【正文】 .........................................................................18 工作原理 ......................................................................................................18 液晶顯示模塊 ....................................................................................................20 LCD1602 管腳介紹 .....................................................................................20 LCD1602 的指令說(shuō)明及時(shí)序 .....................................................................21 電源模塊 ............................................................................................................22 本章小結(jié) ............................................................................................................23第三章 軟件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) ............................................................24 軟件的總體設(shè)計(jì) ................................................................................................24 發(fā)送端軟件總體設(shè)計(jì) ..................................................................................24 接收端軟件總體設(shè)計(jì) ..................................................................................25 各模塊軟件設(shè)計(jì) ................................................................................................26 模數(shù)轉(zhuǎn)換 ......................................................................................................26 LCD1602 液晶顯示部分 .............................................................................28 無(wú)線發(fā)射模塊軟件設(shè)計(jì) ..............................................................................29 無(wú)線接收模塊軟件設(shè)計(jì) ..............................................................................30 本章小結(jié) ............................................................................................................30第四章 系統(tǒng)的調(diào)試及實(shí)驗(yàn)結(jié)果 ............................................................31 調(diào)試步驟 ............................................................................................................31 硬件電路調(diào)試 ..............................................................................................31 軟件調(diào)試 ......................................................................................................32 實(shí)驗(yàn)結(jié)果 ............................................................................................................33 本章小結(jié) ............................................................................................................35第五章 總 結(jié) ........................................................................................36參考文獻(xiàn) ..................................................................................................38致 謝 ......................................................................................................39附 錄 ......................................................................................................40第一章 緒 論 課題的背景與意義溫度是工業(yè)、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中常見的和最基本的參數(shù)之一。各地建立了越來(lái)越多的新型溫室大棚，種植反季節(jié)蔬菜，花卉。隨著新材料、新工藝以及一些新技術(shù)的發(fā)展,其應(yīng)用范圍更加拓展。C， DS18B20 無(wú)法滿足要求。7mV，對(duì)于此系統(tǒng)中小信號(hào)的放大不大適合。 模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊方案一：ADC0809 是 8 位逐次逼近式 A/D 模數(shù)轉(zhuǎn)換器。方案二：采用 AD7896 高速高精度高分辨率的 AD 轉(zhuǎn)換芯片，內(nèi)置采樣、保持電路，逐次比較轉(zhuǎn)換片內(nèi)時(shí)鐘，最大轉(zhuǎn)換頻率 100 KHz，連續(xù)轉(zhuǎn)換時(shí)間8μS，高速，操作簡(jiǎn)單、串口輸出，12 位串口輸出，單電源供電： + V 至 + V ，模擬電壓輸入范圍：0 V 至 VDD，輸出精度：?1LSB 即177。 無(wú)線發(fā)射模塊方案一：采用 GSM 模塊進(jìn)行通信， GSM 模塊需要借助移動(dòng)衛(wèi)星或者手機(jī)卡，雖說(shuō)能夠遠(yuǎn)距離傳輸，但是其成本較大、且需要內(nèi)置 SIM 卡，通信過(guò)程中需要收費(fèi)，后期成本較高。方案二：采用字符液晶 LCD1602 顯示信息，1602 是一款比較通用的字符液晶模塊，能顯示字符和數(shù)字等信息，且價(jià)格便宜，容易控制。模數(shù)轉(zhuǎn)換器主要完成模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)送到單片機(jī)中進(jìn)行處理。引腳如圖 所示，以下是各引腳的說(shuō)明 [3]。ALE/PROG：ALE 為地址鎖存允許信號(hào)，當(dāng)單片機(jī)上電正常工作后，ALE引腳輸出正脈沖信號(hào)。在單片機(jī)訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器是，此引腳輸出負(fù)脈沖作為讀外部程序存儲(chǔ)器的選通信號(hào)。PORT3（―）：端口 3 也具有內(nèi)部提升電路的雙向 I/O 端口，其輸出緩沖器可以推動(dòng) 4 個(gè) TTL 負(fù)載，同時(shí)還多工具有其他的額外特殊功能，包括串行通信、外部中斷控制、計(jì)時(shí)計(jì)數(shù)控制及外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器內(nèi)容的讀取或?qū)懭肟刂频裙δ?。：RD,外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的讀取信號(hào)。按鍵復(fù)位時(shí)，按鍵 SW1 按下后，單片機(jī)的復(fù)位端的電平為高電平，單片機(jī)復(fù)位，在按鍵松開時(shí)，經(jīng)過(guò) 4—5 個(gè) τ 后，單片機(jī)復(fù)位端的電平為低電平，單片機(jī)退出復(fù)位狀態(tài)。C陶瓷傳感器探頭兼容包終端裝置：電壓/電流激光微調(diào)到177。取R=358Ω，則電路的溫度系數(shù)為 2ln=1uA/qTdIKCR??? 溫度采集電路AD590 基本上是一個(gè) PTAT（正比于絕對(duì)溫度）電流調(diào)節(jié)器。AD623 輸入作為電壓緩沖器的 PNP 晶體管上，并且提供一個(gè)共模信號(hào)輸入放大器。由于 AD623 是差分放大電路，將此電壓信號(hào)接到 AD623 的方向端可達(dá)到將 AD590 采集到的電壓信號(hào)降低 再放大的目的。首先溫度單位開爾文和攝氏度之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系為 (27)KT273??也就是開爾文和攝氏度之間是存在線性關(guān)系的。圖 為 AD590 非線性補(bǔ)償示意圖。 無(wú)線發(fā)射模塊該模塊由挪威(Nordic) 公司生產(chǎn)的 nRF24L01[10]及其外圍電路組成。CE：芯片模式控制線。當(dāng) nRF24L01 內(nèi)部寄存器中的 MAX_RT 寄存器位被拉高，則表明自動(dòng)重發(fā)次數(shù)已達(dá)到設(shè)定的最大重發(fā)次數(shù)，并且在此期間沒(méi)有接受到有效地應(yīng)答信號(hào)。如果收到應(yīng)答，則認(rèn)為此次通信成功，TX_DS 置高，同時(shí) TX_PLD 從 TX FIFO 中清除。若此時(shí)自動(dòng)應(yīng)答開啟，接收方則同時(shí)進(jìn)入發(fā)射狀態(tài)回傳應(yīng)答信號(hào)。4 腳 ： RS 為 寄 存 器 選 擇 ， 高 電 平 1 時(shí) 選 擇 數(shù) 據(jù) 寄 存 器 、 低 電 平 0 時(shí)選 擇 指 令 寄 存 器 。另外在系統(tǒng)設(shè)計(jì)中還添加了很多濾波電容，盡量減小系統(tǒng)電源給整個(gè)系統(tǒng)帶來(lái)干擾。開始初始化 L C D初始化定時(shí)器L C D 在第二行顯示溫度A D 7 8 9 6 采樣數(shù)據(jù)處理 定時(shí)器溢出 ？無(wú)線發(fā)送數(shù)據(jù)YN圖 發(fā)送端軟件總體設(shè)計(jì) 接收端軟件總體設(shè)計(jì)接收部分的總體思路是先初始化 LCD1602 和單片機(jī) I/O 口，再將nRF24L01 配置成接收模式，然后就是一個(gè)無(wú)線循環(huán)，單片機(jī)不斷地讀nRF24L01 的工作狀態(tài)寄存器 STATUS 來(lái)監(jiān)測(cè)接收模塊的工作狀態(tài)。8us 后通過(guò) SCLK 來(lái)輸入一個(gè)讀取的模擬時(shí)鐘，AD7896 內(nèi)部寄存器在 SCLK 下降沿輸出數(shù)據(jù)，單片機(jī)在SCLK 上升是讀取數(shù)據(jù)，經(jīng)過(guò) 16 個(gè)時(shí)鐘周期后數(shù)據(jù)被全部讀出，完成 AD 轉(zhuǎn)換。設(shè)置顯示第一行主要是將 LCD 內(nèi)部顯示地址指向第一行的第一個(gè)字符，即光標(biāo)在第一行第一個(gè)字符。整個(gè)發(fā)射過(guò)程的程圖如下圖 ： 開始進(jìn)入待機(jī)模式配置寄存器啟動(dòng)接收存入 R X _ F I F O拉高 R X _ D R 檢測(cè)到 信號(hào) ？I R Q 中斷發(fā)送確認(rèn)信號(hào)進(jìn)入待機(jī)模式結(jié)束YN清除標(biāo)志圖 無(wú)線接收模塊工作流程圖 本章小結(jié)本章主要是講解了系統(tǒng)子程序及總程序的設(shè)計(jì)思想，并分別介紹了各子模塊的程序流程及最后總程序的流程，系統(tǒng)軟件采用模塊化編程思路，增加整個(gè)程序的可讀性，也利于整體軟件調(diào)試。首先測(cè)量信號(hào)采集電壓為 3V 左右，如果電壓接近電源電壓則檢測(cè)跳線是否接上，電阻是否斷路。選用精度稍高的萬(wàn)用表，測(cè)量信號(hào)采集電路中 R2 和 R10的阻值，并調(diào)整電阻 R10 使 R2 和 R10 的電阻和為 10KΩ。如果數(shù)據(jù)發(fā)送成功，則STATUS 的值為 0x2e，F(xiàn)IFO_STAUS 寄存器的值應(yīng)該是 0x11。在開通電源的情況下對(duì)發(fā)射端的數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)的接受，經(jīng)單片機(jī)處理后在 LCD1602 上顯示。再通過(guò)老師的精心指導(dǎo)，廣泛的查找搜集資料，終于對(duì)畢業(yè)設(shè)計(jì)要做的工作的思路逐步清晰了。系統(tǒng)發(fā)送和接收程序的調(diào)試，最開始的測(cè)試程序，一個(gè)單片機(jī)無(wú)線發(fā)送指令控制另外一塊單片機(jī)的流水燈。這次畢業(yè)設(shè)計(jì)的過(guò)程是我又一次學(xué)習(xí)的過(guò)程，論文的編寫充分運(yùn)用了我在大學(xué)里面學(xué)的知識(shí)。參考文獻(xiàn)[1] [M]. 北京：北京航空航天大學(xué)出版社 ,1991.[2] 傅揚(yáng)烈. 單片機(jī)原理與應(yīng)用教程[M]. 北京：電子工業(yè)出版社 ,2022.[3 ]張毅剛, MCS51 單片機(jī)應(yīng)用設(shè)計(jì)[M].哈爾濱:哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社,2022.[4] 武慶生,[M]. 成都：電子科技大學(xué)出版社 ,1998.[5] Guiyun and Application of Microcontroller[M].北京：高等教育出版社, 2022.[6] 李艷紅,[M]. 北京：北京理工大學(xué)出版社 ，2022.[7] 何希才, [M] ．北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 2022．[8] 譚博學(xué)，[M]. 北京: 電子工業(yè)出版社,2022.[9 ] 康華光，陳大欽， [M].北京：高等教育出版社，2022.[10] 朱玉穎， nRF24L01 的遠(yuǎn)程溫度檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J] .通信與信息處理,2022,29(5):5658.[11] 吉雷, 章優(yōu)仕, 齊永龍. 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