【正文】 .................................................................................. 11 DS18B20 的工作原理 ....................................................................... 12 無線收發(fā)模塊 ............................................................................................. 14 nRF24L01 概述 .................................................................................. 15 引腳功能及描述 ................................................................................ 16 工作模式 .............................................................................................. 17 工作原理 ............................................................................................... 17 配置字 .................................................................................................. 19 LED 顯示模塊 ........................................................................................... 19 數(shù)碼管選擇 .......................................................................................... 19 驅(qū)動(dòng)電路選擇 .................................................................................... 20 主控制模塊 (MSP430F149 最小系統(tǒng) ) ....................................................... 21 下載電路 ............................................................................................... 21 電源電路設(shè)計(jì) ....................................................................................... 23 復(fù)位電路 .............................................................................................. 25 哈爾濱工程大學(xué)本科生畢業(yè)論文 晶振電路 ............................................................................................... 25 引腳分配 ................................................................................................... 26 發(fā)射部分 .............................................................................................. 26 接收部分 ............................................................................................ 27 本章小結(jié) ..................................................................................................... 29 第 4 章 軟件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) ................................................................ 30 分部分軟件設(shè)計(jì) ....................................................................................... 30 溫度檢測 .............................................................................................. 30 無線發(fā)射模塊軟件設(shè)計(jì) ....................................................................... 31 無線接收模塊軟件設(shè)計(jì) ....................................................................... 32 顯示模塊軟 件設(shè)計(jì) ............................................................................... 33 軟件的總體設(shè)計(jì) ......................................................................................... 33 發(fā)送部分 .............................................................................................. 33 接收部分 ............................................................................................... 34 本章小結(jié) ..................................................................................................... 35 第 5 章 系統(tǒng)的調(diào)試及實(shí)驗(yàn)結(jié)果 ................................................................ 36 調(diào)試步驟 ..................................................................................................... 36 實(shí)驗(yàn)結(jié)果 ..................................................................................................... 36 本章小結(jié) ..................................................................................................... 38 結(jié)論 ................................................................................................. 39 參考文獻(xiàn) ............................................................................................. 41 致謝 ................................................................................................. 42 附錄 ................................................................................................. 43 哈爾濱工程大學(xué)本科生畢業(yè)論文 1 第 1 章 緒 論 課題的背景與意 義 隨著社會(huì)的進(jìn)步和生產(chǎn)的需要，利用無線通信進(jìn)行溫度數(shù)據(jù)采集的方式應(yīng)用已經(jīng)滲透到生活各個(gè)方面。如今很多家庭都會(huì)安裝室內(nèi)溫度采集控制系統(tǒng)，其原理就是利用無線通信技術(shù)采集室內(nèi)溫度數(shù)據(jù)，并根據(jù)室內(nèi)溫度情況進(jìn)行遙控通風(fēng)等操作，自動(dòng)調(diào)節(jié)室內(nèi)溫度濕度，可以更好地改善人們的居住環(huán)境。 模塊是一款新型單片射頻收發(fā)器件 ,工作于 GHz～ GHz ISM 頻段。該接口設(shè)計(jì)具有成本低、功耗低、傳輸速率高、軟件設(shè)計(jì)簡單以及通信穩(wěn)定可 靠等特點(diǎn)。另外為了降低 430 的輸出功率，采用鎖存器對(duì)數(shù)碼管進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。 論文的結(jié)構(gòu)安排 本文基于本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的過 程與要求，將論文分為五章。稱之為混合信號(hào)處理器，是由于其針對(duì)實(shí)際應(yīng)用需求，將多個(gè)不同功能的模擬電路、數(shù)字電路模塊和微處理器集成在一個(gè)芯片上，以提供 “單片 ”解決方案。因而可使其在1MHz 的時(shí)鐘條件下運(yùn)行時(shí)，芯片的電流最低會(huì)在 165μA左右， RAM 保持模式下的最低功耗只有 。在實(shí)時(shí)時(shí)鐘模式下，可達(dá) ，在 RAM 保持模式下，最低可達(dá) 。對(duì)于 OPT 型和 ROM 型的器件是使用仿真器開發(fā)成功之后燒寫或掩膜芯片；對(duì)于 FLASH 型則有十分方便的開發(fā)調(diào)試環(huán)境，因?yàn)槠骷瑑?nèi)有 JTAG 調(diào)試接口，還有可 以 電擦哈爾濱工程大學(xué)本科生畢業(yè)論文 7 寫的 FLASH 存儲(chǔ)器，因此采用先下載程序到 FLASH 內(nèi)，再在器件內(nèi)通過軟件控制程序的運(yùn)行，由 JTAG 接口讀取片內(nèi)信息供設(shè)計(jì)者調(diào)試使用的方法進(jìn)行開發(fā)。 哈爾濱工程大學(xué)本科生畢業(yè)論文 9 第 3 章 硬件 系統(tǒng)的 設(shè)計(jì) 與實(shí)現(xiàn) 溫度檢測在日常生活、工作和工程實(shí)踐中經(jīng)常用到，隨著生活水平和科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，對(duì)檢測溫度數(shù)據(jù)的精度要求也越來越苛刻，傳統(tǒng)的溫度測量裝置很難滿足現(xiàn)在的要求，本設(shè) 計(jì)采用 DS18B20 作為溫度采集元件，配合低功耗單片機(jī)的使用就可以很好地彌補(bǔ)傳統(tǒng)上的不足。 內(nèi)部結(jié)構(gòu) 如圖 所示。它具有節(jié)省 I/ O 口線資源、結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉、便于總線擴(kuò)展和維護(hù)等諸多優(yōu)點(diǎn) 。第 2 個(gè)字節(jié) 是溫度轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)值信息，第 4 個(gè)字節(jié)是用戶 EEPROM（常用于溫度報(bào)警 值儲(chǔ)存 的鏡像。 （ 2） 存在脈沖：在復(fù)位電平結(jié)束之后，控制器應(yīng)該將數(shù)據(jù)單總線拉高，以便于在 15~60μS 后接收存在脈沖，存在脈沖為一個(gè) 60~240uS 的低電平信號(hào)。操作指令同樣為 8 位，共 6 條，存儲(chǔ)器操作指令分別是寫 RAM 數(shù)據(jù)、讀 RAM 數(shù)據(jù)、將 RAM 數(shù)據(jù)復(fù)制到EEPROM、溫度轉(zhuǎn)換、將 EEPROM 中的報(bào)警值復(fù)制到 RAM、工作方式切換。 Read Scratchpad （從 RAM 中讀數(shù)據(jù)） 哈爾濱工程大學(xué)本科生畢業(yè)論文 14 此指令將從 RAM 中讀數(shù)據(jù)，讀地址從地址 0 開始，一直可以讀到地址 9，完成整個(gè) RAM 數(shù)據(jù)的讀出。 DS18B20在接受到復(fù)位脈沖后等待 15～ 60μs才發(fā)出應(yīng)答脈沖。寫時(shí)隙起始于單片機(jī)拉低總線。內(nèi)置頻率合成器、功率放大器、晶體振蕩器、調(diào)制器等功能模塊 ,并融合了增強(qiáng)型 ShockBurst 技術(shù)，其中輸出功率和通信頻道可通過程序進(jìn)行配置。 工作原理 發(fā)射數(shù)據(jù)時(shí)，首先將 nRF24L01 配置為發(fā)射模式：接著把接收節(jié) 點(diǎn)地址TX_ADDR 和有效數(shù)據(jù) TX_PLD 按照時(shí)序由 SPI 口寫入 nRF24L01 緩存區(qū)，TX_PLD 必須在 CSN 為低時(shí)連續(xù)寫入，而 TX_ADDR 在發(fā)射時(shí)寫入一次即可，然后 CE 置為高電平并保持至少 10μs，延遲 130μs后發(fā)射數(shù)據(jù) 。 接收數(shù)據(jù)時(shí) ,首先將 nRF24L01 配置為接收模式，接著延遲 130μs進(jìn)入接收狀態(tài)等待數(shù)據(jù)的到來。相應(yīng)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)信息是從 MISO 輸出給 MCU。當(dāng)鎖存使能變低時(shí)，符合建立時(shí)間和保持時(shí)間的數(shù)據(jù)會(huì)被鎖存。對(duì)于 MSP430 系列單片 機(jī)來說，最小系統(tǒng)一般應(yīng)該包括：單片機(jī)、晶振電路、復(fù)位電路。 JTAG 測試允許多個(gè)器件通過 JTAG 接口串聯(lián)在一起，形成一個(gè) JTAG 鏈，能實(shí)現(xiàn)對(duì)各個(gè)器件分別測試。這個(gè)串聯(lián)的BSC 在 IC 內(nèi)部構(gòu)成 JTAG 回路，所有的 BSR（ BoundaryScan Register）邊界掃描寄存器通過 JTAG 測試激活，平時(shí)這些引腳保持正常的 IC 功能。再通過 TDI 將