【文章內(nèi)容簡介】 次移位，這樣處理完了一個完整的八位。 ⑹ 重復第2步到第 5 步來處理下一個八位，直到所有的字節(jié)處理結(jié)束。 ⑺ 最終 CRC寄存器的值就是 CRC 的值。 RS485接口簡介RS485 標準理想地用于多分支（multidrop ）應用和遠程接口中。它允許在一條數(shù)據(jù)線 上連接32 個發(fā)送器和接收器，非常適合于多分支應用。由于允許使用4000 英尺長的電纜， RS485 收發(fā)器可以使用一個寬（－7V～+12V）共模方式范圍來調(diào)整零電位偏差。因為RS485 是一個差分接口，所以傳輸數(shù)據(jù)時完全可以抑制來自發(fā)送線的干擾。圖31 RS485引腳說明 NRF24L01無線模塊內(nèi)容簡介，nRF2401是挪威NoRDIC SEMICONDUCTOR公司的產(chǎn)品，它把射頻收發(fā)電路集成在一塊芯片上，可以用MCU模擬SPI通信協(xié)議實現(xiàn)數(shù)字傳輸。通過編程，nRF2401芯片的射頻工作頻率和輸出信號的功率等參量可以非常方便地調(diào)節(jié)。無線收發(fā)芯片nRF2401具有以下功能：⑴ 125個工作頻道，工作頻道之間的轉(zhuǎn)換時間小于200us⑵ 無線通信數(shù)據(jù)具有地址檢測和循環(huán)冗余檢查。⑶ 信號的調(diào)制方式為頻移鍵控(FSK)⑷ 最大數(shù)據(jù)傳輸速率1Mbps ⑸ 最大輸出功率0dB⑹ 獨特的Shock Burst TM射頻信號發(fā)射模式。該模式降低平均發(fā)射功率，降低對微控制器數(shù)據(jù)傳輸速率的要求。⑺ 接收靈敏度—93dBm。⑻ 獨特的DuoCeiverT模式。該模式支持兩個不同工作頻道的信號同時接收。⑼ 工作電壓范圍：；具有正常、旁路和掉電3種供電模式。SPI 接口：SPI 接口是標準的 SPI 接口，其最大的數(shù)據(jù)傳輸率為 10Mbps。大多數(shù)寄存器是可讀的。 SPI 指令設置：SPI 接口可能用到的指令在下面有所說明。CSN為低后 SPI 接口等待執(zhí)行指令。每一條指令的執(zhí)行都必須通過一次CSN 由高到低的變化。 表33 SPI指令格式指令名稱指令格式 操作R_REGISTER000A AAAA讀配置寄存器。AAAAA 指出讀操作的寄存器地址W_REGISTER001A AAAA寫配置寄存器。AAAAA 指出寫操作的寄存器地址 只有在掉電模式和待機模式下可操作。R_RX_PAYLOＡＤ0110 0001讀RX 有效數(shù)據(jù)：132 字節(jié)。讀操作全部從字節(jié)0 開始。當讀RX有效數(shù)據(jù)完成后，F(xiàn)IFO 寄存器中有效數(shù)據(jù)被清除。應用于接收模式下。W_RX_PAYLＯＡＤ1010 0000寫TX 有效數(shù)據(jù)：132 字節(jié)。寫操作從字節(jié)0 開始。應用于發(fā)射模式下FLUSH_TX1110 0001清除TX FIFO 寄存器，應用于發(fā)射模式下。FLUSH_RX 1110 0010清除RX FIFO 寄存器，應用于接收模式下在傳輸應答信號過程中不應執(zhí)行此指令。也就是說，若傳輸應答信號過程中執(zhí)行此指令的話將使得應答信號不能被完整的傳輸。REUSE_TX_PＬ 1110 0011重新使用上一包有效數(shù)據(jù)。當CE 為高過程中，數(shù)據(jù)包被不斷的重新發(fā)射。在發(fā)射數(shù)據(jù)包過程中必須禁止數(shù)據(jù)包重利用功能。 NOP1111 1111空操作?？梢杂脕碜x狀態(tài)寄存器。 R_REGISTER 和W_REGISTER 寄存器可能操作單字節(jié)或多字節(jié)寄存器。當訪問多字節(jié)寄存器時首先 要讀/寫的是最低字節(jié)的高位。在所有多字節(jié)寄存器被寫完之前可以結(jié)束寫 SPI 操作，在這種情況下沒有寫完的高字節(jié)保持原有內(nèi)容不變。例如：RX_ADDR_P0寄存器的最低字節(jié)可以通過寫一個字節(jié)給寄存器RX_ADDR_P0 來改變。在CSN 狀態(tài)由高變低后可以通過MISO 來讀取狀態(tài)寄存器的內(nèi)容。 中斷： NRF24L01 的中斷引腳（IRQ）為低電平觸發(fā)，當狀態(tài)寄存器中TX_DS、RX_DR 或MAX_RT 為高時 觸發(fā)中斷。當 MCU 給中斷源寫‘1’時，中斷引腳被禁止?？善帘沃袛嗫梢员籌RQ中斷屏蔽。通過設置可屏蔽中斷位為高，則中斷響應被禁止。默認狀態(tài)下所有的中斷源是被禁止的。 本章小結(jié) 本章介紹了modbus通訊協(xié)議、RS485接口、NRF24L01通訊模塊的具體內(nèi)容，為硬件、軟件設計鋪平道路。第４章 通訊系統(tǒng)實現(xiàn)的硬件設計該硬件系統(tǒng)主要包括電源模塊、單片機最小系統(tǒng)模塊、按鍵、溫度采集、數(shù)碼管和液晶顯示模塊、RS232轉(zhuǎn)RS485接口模塊、NRF24L01無線通訊模塊，結(jié)構(gòu)方框圖如圖所示， 單片機最小系統(tǒng)模塊主控MCU如圖41所示，A、B都采用STC89C52為主控MCU，C3（10uf），R1（10K）組成上電復位電路。圖41 最小系統(tǒng)、獨立按鍵、液晶和數(shù)碼管顯示模塊⑴液晶顯示模塊如圖42所示，采用字符型液晶1602，其具有操作簡單顯示字符多特點，并接R0（104）進行對比度調(diào)節(jié)，P0為數(shù)據(jù)接口，。 圖42液晶 圖43數(shù)碼管 圖44按鍵 ⑵數(shù)碼管顯示單元如圖43所示，數(shù)碼管采用四位一體的共陰數(shù)碼管，由于單片機的I/O輸出電流較小，故采用三極管進行放大驅(qū)動，當位選為高時三極管飽和導通，對應位的數(shù)碼管選中。⑶獨立按鍵單元如圖44，獨立按鍵用來對系統(tǒng)工作控制，例如調(diào)時間，發(fā)命令等作用。⑷溫度采集單元溫度采集單元采用達拉斯公司生產(chǎn)的數(shù)字溫度傳感器DS18B20進行數(shù)據(jù)采集，其采用單總線數(shù)據(jù)傳輸，具有硬件簡單的優(yōu)勢，而且數(shù)據(jù)采集周期短，精度高，量程大，可以達到室溫計的要求。如圖45所示，在設計NRF24L01無線通訊模塊中要注意的是該芯片低工作電壓在(～)，而普通5v電壓會降低芯片壽命甚至將其燒壞，所以需要對其電平轉(zhuǎn)換，該芯片輸出電壓穩(wěn)定在NRF24L01的工作電壓范圍內(nèi)、輸出電流800mA滿足無線通訊芯片供應電源。圖45 NRF24L01 RS232轉(zhuǎn)RS485通訊接口模塊如圖46所示：RS232485轉(zhuǎn)換器主要包括了電源、232電平轉(zhuǎn)換、485電路三部分。本電路的232電平轉(zhuǎn)換電路采用MAX232集成電路，485電路采用了MAX485集成電路。為了使用方便，電源部分設計成無源方式，整個電路的供電直接從PC機的RS232接口中的DTR（4腳）和RTS（7腳）竊取。PC串口每根線可以提供大約9mA的電流，因此兩根線提供的電流足夠供給這個電路使用了。經(jīng)實驗，本電路只使用其中一條線也能夠正常工作。使用本電路需注意PC程序必須使串口的DTR和RTS輸出高電平，經(jīng)過D3穩(wěn)壓后得到VCC，經(jīng)過實際測試。因此，電路中要說D3起的作用是穩(wěn)壓還不如說是限壓功能。MAX485是通過兩個引腳RE（2腳）和DE（3腳）來控制數(shù)據(jù)的輸入和輸出。當RE為低電平時，MAX485數(shù)據(jù)輸入有效；當DE為高電平時，MAX485數(shù)據(jù)輸出有效。在半雙工使用中，通?？梢詫⑦@兩個腳直接相連，然后由PC或者單片機輸出的高低電平就可以讓MAX485在接收和發(fā)送狀態(tài)之間轉(zhuǎn)換了。由于本電路DTR和RTS都用于了電路供電，因此使用TX線和MAX232的另外一個通道及Q1來控制MAX485的狀態(tài)切換。平時MAX232的9腳輸出高電平，經(jīng)Q1倒相后，使MAX485的RE和DE為低電平而處于數(shù)據(jù)接收狀態(tài)。當PC機發(fā)送數(shù)據(jù)時，MAX232的9腳輸出低電平，經(jīng)Q1倒相后，使MAX485的RE和DE為高電平而處于數(shù)據(jù)發(fā)送狀態(tài)。 圖46 RS232485 本章小結(jié) 本章主要包括電源模塊、單片機最小系統(tǒng)模塊、按鍵、溫度采集、數(shù)碼管和液晶顯示模塊、RS232轉(zhuǎn)RS485接口模塊、NRF24L01無線通訊模塊的硬件設計，介紹了設計的基本原理和一些注意事項。第５章 通訊系統(tǒng)實現(xiàn)的軟件設計本設計要實現(xiàn)無線通訊系統(tǒng)對溫度的實時采集與顯示功能，除硬件外，還需要軟件來控制。本章主要介紹報文處理的軟件實現(xiàn)，并簡要介紹整體A機時鐘和B機溫度信號無線交換的軟件流程圖。 基于MODBUS協(xié)議處理報文的軟件設計：： B機作為從機在本次設計中需要讀出從機的溫度、從機的小時和分鐘信號所以采用讀模擬寄存器（即03）這個功能。⑴計算機發(fā)送的數(shù)據(jù)包：[設備地址] [命令號03] [起始寄存器地址低8位] [高8位] [讀取的寄存器數(shù)低8位] [高8位] [CRC校驗的低8位] [CRC校驗的高8位] 即：[01][03][01][00][01][00][CRC低][CRC高] 注釋：讀從機溫度[01][03][02][00][01][00][CRC低][CRC高] 注釋：讀從機時鐘的小時 [01][03][03][00][01][00][CRC低][CRC高] 注釋：讀從機時鐘的分鐘具體意義如下：：本次設計中設備地址為0x01。:讀模擬量的命令號固定為03。、高8位：表示想讀取的模擬量的邏輯地址,本次設計中的溫度邏輯地址為0x01；小時的邏輯地址為0x02。分鐘的邏輯地址為0x03。、高8位：表示從起始地址開始讀多少個模擬量(即邏輯地址長度)。本次設計中每個邏輯地址只需讀出一個模擬量。（在返回的信息中一個模擬量需要返回兩個字節(jié)）。⑵從機響應回主機的數(shù)據(jù)包：[設備地址] [命令號03] [返回的字節(jié)個數(shù)][數(shù)據(jù)1][數(shù)據(jù)2]...[數(shù)據(jù)n][CRC校驗的低8位] [CRC校驗的高8位] 即 ：[01][03][02][00][AC][CRC低][CRC高] 注釋：溫度值回應給主機（℃）[01][03][02][00][0B][CRC低][CRC高] 注釋：小時值回應給主機（11小時） [01][03][02][00][24][CRC低][CRC高] 注釋：分鐘值回應給主機（36分鐘）具體意義如下：。：表示數(shù)據(jù)的字節(jié)個數(shù)，也就是數(shù)據(jù)1，2...n中的n的值。設計中返回了1個模擬量的數(shù)據(jù)，因為一個模擬量需要2個字節(jié)所以共2個字節(jié)。...n：其中[數(shù)據(jù)1][數(shù)據(jù)2]分別是第1個模擬量的高8位和低8位，[數(shù)據(jù)3][數(shù)據(jù)4]是第2個模擬量的高8位和低8位，以此類推。設計中只返回了[數(shù)據(jù)1][數(shù)據(jù)2]，本次設計中若第一個返回的值是[AC]176。C ；第二個值[0B]表示11小時；第三個值[24]表示36分鐘。 ⑴提高通訊穩(wěn)定性的程序設計：Modbus通信協(xié)議設計中為了預防干擾，提高系統(tǒng)穩(wěn)定性，防止系統(tǒng)程序跑飛而造成不可預測的錯誤（雖然概率比