jī) /從機(jī)模式的 SPI串行接口；面向字節(jié)的兩線串行接口；具有獨(dú)立片內(nèi)振蕩器的可編程看門狗定時(shí)器；片內(nèi)模擬比較器；引腳電平變化可引發(fā)中斷及喚醒 MCU。 方案三： 回路中某部分電路電流或電壓實(shí)現(xiàn)從零開始可連續(xù)調(diào)節(jié)時(shí)（如：測(cè)定導(dǎo)體的伏安特性、校對(duì)改裝后的電表等電路），即大范圍內(nèi)測(cè)量時(shí)，必須采用分壓接法 。 AMS1117有固定和可調(diào)兩個(gè)版本可用，輸出電壓可以是： 、 、 、 、 、 、 、 和 。 5V 電平的獲取 5V電壓直接由外界電源輸入， 由于一般的電源模塊質(zhì)量參差不齊，故在電源輸入端 采用的 大小電容并聯(lián) 濾波 結(jié)構(gòu)。同時(shí) 微處理器內(nèi)部寫有定時(shí)發(fā)送無線數(shù)據(jù) 程序 ， 每過 1s 發(fā)送一次數(shù)據(jù) ， 使得使用更加合理。杭州電子科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 7 3 總體設(shè)計(jì) SI4432 是一種 無線射頻收發(fā)芯片 ，其工作原理是 將發(fā)射板上的 溫濕度度傳感器 SHT10 芯片 所采集 到的溫濕度數(shù)據(jù)發(fā)射到接收板上的 SI4432 芯片，通過 MCU 對(duì)數(shù)據(jù)的調(diào)用在 LCD1602 上顯示當(dāng)前的溫濕度數(shù)據(jù) 無線溫濕度檢測(cè)的測(cè)量板 框圖如圖 31所示。 ② 接收板 以單片機(jī) ATMEGA48 為主控芯片，對(duì) Si4432 無線芯片所接收到的數(shù)據(jù)的讀取，再通過 LCD1602 液晶顯示屏顯示數(shù)據(jù)。硬件方面： ：需要設(shè)計(jì)好 SHT10 溫濕度傳感器與單片機(jī)的接口，SI4432 無線傳輸與單片機(jī)的接口； ： SI4432 無線傳輸與單片機(jī)的接口，LED1602 液晶顯示與單 片機(jī)的接口。在消費(fèi)電子領(lǐng)域，溫濕度傳感器的傳統(tǒng)應(yīng)用是天氣預(yù)報(bào)以及室內(nèi)監(jiān)測(cè) 。給人們的生活帶來便利的同時(shí)，射頻技術(shù)自身也在不斷發(fā)展完善，以適應(yīng)新的市場(chǎng)及技術(shù)需求。在電磁波頻率低于 lOOkhz時(shí)，電磁波會(huì)被地表吸收，不能形成有效的傳輸，在電磁波頻率高于 lOOkhz時(shí)，電磁波可以在空氣中傳播，并經(jīng)大氣層外緣的電離層反射，形成遠(yuǎn)距離傳輸能力，我們把具有遠(yuǎn)距離傳輸能力的高頻電磁波成為射頻，英文縮寫： RF。 ③ ARM微處理器的在較新的體系結(jié) 構(gòu)中支持兩種指令集： ARM指令集和 Thumb指杭州電子科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 3 令集。 單片機(jī)對(duì) SI4432 的對(duì)外接口進(jìn)行 SPI 讀寫操作，以此來控制 SI4432 的工作模式以及相關(guān)收發(fā)數(shù)據(jù)的操作，從而完成無線數(shù)據(jù)傳輸 。主要用于距離短、功耗低且 傳輸速率 不高的各種 電子設(shè)備 之間進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸以及典型的有周期性數(shù)據(jù)、間歇性數(shù)據(jù)和低反應(yīng)時(shí)間數(shù)據(jù)傳輸?shù)膽?yīng)用。 溫濕度測(cè)量是現(xiàn)代測(cè)量新發(fā)展出來的一個(gè)領(lǐng)域，尤其濕度的測(cè)量更是不斷前進(jìn)。 發(fā)射板： 溫濕度采集器以 ATMEGA88作為主控制芯片，采用數(shù)字溫濕度傳感器芯片 SHTl0采集外界溫濕度值。以往的人工采集數(shù)據(jù)占用人力資源，可靠性低，容易發(fā)生差錯(cuò)已經(jīng)不適應(yīng)工業(yè)化生產(chǎn)的要求了。比如倉庫儲(chǔ)藏的食品，農(nóng)作物的生長(zhǎng) 等都會(huì)受溫濕度變化的影響；工業(yè)中精密儀器，半導(dǎo)體器材都會(huì)因溫濕度值過大 而性能降低。作為獲取信息最直接、最基礎(chǔ)的方式 ,數(shù)據(jù)采集技術(shù)水平的高低已成為衡量一個(gè)國家科學(xué)技術(shù)水平的重要標(biāo)志之一。 杭州電子科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 2 2 概述 無線溫濕度采集概述 無線溫濕度采集系統(tǒng)是一種基于射頻技術(shù)的無線 溫濕 度檢測(cè)裝置 ，其工作原理： 系統(tǒng)由 發(fā)射板 和接收 板 ，以及顯示芯片 組成。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)。射頻技術(shù)在無線通信領(lǐng)域具有廣泛的、不可替代的作用。如果信息源經(jīng)過二次調(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，如果沒有調(diào)制反調(diào)制過程，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。在日本，針對(duì)溫濕度傳感器的應(yīng)用開發(fā)已經(jīng)走在了前列。有數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，與歐美相比中國的食品運(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。 其次是軟件部分，主要分兩部分：第一部分（發(fā)射板）完成 ATMEGA48 通過對(duì)SHT10 的控制，并且對(duì) SI4432 無線芯片的控制將數(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。 （ 3） 用單片機(jī)編程實(shí)現(xiàn)對(duì) 溫濕 度采 樣 模塊的控制 。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 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 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)硬件結(jié)構(gòu)由少量的外部設(shè)備、無線數(shù)據(jù)傳輸模塊，以及供電電路組成。 二、采用齊納二極管和電阻做成的簡(jiǎn)單降壓系統(tǒng) 。 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。 ATMEGA48是 高性能、低功耗的 8位 AVR174。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。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 30mA。 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、錄像、電視、 VCD 節(jié)目以及現(xiàn)場(chǎng)實(shí)況。 電路圖如 44所示 。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。傳感器采用專利的 CMOSens174。 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。 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。 SHT10的測(cè)量時(shí)序 微控制器用一組“啟動(dòng)傳輸”時(shí)序來發(fā)起一個(gè)通信過程。 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。 CRC校驗(yàn)字節(jié)后的確認(rèn)位表示通信結(jié)束。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。 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。 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 。電路如圖 411 所示 。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顯示。單片機(jī)能通過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 。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)。 （ 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。電源和地的導(dǎo)線要更寬。注意焊盤與過孔的區(qū)別。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)再連接無線模塊。至此，液晶顯示模塊測(cè)試完畢。發(fā)現(xiàn) LED 有規(guī)律的跳動(dòng)，說明單片機(jī)控制無線模塊不斷的發(fā)送數(shù)據(jù)，至此，無線發(fā)射板子初步調(diào)試通。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)來發(fā)送，因?yàn)闊o線模塊數(shù)據(jù)存儲(chǔ)方式是八位的。 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。 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，也離不開其他各位老師、同學(xué)和朋友的關(guān)心和幫助。 uchar error,CRC。 SHT10_RESET()。TEMP_H,amp。230。 杭州電子科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 29 參考文獻(xiàn) [1].黃友銳 .單片機(jī) 原理及應(yīng)用 .合肥：合肥工業(yè) 大學(xué)出版社， [2].黃智偉 .無線發(fā)射與接收電路設(shè)計(jì) [M]. 北京：北京航空航天大學(xué)出版社，20xx. 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