【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 晶振電路。 Reset接復(fù)位電路，鏈接一個(gè)按鍵，對(duì)單片機(jī)進(jìn)行復(fù)位操作。 NRF24L01，用于接受數(shù)據(jù)或者發(fā)送數(shù)據(jù)，具體電路原理如圖 。 測(cè)量發(fā)射控制系統(tǒng) 顯示控制控制系統(tǒng) 無(wú)線收發(fā)電路 顯示電路 鍵盤電路 聲光報(bào)警電路 溫濕度采集電路 陜西理工學(xué)院畢業(yè) 設(shè)計(jì) 第 6 頁(yè) 共 48 頁(yè) 1 4 0 2 3 93 3 84 3 75 3 66 3 57 3 48 3 39 3 21 0 3 11 1 3 01 2 2 91 3 2 81 4 2 71 5 2 61 6 2 51 7 2 41 8 2 31 9 2 22 0 2 1 lcd液晶顯示屏STC89C51無(wú)線發(fā)送二極管三極管報(bào)警器繼電器驅(qū)動(dòng)按鍵電路5 v復(fù)位電路晶 振 電 路 圖 控制顯示子系統(tǒng) 原理圖 在測(cè)量發(fā)射子系統(tǒng)中，單片機(jī) DHT11的 2管腳鏈接，用于接受溫度傳感器通過(guò)總線傳輸?shù)臄?shù)據(jù)， NRF24L01鏈接，用于接受數(shù) 據(jù)或者發(fā)送數(shù)據(jù)， 管，通過(guò)點(diǎn)亮二極管顯示當(dāng)前的收發(fā)數(shù)據(jù)狀態(tài)。 EA/VA接 5V電壓 X1， X2接晶振電路。 Reset接復(fù)位電路，鏈接一個(gè)按鍵，對(duì)單片機(jī)進(jìn)行復(fù)位操作，具體電路原理如圖 。 1 4 0 2 3 93 3 84 3 75 3 66 3 57 3 48 3 39 3 21 0 3 11 1 3 01 2 2 91 3 2 81 4 2 71 5 2 61 6 2 51 7 2 41 8 2 31 9 2 22 0 2 1 STC89C51無(wú)線發(fā)送二極管5 v復(fù)位電路晶 振 電 路溫濕度傳感器 圖 測(cè)量發(fā)射子系統(tǒng) 原理圖 溫濕度采集電路模塊的設(shè)計(jì) DHT11數(shù)字溫濕度傳感器 是一款含有已校準(zhǔn)數(shù)字信號(hào)輸出的溫濕度復(fù)合傳感器，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) 。 傳感器包括一個(gè)電阻式感濕元件和一個(gè) NTC測(cè)溫元件，并與一個(gè)高性能 8位單片機(jī)相連接。因此該產(chǎn)品具有品質(zhì)卓越、超快響應(yīng)、抗干擾能力強(qiáng)、性價(jià)陜西理工學(xué)院畢業(yè) 設(shè)計(jì) 第 7 頁(yè) 共 48 頁(yè) 比極高等優(yōu)點(diǎn)。校準(zhǔn)系數(shù)以程序的形式存在 OTP內(nèi)存中，傳感器內(nèi)部在檢測(cè)型號(hào)的處理過(guò)程中要調(diào)用這些校準(zhǔn)系數(shù)。單線制串行接口，使系統(tǒng)集成變得簡(jiǎn)易快捷。產(chǎn)品為 4針單排引腳封裝，連接方便 [3]。 DHT11的供電電 壓為 3－ ，引腳說(shuō)明如表 。電壓源為 5V電壓，與 DHT11的 1管腳鏈接。2管腳與單片機(jī)鏈接，用于傳遞數(shù)據(jù)， 3管腳懸空， 4管腳接地。電源引腳（ VDD， GND）之間可增加一個(gè) 100nF 的電容，用以去耦濾波，電路圖如圖 。 表 DHT11引腳說(shuō)明表 pin 名稱 注釋 1 VDD 供電 DC 2 DATA 串行數(shù)據(jù)，單總線 3 NC 空腳，請(qǐng)懸空 4 GND 接地，電源負(fù)極 VCCDATANCGNDR 3 4 . 7 K5 V單 片 機(jī) 圖 溫濕度 傳感器 DHT11 電路圖 控制顯示子系統(tǒng) 發(fā)送一次開始信號(hào)后 ,DHT11從低功耗模式轉(zhuǎn)換到高速模式 ,等待主機(jī)開始信號(hào)結(jié)束后 ,DHT11發(fā)送響應(yīng)信號(hào) ,送出 40bit的數(shù)據(jù) ,并觸發(fā)一次信號(hào)采集 ,用戶可選擇讀取部分?jǐn)?shù)據(jù) .從模式下 ,DHT11接收到開始信號(hào)觸發(fā)一次溫濕度采集 ,如果沒有接收到主機(jī)發(fā)送開始信號(hào) ,DHT11不會(huì)主動(dòng)進(jìn)行溫濕度采集 .采集數(shù)據(jù)后轉(zhuǎn)換到低速模式。 無(wú)線收發(fā)電路模塊的設(shè)計(jì) NRF24L01是一款新型單片射頻收發(fā)器件 ,工作于 ～ ISM頻段。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) Shock Burs技術(shù)，其中輸出功率和通信頻道可通過(guò)程序進(jìn)行配置。 因?yàn)?NRF24L01工作電業(yè)為 ，但是電源電壓為 5V， 所以用調(diào)壓器 LM1117組成穩(wěn)壓電路，將 5V電壓穩(wěn)定為 。 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 10μ s，延遲 130μ s后發(fā)射數(shù)據(jù) 。若自動(dòng)應(yīng)答開啟，那么 NRF24L01在發(fā)射數(shù)據(jù)后立即進(jìn)入接收模式，接收應(yīng)答信號(hào)（自動(dòng)應(yīng)答接收地址應(yīng)該與接收節(jié)點(diǎn)地址 TX_ADDR一致）。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陜西理工學(xué)院畢業(yè) 設(shè)計(jì) 第 8 頁(yè) 共 48 頁(yè) 從 TX FIFO中清除 。若未收到應(yīng)答，則自動(dòng)重新發(fā)射該數(shù)據(jù) (自動(dòng)重發(fā)已開啟 )，若重發(fā)次數(shù) (ARC)達(dá)到上限， MAX_RT置高， TX FIFO中數(shù)據(jù)保留以便在次重發(fā) 。MAX_RT或 TX_DS置高時(shí)，使 IRQ變低，產(chǎn)生中斷，通知 MCU。最后發(fā)射成功時(shí) ,若 CE為低則 NRF24L01進(jìn)入空閑模式 1。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 。若發(fā)送堆棧中無(wú)數(shù)據(jù)且 CE 為高，則進(jìn)入空閑模式 2[5]。 接收數(shù)據(jù)時(shí) ,首先將 NRF24L01配置為接收模式，接著延遲 130μ s進(jìn)入接收狀態(tài)等待數(shù)據(jù)的到來(lái)。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)。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)。最后接收成功時(shí)，若 CE 變低，則 NRF24L01進(jìn)入空閑模式 1[5]。 SPI口為同步串行通信接口，最大傳輸速率為 10Mb/s，傳輸時(shí)先傳送低位字節(jié)，再傳送高位字節(jié)。但針對(duì)單個(gè)字節(jié)而言，要先送高位再送低位。與 SPI相關(guān)的指令共有 8個(gè)，使用時(shí)這些控制指令由 nRF24L01的 MOSI輸入。相應(yīng)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)信息是從 MISO輸出給 MCU[5]。 VCC403938373635343332EA/VPP31ALE30PSEN292827262524232221VSS20XLAT219XLAT118RES9RXD/1043215678TXD/11INT0/12INT1/13T0/14T1/15WR/16RD/17AT89S51VCC12345678CONS2GNDMISOSCKCECSNMISIIRQ+CECSNSCKMISOMISIIRQVCCGND10uFC710uFC8Cap Pol1+Vin VoutGNDLM317R15200R16600 圖 NRF24L01 使用 電路 蜂鳴器是一種一體化結(jié)構(gòu)的電子訊響器，采用直流電壓供電，廣泛應(yīng)用于計(jì)算機(jī)、打印機(jī)、復(fù)印機(jī)、報(bào)警器、電子玩具、汽車電子設(shè)備、電話機(jī)、定時(shí)器等電子產(chǎn)品中作發(fā)聲器件。 蜂鳴器主要分為壓電式蜂鳴器和電磁式蜂鳴器兩種類型 [4]。 壓電式蜂鳴器 : 壓電式蜂鳴器主要由多諧振蕩器、壓電蜂鳴片、阻抗匹配器及共鳴箱、外殼等組成。有的壓電式蜂鳴器外殼上還裝有發(fā)光二極管。多諧振蕩器由晶體管或集成電路構(gòu)成。當(dāng)接通電源后（ ～ 15V直流工作電壓） ,多諧振蕩器起振 ,輸出 ～ ，阻抗匹配器推動(dòng)壓電蜂鳴片發(fā)聲 [4]。 電磁式蜂鳴器：電磁式蜂鳴器由振蕩器、電磁線圈、磁鐵、振動(dòng)膜片及外殼等組成。接通電源后，振蕩器產(chǎn)生的音頻信號(hào)電流通過(guò)電磁線圈，使電磁線圈產(chǎn)生磁場(chǎng)。振動(dòng)膜片在電磁線圈 和磁鐵的相互纏繞 [4]。 報(bào)警采用控制器輸出脈沖信號(hào)經(jīng)一級(jí)放大電路驅(qū)動(dòng)蜂鳴器報(bào)警的實(shí)現(xiàn) ， 電路原理圖如圖 所示。 陜西理工學(xué)院畢業(yè) 設(shè)計(jì) 第 9 頁(yè) 共 48 頁(yè) 三 極 管5 v 電 源揚(yáng) 聲 器電 阻接 地單 片 機(jī) 圖 報(bào)警電路原理圖 蜂鳴器額定電流 IB≤ 30mA，而對(duì)于 AT89S52單片機(jī)， P1口的灌電流為 1． 6mA，拉電流為60μ A，由此可見，僅靠單片機(jī)的 P1口電流是不能驅(qū)動(dòng)蜂鳴器的，必須使用集晶體管放大電路，為了使單片機(jī)消耗的功率更小，所以使用 PNP型晶體管 9012。 顯示 電路模塊的設(shè)計(jì) 顯示模塊選用 1602字符型液晶模塊 1602字符型液晶模塊是點(diǎn)陣型液晶，驅(qū)動(dòng)方便，經(jīng)編碼后顯示內(nèi)容多樣化。顯示質(zhì)量高、數(shù)字式接口、體積小、重量輕、功耗低的優(yōu)點(diǎn)。芯片工作電壓為 — ，工作電流為 ()。 1602字符型 LCD通常有 14條引腳線或 16條引腳線的 LCD， 其中 1管腳一般接地， 2管腳鏈接電壓源 ， 3管腳鏈接兩個(gè)電阻，調(diào)整 LCD對(duì)比度，一般選用一個(gè) 10K和 3K的電阻， 714管腳鏈接單片機(jī)， 1516 位調(diào)整 LCD背光， 各個(gè)腳的功能如表 。 系統(tǒng)采用 P0口與液晶數(shù)據(jù)端口相連接， RS、 W、 E控制引腳相連，電路圖如 表 。 表 1602 管腳功能 引腳 符號(hào) 功能說(shuō)明 1 VSS 一般接地 2 VDD 接電源（ +5V） 3 V0 LCD 對(duì)比度調(diào)整端，接正電源時(shí)對(duì)比度最弱，接地時(shí)對(duì)比度最高 4 RS RS 為寄存器選擇，高電平時(shí)選數(shù)據(jù)寄存器、低電平時(shí)選指令寄存器。 5 R/W R/W 為讀寫信號(hào)線，高電平時(shí)進(jìn)行讀操作，低電平時(shí)進(jìn)行寫操作。 6 E E(或 EN)端為使能 (enable)端，下降沿使能。 7 DB0 底 4 位三態(tài)、 雙向數(shù)據(jù)總線 0 位（最低位） 8 DB1 底 4 位三態(tài) 、 雙向數(shù)據(jù)總線 1 位 9 DB2 底 4 位三態(tài)、 雙向數(shù)據(jù)總線 2 位 10 DB3 底 4 位三態(tài)、 雙向數(shù)據(jù)總線 3 位 11 DB4 高 4 位三態(tài)、 雙向數(shù)據(jù)總線 4 位 12 DB5 高 4 位三態(tài)、 雙向數(shù)據(jù)總線 5 位 13 DB6 高 4 位三態(tài)、 雙向數(shù)據(jù)總線 6 位 14 DB7 高 4 位三態(tài)、 雙向數(shù)據(jù)總線 7 位（最高位）（也是 busy flag） 陜西理工學(xué)院畢業(yè) 設(shè)計(jì) 第 10 頁(yè) 共 48 頁(yè) GNDVCCVORSRWE DB0DB1DB2DB3DB4DB5DB6DB7BG VCCBG GNDL C D 1 6 0 22P25P26P27P00 P01P02P03P04P05P06P07V C CV C C 圖 1602 液晶顯示電路原理圖 系統(tǒng) 電路及說(shuō)明