【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 核 ，包括 Flash正確 工作的 前 提 。 ? VDDPLL： 振蕩器和 PLL的電源 。 可以 直 接 連 接到 VDDOUT。 各 個(gè) 輸入電源并 沒(méi) 有獨(dú)立的 地回 路 引腳。因此 GND 與 系統(tǒng) 地 平 面 的 連 接 應(yīng)盡 可能 短。 功耗 :在 25176。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 。 使能掉電復(fù)位 BOD 將額 外 增 加 20 μA 的 靜 態(tài)電 流。 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。若 程序在 Flash 上運(yùn)行 則 VDDFLASH 的電 流不超 過(guò) 10 mA。 電 壓 調(diào)節(jié)器 :AT91SAM7S64 有一個(gè)由系統(tǒng)控制器管理的電 壓 調(diào)節(jié)器 。 在 正 常模式下，電 壓 調(diào)節(jié)器 消 耗的 靜 態(tài)電 流還不 到 100 μA ， 而 輸出電 流則 高 達(dá)100 mA。 電 壓 調(diào)節(jié)器支持低功耗模式 。 在 此 模式下 它只消 耗 不 到 20 μA 的 靜 態(tài)電 流 ，輸出電 流 可 達(dá) 1 mA。 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 。 最 好 的 方法是 并 聯(lián) 兩個(gè)電 容 于 VDDOUT和 GND之 間 ： 一個(gè) 470 pF (或 1 nF) NPO材質(zhì) 的電 容 ， 盡 量 靠近芯 片 ；另 一個(gè) 是 μF ( 或 μF) X7R 材質(zhì) 的電 容。 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。 輸入電 容也需要盡量 靠近芯 片 。例如 可以 將 兩個(gè)電 容 并 聯(lián) 在一 起： 100 nF 的 NPO 電 容 和 μF 的X7R 電 容 。 AT91SAM7S64 支持 單電源模式 。 片內(nèi)電 壓 調(diào)節(jié)器 連 接到 ，輸出 則連 接到 VDDCORE 和 VDDPLL。 圖 USB 總 線供電的線路 圖 。 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， 。 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)，確保產(chǎn)品具有極高的可靠性與卓越的長(zhǎng)期穩(wěn)定性。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)比極高等優(yōu)點(diǎn)。每個(gè) DHT11傳感器都在極為精確的濕度校驗(yàn)室中進(jìn)行校準(zhǔn)。校準(zhǔn)系數(shù)以程序的形式儲(chǔ)存在OTP內(nèi)存中，傳感器內(nèi)部在檢測(cè)信號(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。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。產(chǎn)品為4 針單排引腳封裝。連接方便，特殊封裝形式可根據(jù)用戶需求而提供。 接口說(shuō)明：建議連接線長(zhǎng)度短于 20米時(shí)用 5K上拉電阻 ,大于 20米時(shí)根據(jù)實(shí)際情況使用合適的上拉電阻 DHT11 引腳說(shuō)明，如表 : 表 DHT11 引腳說(shuō)明 常州大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 6 頁(yè) 共 34 頁(yè) 圖 ARM7 與 DHT11 的硬件接口 DHT11的供電電壓為 3－ 。傳感器上電后，要等待 1s 以越過(guò)不穩(wěn)定狀態(tài)在此期間無(wú)需發(fā)送任何指令。電源引腳（ VDD， GND）之間可增加一個(gè) 100nF 的電容，用以去耦濾波。測(cè)量分辨率分別為 8bit（溫度）、 8bit（濕度）。 DHT11是用單總線傳輸數(shù)據(jù)，在 ARM7發(fā)送起始信號(hào)， DHT11返回應(yīng)答信號(hào)還有發(fā)送數(shù)據(jù)，起始階段都需要將總線置為低電平，然后再拉為高電平，所以同樣需要上拉電阻，阻值大約為 5KΩ。 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)。此時(shí)， DHT11的 3引腳懸空， 4引腳要接地或者電源的負(fù)極。 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)。 nRF24L01是一款工作在 2． 4～ 2． 5GHz 的單片無(wú)線收發(fā)器芯片。其無(wú)線收發(fā)器包括：頻率發(fā)生器、增強(qiáng)型 SchockBurst TM 模式控制器、功率放大器、晶體振蕩器、調(diào)制器和解調(diào)器。頻道選擇和協(xié)議的設(shè)置可以通過(guò) SPI 接口進(jìn)行設(shè)置。其供電電壓范圍為 1． 9— 3． 3V，最大發(fā)射功率為 1mW。它采用 SPI 的通信方式進(jìn)行數(shù)據(jù)的交互。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。此外模塊的引腳數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俾什捎?1MHZ。模塊數(shù)據(jù)的收發(fā)速率選擇 1Mbps。 表 NRF24L01模塊引腳功能 管腳 功能 VDD 電源 CE 工作模式選擇， RX或 TX模式選擇 常州大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 7 頁(yè) 共 34 頁(yè) CSN SPI片選使能，低電平使能 SCK SPI時(shí)鐘 MOSI SPI輸入 MISO SPI輸出 IRQ 中斷輸出 GND 電源地 說(shuō)明： (1) VCC腳接電壓范圍為 ~，不能在這個(gè)區(qū)間之外，超過(guò) 燒毀模塊。推薦電壓 。 (2) 除電源 VCC和接地端，其余腳都可以直接和普通的 5V單片機(jī) IO口直接相連，無(wú)需電平轉(zhuǎn)換。當(dāng)然對(duì) 3V左右的單片機(jī)更加適用。 (3) 硬件上面沒(méi)有 SPI的單片機(jī)也可以控制本 模塊，用普通單片機(jī) IO口模擬 SPI不需要單片機(jī)真正的串口介入，只需要普通的單片機(jī) IO口就可以了，當(dāng)然用串口也可以了。 (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。 (5) 排針間距為 100mil,標(biāo)準(zhǔn) DIP 插針 圖 nRF24L01引腳排列 常州大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 8 頁(yè) 共 34 頁(yè) 圖 nRF24L01 及外部接口 C E1C S N2S C K3M O S I4M I S O5IRQ6VDD7VSS8XC29XC110V D D _ P A1 1A N T 11 2A N T 21 3V S S1 4V D D1 5IREF16VSS17VDD18DVDD19VSS20U 1N R F 2 4 L 0 1V D DC 91 0 n FC 81 n FC 12 2 p FR 22 2 KR 1 1 MX 11 6 MC 22 2 p FC 32 . 2 n FC 44 . 7 p FC 73 3 n FC 61 . 0 p FL 33 . 9 n HL 18 . 2 n HL 2 2 . 7 n HC 51 . 5 p F5 0 o m h , R F I / OC EC S NS C KM O S IM I S OI R Q圖 nRF24L01 電路原理圖 常州大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 9 頁(yè) 共 34 頁(yè) 圖 ARM7 與 nRF24L01 的硬件接口 nRF24L01 有工作模式有四 種： 收發(fā)模式 配置模式 空閑模式 關(guān)機(jī)模式 工作模式由 PWR_UP register 、 PRIM_RX register 和 CE 決定，詳見(jiàn)表 表 nRF24L01 工作模式 數(shù)據(jù)接收模塊設(shè)計(jì) 數(shù)據(jù)接收模塊采用 51單片機(jī)作為控制系統(tǒng)。 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)。 其具有的特點(diǎn)主要有：體積小、集成度高、運(yùn)算快、經(jīng)濟(jì)等。其應(yīng)用范圍為工業(yè)自動(dòng)化、信息采集、家電控制等。 在很多現(xiàn)場(chǎng)操作中需要對(duì)大量的數(shù)據(jù)進(jìn)行采集和處理，對(duì)于單片機(jī)本身的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器以及在外部擴(kuò)展的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器而言，這些數(shù)據(jù)是十分龐大的，其容量遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足不了需要采集的數(shù)據(jù)，于是要將數(shù)據(jù)傳輸?shù)缴衔粰C(jī)進(jìn)行處理和分析。有線通信的布線、組網(wǎng)等局限性，滿足不了技術(shù)的發(fā)展和需要，而無(wú)線通信有很多方法可以解決，如紅外脈沖傳輸、 藍(lán)牙技術(shù)、雷達(dá)波等，以 RS232 為標(biāo)準(zhǔn)的無(wú)線射常州大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 10 頁(yè) 共 34 頁(yè) 頻通訊方式具有很多優(yōu)點(diǎn)，如可工作于 ISM 頻段，并有內(nèi)置 UART 接口，其應(yīng)用廣泛，價(jià)格低廉。 隨著集成電路工業(yè)的發(fā)展， 51 系列單片機(jī)作為一個(gè)微控制器的內(nèi)核，被集成到各種片上系統(tǒng)（英文縮寫為 SoC）中。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)。這些采用 51 微處理器內(nèi)核的片上系統(tǒng)，一方面能繼續(xù)使用 51 微處理器幾十年來(lái)積累的各種應(yīng)用軟件資源，另一方面具有更多的功能、更快的速度、更小的體積、更低的功耗， 因此，具有更廣闊的市場(chǎng)和發(fā)展空間 。 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。 不需擴(kuò)展 外部 存儲(chǔ)器或 I/O接 口等 器件，通過(guò)程序，就能達(dá)到對(duì)單片機(jī)的控制 。 圖 無(wú)線接收流程圖 單片機(jī) 最小系統(tǒng)電路原理圖 如圖 所示 ： 圖 單片機(jī) 最小系統(tǒng)原理圖 常州大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 11 頁(yè) 共 34 頁(yè) STC89C52 的性能特點(diǎn)： （ 1）與 51 系列單片機(jī)指令系統(tǒng)完全兼容 （ 2） 8K 字節(jié)程序存儲(chǔ)器， 512 字節(jié)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器 （ 3） 32 個(gè)可編程 I/O口線， 3個(gè) 16位定時(shí) /計(jì)數(shù)器 （ 4） 8 個(gè)中斷源 ,真正的看門狗，可放心省去外 部看門狗 （ 5）用戶程序用 ISP/IAP 機(jī)制寫入，一邊校驗(yàn)一邊寫無(wú)讀出命令，徹底無(wú)法解密 圖 STC89C52RC 引腳圖 STC89C52 單片機(jī)有 40個(gè)引腳，共分為電源線，端口線和控制線。電源線： GND（ 20 腳），接地引腳， VCC（ 40引腳），正電源引腳，正常工作時(shí)，接 +5V電源。端口線： STC89C52 片內(nèi)有 4個(gè) 8位并行 I/O接口 P0,P1,P2,P3。 3239 腳位、為 P0 口輸入輸出引腳。 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。 18腳為 P1 口輸入輸出引腳。 P1口為 8 位準(zhǔn)雙向 I/O 口，可作通用 I/O 使用。 2128腳為 P2口輸入輸出引腳。 P2 口既可以作為 I/O 口，又可作為高 8 位地址總線的分時(shí)復(fù)用口。 1017 腳為 P3 口。 P3口為 8 為準(zhǔn)雙向口，同時(shí)具有第二功能。 RST/VPD腳（ 9腳）是復(fù)位信號(hào) /備用電源線引腳。 ALE 是地址鎖存允許 /編程引腳。 EA/VPP是允許訪問(wèn)片外程序存儲(chǔ)器 /編程電源線。 XTAL1和 XTAL2 腳是片內(nèi)振蕩電路的輸入、輸出端。 PSEN 是片外 ROM 選通線。 常州大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 12 頁(yè) 共 34 頁(yè) 圖 STC89C52 與 nRF24L01 電路連接圖 常州大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 13 頁(yè) 共 34 頁(yè) 3 軟件的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 系統(tǒng)總體軟件設(shè)計(jì) 同硬件設(shè)計(jì)一樣，軟件設(shè)計(jì)分成數(shù)據(jù)采集端與數(shù)據(jù)接收端兩部分。 采集系統(tǒng)軟件部分利用 ARM7 配套的開(kāi)發(fā)環(huán)境 KEIL 開(kāi)發(fā)，它同時(shí)支持匯編語(yǔ)言和 C語(yǔ)言編寫程序，本系統(tǒng)采用 C語(yǔ)言來(lái)開(kāi)發(fā)采集系統(tǒng)。 數(shù)據(jù)收發(fā)主程序分為數(shù)據(jù)發(fā)送部分和數(shù)據(jù)接收部分，設(shè)計(jì)流程圖如圖 所示： 開(kāi) 始初 始 化n R F 2 4 L 0 1 配 置讀 取 測(cè)