【正文】 12 LED 數(shù)碼顯示模塊 .......................................................................................... 14 nRF24L01 無 線發(fā)送模塊 ................................................................................. 17 3 上位機部分介紹 ......................................................................................................... 20 無線接收模塊 .................................................................................................. 20 上位機上的數(shù)據(jù)顯示 ...................................................................................... 21 4 模塊間的通信 ............................................................................................................. 23 上位機與單片機的通信 .................................................................................. 23 串口通信簡介 ....................................................................................... 23 PC 機側(cè) VB 程序 ................................................................................... 25 nRF24L01 與單片機的通信 ............................................................................. 25 DS18B20 與單片機的通信 .............................................................................. 26 5 系統(tǒng)調(diào)試 ..................................................................................................................... 28 DS18B20 溫度采集并顯示 .............................................................................. 28 nRF24L01 發(fā)送與接收模塊調(diào)試 ..................................................................... 29 6 總結(jié) ............................................................................................................................. 31 【參考文獻】 ................................................................................................................. 32 附 錄 ............................................................................................................................. 33 致 謝 ............................................................................................................................. 46 第 1 頁 引 言 隨著無線技術(shù)的日益發(fā)展，無線傳輸技術(shù)應(yīng)用越來越被各行各業(yè)所接受 ，無線傳輸傳感器的檢測數(shù)據(jù)也不例外?；谶@點 本設(shè)計主要基于 MCS51單片機并由溫度傳感器、無線傳輸器、 LED 數(shù)碼管和上位機組成的同步顯示的溫度采集系統(tǒng) 解決了這個日常生活工作中的問題。傳輸距離 50m,溫度范圍達到 0 至125 攝氏度，精度 1 攝氏度。無線數(shù)字信號 傳輸方式消除了長電纜傳輸帶來的噪聲干擾，整個測量系統(tǒng)具有極高的測量精度和抗干擾能力。溫度測量用到了一線式數(shù)字溫度傳感器 DS18B20，該器件體積小 ，集成度高，自帶 A/D 轉(zhuǎn)換功能，更重要的是功耗低。 系統(tǒng)控制核心 —— AT89C52 AT89C52是一個低電壓，是一款高性能的有 8位的片內(nèi)的 8k bytes 可反復(fù)擦寫的只讀與 256 bytes 的隨機存取數(shù)據(jù) 存儲器，兼容標(biāo)準(zhǔn) MCS51，片內(nèi)置有通用的 8位和 Flash，因此這種 AT89C52單片機在電子行業(yè)中有廣泛的應(yīng)用。 P2 口， P2 口為一個內(nèi)部存在上拉電阻的8 位雙向 I/O 口，且常常結(jié)合 P0 口控制外圍數(shù)字化設(shè)備。在訪問外部數(shù)據(jù) 存儲器時，這兩次有效的 /PSEN 信號將不會出現(xiàn)。 作為計數(shù)器使用時，單片機通過對引腳 T0()或 T1()外部脈沖信號的計數(shù)，在輸入的外部脈沖信號發(fā)生從 1 到 0 的跳變時，計數(shù)器的值就自動加 1，這樣計數(shù)器的最高頻率一般可以是時鐘振蕩頻率的 1/24。下面就系統(tǒng)中的基于單片機的外圍電路功能做如下講述。 AMS1117 貼片式穩(wěn)壓芯片如圖 4。現(xiàn)場溫度直接以“一線總線”的數(shù)字方式傳輸，大大提高了系統(tǒng)的抗干擾性，適合于惡劣 環(huán)境的現(xiàn)場溫度測量，電源上支持 3V~ 的電壓范圍，使系統(tǒng)設(shè)計更靈活、方便。 該模塊使用 SPI 接口與微控制器通信，配置非常方便。 在射頻部分，模塊上做了大量的優(yōu)化匹配調(diào)試，使得發(fā)射效率達到最高，諧波最小，使得 NRF24L01P+PA+LNA 無線模塊對外界設(shè)備的射頻干擾達到最低，同 時 也 不 容 易 受 到 其 他 設(shè) 備 的 干 擾 ， 極 大 提 高 工 作 的 穩(wěn) 定 性 。斷通在高頻率時給人的印象就是一組穩(wěn)定的顯示數(shù)據(jù)，會被認(rèn)為各數(shù)碼管是同時發(fā)光的。下位機中的單片機是控制以上各模塊的核心，并實現(xiàn)各模塊的連接轉(zhuǎn)換。 圖 8 DS18B20 與單片機硬件圖 DS18B20 的測溫方法 DS18B20 中的溫度傳感器剛好能自動完成對外界環(huán)境溫度的測量，本系統(tǒng)是以 12 位轉(zhuǎn)化為例介紹它的測溫方法。 tempwritebyte(0xcc)。 //溫度在寄存器中為 12 位，分辨率為 temp=f_temp*10+。雖然 8 個 LED 是依次顯示，但是受視覺分辨率的影響，看到的現(xiàn)象是 4 個 LED 同時工作。j0。在下位機部分時，其被置為發(fā)送模式。 MOSI，芯片控制數(shù)據(jù)線 （ Master output slave input)。 CE=0。 SPI_RW_Reg(WRITE_REG + RX_PW_P1, RX_PLOAD_WIDTH)。 // IRQ 收發(fā)完成中斷響應(yīng)， 16位 CRC CE = 1。在本系統(tǒng)中，涉及很多的通信，特別是還涉及到不同的通信方式。圖 15 中標(biāo)明了 PC 機側(cè)發(fā)送與接收腳的針號，不能接錯。 在本 設(shè)計中采用一塊 MAX3221 芯片把從 89C52 傳過來的信號進行電平轉(zhuǎn)換后輸出到 PC ， 把從 PC 發(fā) 過來 的 信號 發(fā) 送給 USART 。 其次，在 Form窗口添加兩個定時器 Timer1 和 Timer2， Timer1 為每次采樣時間間隔計時器，初值 Interval=30000（ 1 毫秒 /Interval，所以為 30 秒）。 無線模塊引腳圖如圖 17。但 第 27 頁 是通常 測溫分機首先 要 發(fā)送復(fù)位脈沖命令，使信號線上的 DS18B20 芯片都被復(fù)位 ， 接著發(fā)送 對 ROM 的 操作命令，使 DS18B20 被激活 并能夠 進入接收內(nèi)存訪問命令。 為保證 DS18B20 的嚴(yán)格 I/O 時序，需要作較精確的延時。 第 28 頁 5 系統(tǒng)調(diào)試 系統(tǒng)調(diào)試，是指通過軟件與硬件的結(jié)合最終正確實現(xiàn)系統(tǒng)的功能，或者用其他方法驗證設(shè)計等的正確。P2=i。 default:break。 //在第一個數(shù)碼管上顯示 delay(4)。將相關(guān)發(fā)送和接收模塊程序?qū)懭雴纹瑱C后，通過主程序中的調(diào)用，實現(xiàn)溫度的無 第 30 頁 線傳輸，發(fā)送端和接收端除了 nRF24L01 的軟件設(shè)置工作模式和發(fā)送端有 DS18B20接收端沒有以外，其他部分均相同。本設(shè)計的溫度采集可以應(yīng)用在不適合人類工作卻又對溫度有要求的場所，顯示當(dāng)前溫度并借助上位機記錄溫度數(shù)據(jù)。 define READ_REG 0x00 // 讀寄存器指令 define WRITE_REG 0x20 // 寫寄存器指令 第 36 頁 define RD_RX_PLOAD 0x61 // 讀取接收數(shù)據(jù)指令 define WR_TX_PLOAD 0xA0 // 寫待發(fā)數(shù)據(jù)指令 define FLUSH_TX 0xE1 // 沖洗發(fā)送 FIFO 指令 define FLUSH_RX 0xE2 // 沖洗接收 FIFO 指令 define REUSE_TX_PL 0xE3 // 定義重復(fù)裝載數(shù)據(jù)指令 define NOP 0xFF // 保留 //*************SPI(nRF24L01)寄存器地址 define CONFIG 0x00 define EN_AA 0x01 define EN_RXADDR 0x02 define SETUP_AW 0x03 define SETUP_RETR 0x04 define RF_CH 0x05 define RF_SETUP 0x06 define STATUS 0x07 define OBSERVE_TX 0x08 define CD 0x09 define RX_ADDR_P0 0x0A define RX_ADDR_P1 0x0B define RX_ADDR_P2 0x0C define RX_ADDR_P3 0x0D define RX_ADDR_P4 0x0E define RX_ADDR_P5 0x0F define TX_ADDR 0x10 define RX_PW_P0 0x11 define RX_PW_P1 0x12 第 37 頁 define RX_PW_P2 0x13 define RX_PW_P3 0x14 define RX_PW_P4 0x15 define RX_PW_P5 0x16 define FIFO_STATUS 0x17 uchar num。 //信號燈端口定義 sbit led =P1^6。 } void display