【文章內容簡介】 作指令 ， 可構成全中文人機交互圖形界面 ， 可以顯示 8 4 行 16 16 的點 陣漢字 ， 也可完成圖形顯示 。 低電壓低功耗是其又一顯著特點 ， 由該模塊構成的液晶顯示方案與同類型的圖形點陣液晶顯示模 塊相比 ， 不論硬件電路結構或顯示程序都要簡潔得多，且該模塊的價格也略低于相同點陣的圖形液晶模塊 [11]。 顯示模塊 LCD12864 實現電路圖 如圖 37 所示。 中原工學院信息商務學院畢業(yè)論文（設計） 11 圖 37 顯示模塊 按鍵 模塊 按鍵設計 采用的是復位按鍵，用來調節(jié)壓力上下限。單片機上電后所有 I/0 口均為高電平，故當檢測到低電平的時候單片機就會相應的做出動作。由于軟件設計使用的是外部中斷 1 作為按鍵程序的入口，所以按鍵公共端口為地端。按鍵電路 如圖 38 所示 [12]。 圖 38 按鍵模塊 報警 模塊 報警電路采用的無源蜂 鳴器，無源蜂鳴器是流控器件，低電平觸發(fā)。在額定范圍內蜂鳴器的響度隨著電流的增大而增大。通過編程控制來固定頻率。 設計采用的S8550PNP 型三極管，理論放大值為 128 倍容易實現深度飽和。采用 1K 電阻作為限流電阻防止三極管燒毀。 報警電路 如圖 39 所示 。 中原工學院信息商務學院畢業(yè)論文（設計） 12 圖 39 報警模塊 串口通訊模塊 串口通信，是 指外設和計算機間，通過數據信號線 、地線、控制線等，按位進行傳輸數據的一種通訊方式。 設計當中串口通訊電路采用 MAX232，該芯片是美信公司專門為電腦的 RS232 標準串口設計的單電源電平轉換芯片 ,使用 +5v 單電源供電。利用串口可以實現與 PC 機的通訊，對于系統(tǒng)的二度開發(fā)有一定的意義。串口通訊電路 如圖 310 所示 [13]。 圖 381 圖 310 串口通訊電路 中原工學院信息商務學院畢業(yè)論文（設計） 13 第 4 章 系統(tǒng)軟件設計 主程序 流程圖 先由數字氣壓傳感器 BMP085 讀取當前氣壓值 和溫度值，并且使用 IIC 數據 傳輸協(xié)議將氣壓和溫度的數字信號傳輸到單片機中。 STC89C52 單片機 經過 運算處理之后將所得到的二進制數字信號轉換成十進制數據 ， 隨后單片機控制 無線 收發(fā) 模塊nRF24L01 將數據發(fā)送至另一塊無線收發(fā) 模塊 ，由另一塊 nRF24L01 模塊進行數據接收，然后將接收到的數據傳入單片機由單片機進行數據解析，并且在 LCD12864 液晶顯示屏上進行顯示 。 單片機可以根據所接受到的數據與程序設定的溫度和壓力范圍進行比較，如果超出溫度和壓力的范圍則單片機會控制蜂鳴器報警，直到接收到的數據正常為止 [14]。主程序流程圖如圖 41 所示。 圖 41 主程序流程圖 開 始報 警初 始 化 I / O 口B M P 0 8 5L C D 1 2 8 6 4N R F 2 4 L 0 1設 置 N R F 2 4 L 0 1 為發(fā) 射 模 式采 集 氣 壓 、 溫 度 信號判 定 是 否 超限 ？N R F 2 4 L 0 1 發(fā) 射 數據設 置 N R F 2 4 L 0 1 為接 收 模 式N R F 2 4 L 0 1 接 收 數據解 析 采 集 壓 力 、 溫度 數 據L C D 1 2 8 6 4 顯 示 數據關 閉 報 警NY中原工學院信息商務學院畢業(yè)論文（設計） 14 子程序流程圖 氣壓 及溫度 模塊子程序 氣壓 、溫度 模塊子程序流程圖如下圖 42 所示 。 圖 42 氣壓 、溫 度 模塊子程序流程圖 BMP085 使用的是 IIC 通訊協(xié)議，該通訊協(xié)議使用廣泛，格式固定。所以對于該部分的程序設計也會相對容易一些，但是由于 IIC 協(xié)議對于時序的要求較高所以在程序設計方面更加注重延時程序的設計，以保證程序可以順利運行。 IIC 協(xié)議從 START 信號開始， STOP 信號結束，通過 SCL 和 SDA 來控制數據的傳輸，開始時 SCL 拉高， SDA 拉低，延時一段時間后從器件將會發(fā)送地址到主控器件，在 7 位地址之后就可以進行控制讀寫位的操作，如果從器件接收到信號則會回發(fā)一個相應的應答信號，第九個時鐘信號結束 SDA 拉低， SCL 保持高電平。開 始設 置 B M P 0 8 5 內 部寄 存 器等 待 采 集 信 號讀 取 壓 力 數 據讀 取 溫 度 數 據數 據 運 算結 束中原工學院信息商務學院畢業(yè)論文（設計） 15 則這次數據傳輸結束 [15]。時序圖如圖 43 所示。 圖 43 IIC 讀寫時序圖 參考程序如下： 向 IIC 總線發(fā)送一個字節(jié)數據 void BMP085_SendByte(BYTE dat) { BYTE i。 for (i=0。 i8。 i++) //8 位計數器 { dat = 1。 //移出數據的最高位 SDA = CY。 //送數據口 SCL = 1。 //拉高時鐘線 Delay5us()。 //延時 SCL = 0。 //拉低時鐘線 Delay5us()。 //延時 } BMP085_RecvACK()。 } 從 IIC 總線接收一個字節(jié)數據 BYTE BMP085_RecvByte() { BYTE i。 中原工學院信息商務學院畢業(yè)論文（設計） 16 BYTE dat = 0。 SDA = 1。 //使能內部上拉 ,準備讀取數據 , for (i=0。 i8。 i++) //8 位計數器 { dat = 1。 SCL = 1。 //拉高時鐘線 Delay5us()。 //延時 dat |= SDA。 //讀數據 SCL = 0。 //拉低時鐘線 Delay5us()。 //延時 } return dat。 } 無線通信發(fā)送接收模塊子程序 無線通信發(fā)送接收模塊子程序流程 圖 如下 圖 44 所示 。 圖 44 無線通信發(fā)送接收模塊子程序流程 圖 開 始設 置 發(fā) 射 數 據 格 式設 置 發(fā) 射 地 址N R F 2 4 L 0 1 發(fā) 送 數據設 置 接 收 地 址N R F 2 4 L 0 1 接 收 數據數 據 解 析結 束中原工學院信息商務學院畢業(yè)論文（設計） 17 無線通訊模塊 nRF24L01 使用的是 SPI 方式進行輸出的傳輸，由于無線傳輸的干擾性在一定情況下較強，所以就需要在程序設計方面進行一些控制，實現數據的校驗以 及數據發(fā)射數據接收后的能夠及時的相應或者發(fā)射成功的信號，這樣可以保證程序的穩(wěn)定性， SPI 讀時序如圖 45 所示。 圖 45 SPI讀時序 根據 SPI 讀時序圖可知，控制 SPI 總線的四個端口即可是實現對數據的寫入，這樣程序只要在開始讀取時序時將 CSN 由高拉低 CSN，并且拉低時鐘線 SCK，然后通過產生時鐘信號就可以實現對 MISO 口的數據讀取，每個時鐘信號就可以讀出一位數據，八個時鐘周期即可完成對一個字節(jié)數據的讀取，然后延時一段時間后就可以實現對第二個字節(jié)數據的讀取，讀出數據結束后需要將， SCN 拉高，這樣就可以完 成一個完整的數據讀取。參考程序如下： uchar SPI_Read_Buf(uchar reg, uchar * pBuf, uchar bytes) { uchar status, i。 CSN = 0。 // CSN 置低，開始傳輸數據 status = SPI_RW(reg)。 // 選擇寄存器，同時返回狀態(tài)字 for(i=0。 ibytes。 i++) pBuf[i] = SPI_RW(0)。 // 逐個字節(jié)從 nRF24L01 讀出 CSN = 1。 // CSN 拉高，結束數據傳輸 return(status)。 // 返回狀態(tài)寄存器 SPI 寫時序圖如圖 46 所示。 圖 46 SPI寫時序圖 中原工學院信息商務學院畢業(yè)論文（設計） 18 同讀取數據類似，也許開始時將 CSN 拉低，并且產生固定的時鐘信號，這樣就可以在每個時鐘信號的上升沿將一位數據從 MOSI 口寫入，重復發(fā)次時鐘信號就可以完成對一個字節(jié)數據的寫入。同樣寫入完成后需要將 CSN 口拉高，完成本次的寫入操作 [16]。 參考程序如 下： uchar SPI_Write_Buf(uchar reg, uchar * pBuf, uchar bytes) { uchar status, i。 CSN = 0。 // CSN 置低，開始傳輸數據 status = SPI_RW(reg)。 // 選擇寄存器，同時返回狀態(tài)字 for(i=0。 ibytes。 i++) SPI_RW(pBuf[i])。 // 逐個字節(jié)寫入 nRF24L01 CSN = 1。 // CSN 拉高，結束數據傳輸 return(status)。 // 返回狀態(tài)寄存器 } 顯示子程序 顯示模塊使用 LCD12864 液晶顯示，支持串行數據傳輸及并行數據傳輸。顯示子程序使用的是 LCD12864 并行數據傳輸方式。根據 LCD12864 讀寫時序圖即可完成對 LCD12864 的控制。顯示子程序流程圖如下 圖 47 所示 。 圖 47 顯示模塊子程序流程圖 開 始初 始 化 L C D 1 2 8 6 4調 用 接 收 數 據顯 示 數 據結 束中原工學院信息商務學院畢業(yè)論文（設計） 19 由于對于程序并沒有用到對 LCD12864 的寫入操作，不在過多敘述，但是對于LCD12864 的數據寫入及其顯示是該程序設計部分的重點。 LCD12864 寫入時序圖如下： LCD12864 寫時序圖如圖 48 所示 。 圖 48 寫時序圖 根據寫時序圖可知： RS 在 VIN1 時刻由高電平拉低， R/W 由高電平拉低， E 端口由低電平拉高。并且經過一段延時后將數據寫入在并行接口上。數據寫入后經過一段時間將 RS拉高， R/W拉高， E端口拉低。完成一個字節(jié)的數據寫入到 LCD12864。同時寫入程序分為寫入命令和寫入所顯示數據，寫入命令是直接更改 LCD12864 內部寄存器的參數，而寫入所顯示數據則寫入的數據相應的 ASCLL 碼或者漢字庫里自帶的漢字 。 參考程序如下： void lcd_wdat(uchar dat) { while(lcd_busy())。 LCD_RS = 1。 LCD_RW = 0。 LCD_EN = 0。 P0 = dat。 delayNOP()。 LCD_EN = 1。 delayNOP()。 LCD_EN = 0。 } /************************************************/ void lcd_wcmd(uchar cmd) { 中原工學院信息