【正文】 .............................................................................................................................................................3 ARM系統(tǒng)板介紹 ............................................................................................................................................................3 溫濕度采集模塊設(shè)計(jì) ...................................................................................................................................................5 無(wú)線收發(fā)模塊設(shè)計(jì) .......................................................................................................................................................6 數(shù)據(jù)發(fā)送模塊設(shè)計(jì) ................................................................................................................................................6 數(shù)據(jù)接收模塊設(shè)計(jì) ........................................................................................................... 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì) 現(xiàn)有的溫濕度采集系統(tǒng)主要基于有線傳輸，有線傳輸需要現(xiàn)場(chǎng)布線，因此需要大量的人力物力，在遇到一些相對(duì)封閉或不便現(xiàn)場(chǎng)駐點(diǎn)的環(huán)境，將對(duì)有線溫濕度采集有著極強(qiáng)的制約力，有線傳輸?shù)木S護(hù)也是不容易實(shí)現(xiàn)的。它被廣泛應(yīng)用在 16 位和 32 位嵌入式 RISC 解決方案中，嵌入式 RISC 微處理器市場(chǎng)份額的 75%被它占有。 第 3 章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)。 ARM 控制系統(tǒng)是整個(gè)系統(tǒng)的控制核心，數(shù)據(jù)采集模塊采集環(huán)境的溫濕度，再利用數(shù)據(jù)發(fā)送模塊將采集到的溫濕度數(shù)據(jù)發(fā)送到數(shù)據(jù)接收端進(jìn)行相應(yīng)的處理。 鎖定位可以防止 固 件 不小心被 改寫， 而 安全鎖定位 則 可以保護(hù) 固 件的安全 。 輸入電 壓范圍是 到 ，標(biāo) 稱 值為 。 電 壓范圍從 到 ， 典型 值為 。C 時(shí)， VDDCORE 的 靜 態(tài)電 流小 于 60 μA ，包括 RC 振蕩器、電 壓調(diào)節(jié)器和上電復(fù)位 。 常州大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 5 頁(yè) 共 34 頁(yè) VDDOUT 必須 有 足夠 的 解耦 電 容 以 減少紋波 和防止振蕩 。 圖 單電源供電系統(tǒng) 溫濕度采集模塊設(shè)計(jì) 數(shù)據(jù)采集模塊采用溫濕度傳感器 DHT11， 。超小的體積、極低的功耗，信號(hào)傳輸距離可達(dá) 20米以上，使其成為各類應(yīng)用甚至最為苛刻的應(yīng)用場(chǎng)合的最佳選則。 DHT11也采用外部電源方式供電，在外部電源供電方式下，整個(gè)電路工作穩(wěn)定可靠，抗干擾能力強(qiáng)，電路也比較簡(jiǎn)單，同時(shí)總線上可以掛接多個(gè) DHT11傳感器，組成多點(diǎn)測(cè)量溫濕度系統(tǒng)。該模塊在通信時(shí) SCK 高電平有效，在一個(gè)跳變沿采樣，高位在前。 (4) 9腳接地腳 ,需要和母板的邏輯地連接起來(lái)； 2腳和 9腳懸空。它只須占用很小的硅片上的面積，成本非常低，然后同其他程序存儲(chǔ)器、外圍電路等，組合成一個(gè)低功耗、低成本的片上系統(tǒng)。 P0 口既可以作為 I/O 口，又可作為低 8位地址總線的分時(shí)復(fù)用口。 ALE 是地址鎖存允許 /編程引腳。 數(shù)據(jù)格式 :8bit濕度整數(shù)數(shù)據(jù) +8bit濕度小數(shù)數(shù)據(jù) +8bi溫度整數(shù)數(shù)據(jù) +8bit溫度小數(shù)數(shù)據(jù) +8bit校驗(yàn)和 數(shù)據(jù)傳送正確時(shí)校驗(yàn)和數(shù)據(jù)等于“ 8bit濕度整數(shù)數(shù)據(jù) +8bit濕度小數(shù)數(shù)據(jù) +8bi溫度整數(shù)數(shù)據(jù) +8bit溫度小數(shù)數(shù)據(jù)”所得結(jié)果的末 8位。 // 對(duì)應(yīng)的管腳輸出低電平 DelayMS(25)。 } uint8 receive_byte(void) 常州大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 16 頁(yè) 共 34 頁(yè) { uint8 i,temp,count。//等待 50us低電平結(jié)束 temp=0。 while( (*AT91C_PIOA_PDSR amp。 } 接下來(lái)將進(jìn)行溫濕度的數(shù)據(jù)采集 void receive(void) { uint8 T_H,T_L,R_H,R_L,check,num_check。 DATA_BUS ) amp。 } R_H=receive_byte()。 TH=T_H。MAX_RT 或 TX_DS 置高時(shí)，常州大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 18 頁(yè) 共 34 頁(yè) 使 IRQ 變低，產(chǎn)生中斷，通知 MCU。 // chip enable *AT91C_PIOA_SODR =(1CSN)。 //設(shè)置接收數(shù)據(jù)長(zhǎng)度，本次設(shè)置為 32 字節(jié) SPI_RW_Reg(WRITE_REG + RF_SETUP, 0x07)。 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(dòng)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(dòng)重發(fā)數(shù)據(jù)時(shí)間和次數(shù) 07 STATUS 狀態(tài)寄存器，用來(lái)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(diǎn)地址 11~16 RX_PW_P0~P5 設(shè)置接收通道的有效數(shù)據(jù)寬度 常州大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 20 頁(yè) 共 34 頁(yè) 圖 nRF24L01 SPI 串行口指令設(shè)置 圖 SPI 讀操作 圖 SPI 寫操作 下面是 nRF24L01 寫時(shí)序的程序： uint SPI_RW(uint uchar) { uint bit_ctr。 0x80) ==1){ *AT91C_PIOA_SODR =(1MOSI)。 // return read uchar } 圖 SPI NOP 操作時(shí)序圖 NRF24L01 的 SPI 時(shí)序 uint SPI_Read(uint reg) { uint8 reg_val。當(dāng)接收方檢測(cè)到有效的地址和 CRC 時(shí)，就將數(shù)據(jù)包存儲(chǔ)在 RX FIFO 中，同時(shí)中斷標(biāo)志位 RX_DR 置高， IRQ 變 低，產(chǎn)生中斷，通知 MCU 去取數(shù)據(jù)。 SPI_Read_Buf(RD_RX_PLOAD,rx_buf,TX_PLOAD_WIDTH)。 SPI_Write_Buf(WRITE_REG+RX_ADDR_P0,RX_ADDRESS,RX_ADR_WIDTH)。它支持 ARM ARM9 和新出的 CortexM3 核處理器，能夠自動(dòng)配置啟動(dòng)代碼，集成了 Flash 燒寫模塊。 （ 2）無(wú)線傳輸模塊的選擇 無(wú)線模塊主要有 wifi 模塊和無(wú)線數(shù)傳模塊， wifi 模塊是點(diǎn)對(duì)面?zhèn)鬏?，無(wú)線數(shù)傳模塊是點(diǎn)對(duì)點(diǎn)傳輸，顯然，應(yīng)該選擇無(wú)線數(shù)傳模塊比較合適。 最后，我還要感謝我的親朋好友，在我探索科學(xué)感到疲憊的時(shí)候，是他們鼓勵(lì)我要堅(jiān)持不懈，勇往直前，他們是我的精神支柱。 常州大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 29 頁(yè) 共 34 頁(yè) 5 結(jié)論 本次設(shè)計(jì)是基于 AT91SAM7S64 平臺(tái) 與無(wú) 線數(shù)傳模塊 nRF24L01 結(jié)合設(shè)計(jì)而成的，系統(tǒng)由 數(shù)據(jù)采集 模塊， 數(shù)據(jù)發(fā)送 模塊， 數(shù)據(jù)接收 模塊等幾個(gè)模塊組成。這為開發(fā)實(shí)時(shí)多任務(wù)操作系統(tǒng)和基于以太網(wǎng)的溫室遠(yuǎn)程控制模塊的設(shè)計(jì)提供了極大的方便。 SPI_RW_Reg(WRITE_REG+CONFIG,0x0e)。 } CE=0。最后接收成功時(shí)，若 CE 變低，則 nRF24L01 進(jìn)入空閑模式 1。 // CSN low, initialize SPI munication... SPI_RW(reg)。 } uchar = (uchar 1)。bit_ctr8。 // IRQ 收發(fā)完成中斷響應(yīng)， 16 位 CRC，主發(fā)送 } 常州大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 19 頁(yè) 共 34 頁(yè) SPI口為同步串行通信接口，最大傳輸速率為 10 Mb/s，傳輸時(shí)先傳送低位字節(jié)，再傳送高位字節(jié)。 // Spi clock line init high SPI_Write_Buf(WRITE_REG + TX_ADDR, TX_ADDRESS, TX_ADR_WIDTH)。若發(fā)送堆棧中有 數(shù)據(jù)且 CE 為高，則進(jìn)入下一次發(fā)射 。 check=num_check。 T_H=receive_byte()。 count++ ) //DHT11 高電平 80us 是否結(jié)束 { 。 dht11_output()。amp。Delay_10US(1)。i8。 // 對(duì)應(yīng)的管腳輸出高電平 Delay_10US(1)。 通訊過(guò)程如圖 圖 通訊過(guò)程 1 總線空閑狀態(tài)為高電平 ,主機(jī)把總線拉低等待 DHT11響應(yīng) ,主機(jī)把總線拉低必須大于 18毫秒 ,保證 DHT11能檢測(cè)到起始信號(hào)。 XTAL1和 XTAL2 腳是片內(nèi)振蕩電路的輸入、輸出端。 P1口為 8位準(zhǔn)雙向 I/O 口，可作通用 I/O 使用。 本設(shè)計(jì)采 用 AT89 系列單片機(jī)內(nèi)部資源就能滿足數(shù)據(jù)接收模塊硬件設(shè)計(jì)的需求。 51 系列單片機(jī)是大家非常熟悉的微處理器，是最早由美國(guó) Intel 公司生產(chǎn)的一種單片機(jī)。模塊數(shù)據(jù)的收發(fā)速率選擇 1Mbps。 無(wú)線收發(fā)模塊設(shè)計(jì) 數(shù)據(jù)發(fā)送模塊設(shè)計(jì) 數(shù)據(jù)發(fā)送模塊選用無(wú)線數(shù)傳 nRF24L01，由 RAM 平臺(tái)控制發(fā)送數(shù)據(jù)。連接方便，特殊封裝形式可根據(jù)用戶需求而提供。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。 VDDIN 也需要足夠 的 解耦 來(lái)提高 啟 動(dòng) 穩(wěn) 定性以及 減少 電 壓降。 全速工作 且 運(yùn)行 不基 于 Flash 時(shí) VDDCORE的動(dòng)態(tài)功耗 小 于 50 mA。 VDDCORE 是 器件內(nèi) 核 ，包括 Flash正確 工作的 前 提 。 ? VDDOUT： 電 壓 調(diào)節(jié)器的輸出， 。 BOD 和看門狗 則 可以 監(jiān) 控器件 是否正確 工作 。數(shù)據(jù)接收模塊接收到采集方的數(shù)據(jù)后，將數(shù)據(jù)傳送給單片機(jī)控制系統(tǒng)，再通過(guò) RS一 232 串行通信將數(shù)據(jù)傳送給計(jì) 算機(jī)，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。 第 4 章 系統(tǒng)調(diào)試。 ARM 的片上系統(tǒng)解決方案也推動(dòng)了當(dāng)今嵌入式市場(chǎng)中一系列終端產(chǎn)品的技術(shù)發(fā)展。 產(chǎn)品能全程跟蹤記錄展柜，恒溫恒濕室 /箱、藥品倉(cāng)庫(kù)、冷庫(kù)、機(jī)房、車間、庫(kù)房、實(shí)驗(yàn)室等環(huán)境溫濕度變化； 用戶可以通過(guò)數(shù)據(jù)管理軟件對(duì)所取數(shù)據(jù)進(jìn)行查看、分析并可將圖表或報(bào)表存檔、打印出來(lái)； 液晶顯示，在線同時(shí)顯示溫度、濕度數(shù)據(jù)，時(shí)鐘，報(bào)警等信息，現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)溫濕度環(huán)境一目了 然； 數(shù)字信號(hào)輸出，采用無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸方式，將信號(hào)傳輸?shù)街付ǖ慕邮赵O(shè)備或數(shù)據(jù)集中器，然后通過(guò)溫濕度系統(tǒng)軟件進(jìn)行監(jiān)控。 致謝 .............................................................................................................................