【文章內(nèi)容簡介】 5 供電范圍為 之間，超出這個范圍就會燒毀 nRF905 模塊。 （ 2） nRF905 的引腳可與 5V 單片機(jī)的 I/O 口直接相連， VCC 和接地端除外。 （ 3） 沒有 SPI 接口的單片機(jī)可以模擬 SPI。 （ 4） 與 51 系列單片機(jī) P0 口相連時，需加 10K 的上拉電阻。 nRF905 工作方式 nRF905 有兩種工作模式和兩種節(jié)能模式。兩種工作模式分別 ShockBurstTM 接收模式和 ShockBurstTM 發(fā)送模式，兩種節(jié)能模式分別是關(guān)機(jī)模式和空閑模式。 nRF905 的工作模式由 TRX_CE、 TX_EN 和 PWR_UP 三個引腳決定 ，其工作模式 如表 32 所示。 表 32 nRF905 工作模式 PWR_UP TRX_CE TX_EN 工作模式 0 X X 關(guān)機(jī)模式 1 0 X 空閑模式 1 1 0 接收模式 1 1 1 發(fā)送模式 nRF905 發(fā)送 流程 典型的 nRF905 發(fā)送流程分以下幾步： A． 微控制器通過 SPI 接口按時序把地址和數(shù)據(jù)發(fā)送給 nRF905； B． PWR_UP=1, TRX_CE=1 ,TX_EN=1 啟動發(fā)送模式； C． nRF905 開始發(fā)送數(shù)據(jù)； D． AUTO_RETRAN 被置高， nRF905 不斷重發(fā)， 直到 TRX_CE 被置低； E．當(dāng) TRX_CE 被置低， nRF905 發(fā)送過程完成，自動進(jìn)入空閑模式 ； nRF905 接收流程 A． TRX_CE= TX_EN=0， nRF905 進(jìn)入接收模式； B． 等待 650us， nRF905 不斷監(jiān)測，等待接受數(shù)據(jù)； C． 若從機(jī)上的 nRF905 檢測到 的 載波 頻段與自身的相同時 ， CD=1； D． 若接收地址與自身 地址匹配 ， AM=1； E．當(dāng)一個數(shù)據(jù)包接收完畢 后 DR=1； F． TRX_CE=0， nRF905 等待下一次接收數(shù)據(jù) ； G． 數(shù)據(jù)通過 SPI 口以一定速率進(jìn)入微控制器 ； H． 若 數(shù)據(jù)接收完 成 ， DR=0 ， AM=0； 徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 6 nRF905 模塊配置 1)SPI 接口寄存器配置 SPI 接口由 5 個寄存器組成，其中狀態(tài)寄存器存儲 AM 和 DR 引腳信息，射頻和輸出功能信息由射頻配置寄存器保存，接收機(jī)地址和數(shù)據(jù)字節(jié)數(shù)信息由發(fā)送地址寄存器保存，待發(fā)送的數(shù)據(jù)信息由發(fā)送數(shù)據(jù)寄存器保存，要接收的數(shù)據(jù)字節(jié)數(shù)等信息由接收數(shù)據(jù)寄存器保存。 2)SPI 指令設(shè)置 SPI 接口的指令如表 33 所示。 表 33 SPI 串行接口指令設(shè)置 指令名稱 指令格式 操作 WC 0000AAAA 寫配置寄存器 RC 0001AAAA 讀配置寄存器 WTP 00100000 寫 TX有效數(shù)據(jù) 132字節(jié)寫操作全部從字節(jié) 0開始 RTP 00100001 讀 TX有效數(shù)據(jù) 132字節(jié)讀操作全部從字節(jié) 0開始 WTA 00100010 寫 TX地址 14字節(jié)寫操作全部從 0字節(jié)開始 RTA 00100011 讀 TX地址 14字節(jié)讀操作全部從字節(jié) 0開始 RRP 00100100 讀 RX有效數(shù)據(jù) 132字節(jié)讀操作全部從字節(jié) 0開始 CC 100pphccccccccc 快速配置寄存器 nRF905 與單片機(jī)的硬件連接原理圖 nRF905 與單片機(jī)的硬件連接原理圖如圖 33 所示。 圖 33 nRF905 與單片機(jī)的硬件連接原理圖 徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 7 溫度傳感器 DS18B20 DS18B20 主要特性 （ 1） 供電 范圍： ,在寄生電源方式下可由數(shù)據(jù)線供電。 （ 2） 在使用中不需要任何外圍元件。 （ 3） 獨特的單總線接口方式 只 需要一 根 信號線即可實現(xiàn) 單片機(jī) 與 DS18B20 的通信。 （ 4） 測溫 范圍 :55176。C~+125176。C,在 10~+85176。C 時精度為 177。176。C。 （ 5） 分辨率為 912 位，對應(yīng)的可分辨溫度分別為 176。C 、 176。C 、 176。C 和176。C ，可實現(xiàn)高精度測溫。 （ 6） 在 9 位分辨率時最多在 內(nèi)把溫度值轉(zhuǎn)換為數(shù)字， 12 位分辨率時最多在750ms 內(nèi)把溫度值轉(zhuǎn)換為數(shù)字。 （ 7） 多個 DS18B20 可以 掛在一根數(shù)據(jù)線上 ，實 現(xiàn) 多點測溫。 DS18B20 的外部結(jié)構(gòu) DS18B20 采用如圖 34 所示的 3 腳 PR35 封裝或 8 腳 SOIC 封裝 。 圖中管腳定義如下： （ 1） I/O:數(shù)字信號輸入輸出端。 （ 2） GND：電源地。 （ 3） VDD：外接供電電源輸入端（在寄生電源接線方式時接地）。 圖 34 DS18B20封裝 DS18B20 的數(shù)據(jù)處理 DS18B20 的高速暫存存儲器由 9 個字節(jié)組成，其分配見表 34，當(dāng)溫度轉(zhuǎn)換命令發(fā)布后，經(jīng)轉(zhuǎn)換所得的溫度值以 2 字節(jié)補(bǔ)碼形式存放到高速暫存存儲器的第 0 和第 1 個字節(jié)。單片機(jī)可通過單 總 線接口讀取到該數(shù)據(jù)，讀取時低位在前，高位在后。 徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 8 表 34 字節(jié)分配 功能 0 溫度轉(zhuǎn)換后的低字節(jié) 1 溫度轉(zhuǎn)換后的高字節(jié) 2 高溫度觸發(fā)器 TH 3 低溫度觸發(fā)器 TL 4 配置寄存器 5 保留 6 保留 7 保留 8 CRC 校驗寄存器 表 35 所列是 DS18B20 溫度采集轉(zhuǎn)化后得到的 12 位數(shù)據(jù)，存儲在 DS18B20 的兩個 8bit的 RAM 中，二進(jìn)制的前 5 位是符號位，如果測的溫度大于或等于 0，這五位為 0，只要將測得數(shù)值乘以 即可得到實際溫度；如果溫度小于 0，這五位為 1，測的數(shù)值需要取反加 1 再乘以 即可得到實際溫度。 單片機(jī)對 DS18B20 的訪問流程是：先對 DS18B20 初始化，再進(jìn)行 ROM 操作命令，最后才能 進(jìn)行 存儲器操作 和 數(shù)據(jù) 操作。 DS18B20 的 操作要遵循 一定的 工作時序和通信協(xié)議。如 單片 機(jī)控制 DS18B20 完成溫度轉(zhuǎn)換這一過程， 要經(jīng)過以下幾個步驟 ： 對 DS18B20讀寫之前先進(jìn)行復(fù)位 ， 再發(fā)送 ROM 指令，最后發(fā)送 RAM 指 令 。 DS18B20 有六條控制命令 ,如表 36 所示 。 表 35 DS18B20 部分溫度數(shù)據(jù)表 溫度 / C? 16 位二進(jìn)制編碼 十六進(jìn)制表示 +125 0000 0111 1101 0000 07D0H +85 0000 0101 0101 0000 0550H + 0000 0001 1001 0001 0191H + 0000 0000 1010 0010 00A2H + 0000 0000 0000 1000 0008H 0 0000 0000 0000 0000 0000H 1111 1111 1111 1000 FFF8H 1111 1111 0101 1110 FF5EH 1111 1110 0110 1111 FE6FH 55 1111 1100 1001 0000 FC90H 徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 9 表 36 DS18B20 控 制命令 指令 約定代碼 操作說明 溫度轉(zhuǎn)換 44H 啟動 DS18B20 讀暫存器 BEH 讀暫存器 9 個字節(jié)內(nèi)容 寫暫存器 4EH 將數(shù)據(jù)寫入暫存器的 TL、 TH 字節(jié) 復(fù)制暫存器 48H 把暫存器的 TH、 TL 字節(jié)寫到 E2RAM 中 重新調(diào) E2RAM B8H 把 E2RAM 中的 TH、 TL 字節(jié)寫到暫存器 TH、TL 字節(jié) 讀電源供電方式 B4H 發(fā)送電源供電方式給 CPU 單片機(jī)與 DS18B20 的硬件連接原理圖 單片機(jī)和 DS18B20 的硬件連接圖見圖 35， DS18B20 的單總線 DQ 與單片機(jī) STC89C51的 端口連接，另加一個上拉電阻。詳細(xì)原理圖見附錄 1。 圖 35 單片機(jī)和 DS18B20 的硬件連接圖 濕度傳感器 DHT11 DHT11 接口說明 DHT11 引腳圖 如圖 36 所示 。 圖 36 DHT11引腳圖 徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 10 DHT11 引腳說明如表 37 所示。 表 37 DHT11引腳說明 Pin 名稱 注釋 1 VDD 供電 2 DATA 串行數(shù)據(jù)單總線 3 NC 空腳，懸空 4 GND 接地 DHT11 與單片機(jī)的硬件連接 DHT11 與單片機(jī)的硬件 連接圖如圖 37 所示。 圖 37 單片機(jī)與 DHT11 濕度傳感器 硬件連接圖 液晶顯示模塊 控制器接口說明 各引腳符號及功能如表 38 所示 。 表 38 接口信號表 引腳編號 引腳名稱 引腳功能 147 D7D0 數(shù)據(jù)線 6 E 片選信號，寫數(shù)據(jù)控制 5 R/W 讀 /寫方向控制信號，低電平為寫入，高電平為輸出 4 RS 寄存器選擇信號 徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 11 續(xù)表 38 3 V0 驅(qū)動電壓調(diào)節(jié) 2 VDD +5V 1 VSS 地線 15 V 背光電壓負(fù)端（ GND） 16 V+ 背光電壓正端（ +5V） 基本時序操作 (1)讀狀態(tài)：輸入： RS=L， RW=H， E=H 輸出： D0~D7=狀態(tài)字 (2)寫指令：輸入： RS=L， RW=L， D0~D7=指令碼， 輸出：無 (3)讀數(shù)據(jù)：輸入： RS=H， RW=H， E=H 輸出： D0~D7=數(shù)據(jù) (4)寫數(shù)據(jù)：輸入： RS=H， RW=L， D0~D7=數(shù)據(jù)， 輸出：無 顯示數(shù)據(jù)存儲器（ DDRAM） LCD 控制器的指令系統(tǒng)規(guī)定，在發(fā)送待顯示字符代碼的指令之前，先要送 DDRAM 的地址，實際上是待顯示的字符 所要 顯示 的 位置。若 LCD 為雙行字符顯示，每行 40 個顯示位置，第一行地址為 00H～ 27H；第二行地址為 40H～ 67H。雙行顯示的 DDRAM 地址與顯示位置的對應(yīng)關(guān)系見表 39。 表 39 雙行顯示的 DDRAM 地 址與顯示位置的對應(yīng)關(guān)系 顯示位置 1 2 3 4 5 6 7 …… 39 40 DDRAM Line1 00H 01H 02 H 03 H 04 H 05 H 06 H …… 26 H 27 H 地址 Line2 40 H 41 H 42 H 43 H 44 H 45 H 46 H …… 66 H 67 H LCD1602 控制命令字設(shè)置 LCD1602 控制命令字設(shè)置如表 310 所示。 表 310 LCD1602 控制命令字設(shè)置 命令字 功能 0x38 設(shè)置顯示模式 0x06 光標(biāo)和顯示開關(guān)設(shè)置 0x80 數(shù)據(jù)指針設(shè)置 0x01 清屏 0x02 顯示回 車 單片機(jī)與 LCD1602 的硬件連接原理圖 本設(shè)計選用 STC89C51 單片機(jī)的 P2 口 和 P3 口的一部分 ， LCD1602 采用 8 位數(shù)據(jù)線工作方式。 STC89C51 的 P2 口與 LCD1602 的 8 位數(shù)據(jù)線連接 ， STC89C51 的 P3 口的 、 端口分別與 LCD1602 的使能端口、讀 \寫選擇端口連接。硬件連線原理圖見圖 38，LCDl602 的 RW 選擇接地，詳細(xì)原理圖見附錄 1。 徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 12 圖 38 單片機(jī)與 LCD1602 的硬件連接原理圖 控制執(zhí)行單元的設(shè)計 在本系統(tǒng) 中控制執(zhí)行單元的作用是接受從機(jī)的控制命令以弱電控制強(qiáng)電設(shè)備，由于溫室中的控制設(shè)備大多為強(qiáng)電設(shè)備，直接用單片機(jī)控制不能驅(qū)動這些設(shè)備，故需要一個中間設(shè)備來驅(qū)動它們。本系統(tǒng)控制執(zhí)行單元的設(shè)計思想是將繼電器放在驅(qū)動設(shè)備的主回路中，用單片機(jī)控制繼電器的通斷來間接控制加熱器、噴淋器、排風(fēng)扇的電源通斷從而達(dá)到調(diào)節(jié)溫室溫濕度的效果。本設(shè)計選用的繼電器型號為 HK3FFDC5VSHG，該繼電器可以用小電壓控制 220V 的強(qiáng)電符合設(shè)計的要求。由于單片機(jī)的驅(qū)動電流很小，故需要在繼電器與單片機(jī)之間加一個三極管起放大信號的作用 ,其原 理圖如圖 39 所示。 圖 39 控制執(zhí)行單元原理圖 徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 13 PC 機(jī)與單片機(jī)之間的 RS485 通信 本系統(tǒng)中溫室中的溫濕度數(shù)據(jù)需要經(jīng)過遠(yuǎn)距離傳輸才能傳送到計算機(jī)，傳統(tǒng)的 RS232通信方式不能滿足遠(yuǎn)距離傳輸?shù)囊蟆?RS485 通信最大傳輸距離能達(dá)到 1219m，最大傳輸距離能達(dá)到 10Mb/s，在 100Kb/s 的傳輸速率下能達(dá)到最大傳輸距離符合本系統(tǒng)的設(shè)計要求。RS48