【文章內(nèi)容簡介】 可以接收6個不同地址從機的信號?？梢栽O(shè)置不同的通道（修改RF寄存器值）而互不干擾。⑤模塊在初始化后復(fù)位或短暫斷電，上電后對寄存器FEATURE初始化前要先讀，如果是0，再下Activate+0x73命令，再初始化；如果不是0，就不需要初始化。⑥設(shè)置合理的休眠與喚醒時間可以降低JF24D 的待機電流，但休眠時間不可以設(shè)置太長，否則會增加誤碼率。2比8比較合適，比如喚醒20ms休眠80ms ，發(fā)射的時間必須要大于休眠時間以保證喚醒后能檢測到前導(dǎo)碼和同步碼才能接收數(shù)據(jù)。⑦模塊電源不可以接反，否則會損壞器件。⑧模塊與單片機連接上電后如果需要插拔模塊或單片機請斷開電源，否則易損壞器件。 （4）收發(fā)模塊工作模式①SPI接口： JF24D模塊SPI接口時序在時鐘SCK下降沿時，JF24D向MISO輸出數(shù)據(jù)，MCU向MOSI寫入數(shù)據(jù)；在時鐘SCK上升沿時，JF24D從MOSI讀數(shù)據(jù)，MCU從MISO讀取數(shù)據(jù)。②初始化上電后，MCU必須對JF24D時行初始化，其中寄存器組0的初始化就是將所有的寄存器寫一遍，具體的初始化值用戶可以自行設(shè)計。而寄存器組1初始化必須按照特定的方式進行，JF24D才能進入正確和最佳的工作狀態(tài)。③發(fā)射流程是先對系統(tǒng)進行初始化，然后在寄存器組中時行設(shè)定，將芯片設(shè)置到PTX模式。將CE管腳置1,芯片進入發(fā)射就緒狀態(tài)。對于整個系統(tǒng)而言，直接設(shè)定成優(yōu)先發(fā)射模式，只有在分機接收到操作命令時有中斷。 ④接收流程先對系統(tǒng)進行初始化，然后在寄存器組中時行設(shè)定，將芯片設(shè)置到PRX模式。將CE管腳置1,芯片進入接收就緒狀態(tài)。對于整個系統(tǒng)而言，直接設(shè)定成優(yōu)先接收模式，顯示芯片實時顯示接收到的數(shù)據(jù)，只有在要發(fā)送操作命令時，中斷響應(yīng)相應(yīng)的操作命令。 ⑤六通道使用JF24D作為接收時有六個接收通道，可分別對應(yīng)六個不同地址的發(fā)射機，除通道0外，其余五個通道地址高位相同，在通道1中設(shè)置；接收時，通過讀寄存器組0的寄存器STATUS，可以得到通道號。⑥2M模式：1M模式和2M模式除了速率不同外，射頻起始頻率也不同，分別為2397MHz (1Mbps速率)和2398MHz(2Mbps速率)。⑦發(fā)射連續(xù)波：在按照表1完成初始化后，將寄存器組1寄存器REG4該為0x41110421可以讓JF24D在當前設(shè)置的信道發(fā)射連續(xù)波。此時可以方便的測量發(fā)射功率和頻率誤差。⑧躲避干擾：JF24D提供載波檢測機制，能夠檢測的載波能量范圍為從－97dBm到67dBm。這種方法僅適合檢測連續(xù)的干擾，比如WLAN,而不適合檢測藍牙類似的瞬間干擾。當存在藍牙干擾時，由于藍牙通常在一個頻點的駐留時間小于625us，將重發(fā)延遲設(shè)置為700us就可以保證兩次發(fā)射不會都受干擾。4 環(huán)境無線監(jiān)測系統(tǒng)軟件設(shè)計在子程序設(shè)計中，要求系統(tǒng)結(jié)構(gòu)清晰，盡可能地保證單入口單出口，減少與其他程序之間的耦合，但為了提高這類滯后對象的實時性指標，可以在個程序適當?shù)牟糠诌M行揉合。例如在傳送數(shù)據(jù)時，需要調(diào)用一段延時，在本程序中，利用 CPU 執(zhí)行溫度轉(zhuǎn)換這段代碼占有的時間代替這段延時。在正常執(zhí)行溫度轉(zhuǎn)換時，同樣需要調(diào)用一段延時，而本系統(tǒng)利用CPU 執(zhí)行顯示子程序占有的時間代替這段延時。總之，系統(tǒng)設(shè)計時要協(xié)調(diào)這種時間滯后，使系統(tǒng)滿足實時性要求。具體軟件流程圖如圖 ： 軟件流程圖 程序設(shè)計系統(tǒng)程序主要包括主程序，讀出溫度子程序，溫度轉(zhuǎn)換命令子程序，計算溫度子程序，顯示數(shù)據(jù)刷新子程序，收發(fā)子程序等。 主程序主程序的主要功能是負責溫度的實時顯示及發(fā)送，讀出并處理DS18B20的測量的當前溫度值，溫度測量每1s進行一次，同時實時進行發(fā)送信息。這樣可以在一秒之內(nèi)測量一次被測溫度。 主程序流程圖 讀出溫度子程序讀出溫度子程序的主要功能是讀出RAM中的9字節(jié)，在讀出時需進行CRC校驗，校驗有錯時不進行溫度數(shù)據(jù)的改寫。 計算溫度子程序計算溫度子程序?qū)AM中讀取值進行BCD碼的轉(zhuǎn)換運算，并進行溫度值正負的判定?！∮嬎銣囟攘鞒虉D 　顯示數(shù)據(jù)刷新流程圖 顯示數(shù)據(jù)刷新子程序 顯示數(shù)據(jù)刷新子程序主要是對顯示緩沖器中的顯示數(shù)據(jù)進行刷新操作，當最高顯示位為0時將符號顯示位移入下一位。 LED顯示程序模塊LED顯示程序就是將DS18B20在單片機上所讀取的數(shù)據(jù)實時的在4位的LED上顯示出來。 LCD1602 顯示程序模塊LED顯示程序就是將總機收到的各個分機的溫度信息和機位代號在1602上顯示出來,同時根據(jù)單片機系統(tǒng)設(shè)定的鍵盤命令顯示相關(guān)內(nèi)容。 LED數(shù)據(jù)顯示流程圖 LCD1602數(shù)據(jù)顯示流程圖 JF24D收發(fā)模塊的發(fā)射和接收流程JF24D是雙向的收發(fā)模塊，根據(jù)系統(tǒng)的要求不同設(shè)定不同的傳送方式，以及傳送通道的選擇。 5 系統(tǒng)調(diào)試 硬件調(diào)試近年來隨著科技的飛速發(fā)展，單片機的應(yīng)用正在不斷地走向深入，同時帶動傳統(tǒng)控制檢測日新月異更新。在實時檢測和自動控制的單片機應(yīng)用系統(tǒng)中，單片機往往是作為一個核心部件來使用，僅單片機方面知識是不夠的，還應(yīng)根據(jù)具體硬件結(jié)構(gòu)，以及針對具體應(yīng)用對象特點的軟件結(jié)合，加以完善。根據(jù)方案設(shè)計的要求，調(diào)試過程共分三大部分：硬件調(diào)試、軟件調(diào)試和軟硬聯(lián)調(diào)。 單片機系統(tǒng)的硬件調(diào)試和軟件調(diào)試是不能分開的，許多硬件錯誤是在軟件調(diào)試中被發(fā)現(xiàn)和糾正的。但通常是先排除明顯的硬件故障以后，再和軟件結(jié)合起來調(diào)試以進一步排除故障。可見硬件的調(diào)試是基礎(chǔ)，如果硬件調(diào)試不通過，軟件設(shè)計則是無從做起。 硬件靜態(tài)的調(diào)試 （1）排除邏輯故障 這類故障往往由于設(shè)計和加工制板過程中工藝性錯誤所造成的。主要包括錯線、開路、短路。排除的方法是首先將加工的印制板認真對照原理圖，看兩者是否一致。應(yīng)特別注意電源系統(tǒng)檢查，以防止電源短路和極性錯誤，并重點檢查系統(tǒng)總線（地址總線、數(shù)據(jù)總線和控制總線）是否存在相互之間短路或與其它信號線路短路。必要時利用數(shù)字萬用表的短路測試功能，可以縮短排錯時間。（2）排除元器件失效造成這類錯誤的原因有兩個：一個是元器件買來時就已壞了；另一個是由于安裝錯誤，造成器件燒壞?？梢圆扇z查元器件與設(shè)計要求的型號、規(guī)格和安裝是否一致。在保證安裝無誤后，用替換方法排除錯誤。（3）排除電源故障 在通電前，一定要檢查電源電壓的幅值和極性，否則很容易造成集成塊損壞。加電后檢查各插件上引腳的電位，一般先檢查VCC與GND之間電位，～5V之間屬正常。若有高壓，聯(lián)機仿真器調(diào)試時，將會損壞仿真器等，有時會使應(yīng)用系統(tǒng)中的集成塊發(fā)熱損壞。 系統(tǒng)硬件調(diào)試電路的調(diào)試主要看接口以及連線是否正確，特別是4位數(shù)碼管的連線，由于4位數(shù)碼管的型號很多，剛開始制作電路板前最好先進行引腳的測試，不同廠家生產(chǎn)的數(shù)碼管有所區(qū)別。硬件的調(diào)試是電路原理能不能實現(xiàn)的基礎(chǔ)，所以要認真的調(diào)試，依次仔細檢查，直到正常工作。同時，在測試電路過程中，注意電路的保護以防元件燒毀，特別是在測試電路引腳電壓時，萬用表不要將電路給短路了，這樣極易引起部分耐壓比較低的元器件毀壞。 軟件調(diào)試 本系統(tǒng)的軟件系統(tǒng)較大，全部采用 C語言編寫，除語法與邏輯差錯外，當確認程序沒問題時，直接下載到單片機仿真調(diào)試。采取自下到上的方法，單獨調(diào)好每一個模塊，最后完成一個完整的系統(tǒng)調(diào)試。 系統(tǒng)軟件調(diào)試方法軟件調(diào)試在keil uvision3編譯器和 protues仿真軟件下進行，源程序編譯及仿真調(diào)試應(yīng)分段或以子程序為單位一個一個進行，最后可結(jié)合硬件實時調(diào)試。Keil C51是美國Keil Software公司出品的51系列兼容單片機C語言軟件開發(fā)系統(tǒng)，與匯編相比，C語言在功能上、結(jié)構(gòu)性、可讀性、可維護性上有明顯的優(yōu)勢，而且Keil C51軟件提供豐富的庫函數(shù)和功能強大的集成開發(fā)調(diào)試工具，全Windows界面。易于學習和操作。而Protues軟件是英國Labcenter electronics公司出版的EDA工具軟件。它不僅具有其它EDA工具軟件的仿真功能，還能仿真單片機及外圍器件。Proteus是世界上著名的EDA工具(仿真軟件)，從原理圖布圖、代碼調(diào)試到單片機與外圍電路協(xié)同仿真，一鍵切換到PCB設(shè)計，真正實現(xiàn)了從概念到產(chǎn)品的完整設(shè)計。 系統(tǒng)軟件調(diào)試步驟 先是在Proteus軟件將電路原理圖畫出來，對相應(yīng)的模塊進行相應(yīng)的仿真，由于Proteus軟件相當?shù)耐晟?，所以很多外圍電路可以省略不用話，在仿真調(diào)試時相對實物板要簡單一些。根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計要求，首先對系統(tǒng)程序中的顯示子程序進行調(diào)試，在Keil軟件上編好相應(yīng)的程序，先編寫固定值進行顯示，在程序的編寫過程中，要注意4位數(shù)碼管的型號，是共陽還是共陰的以及字模的選擇，特別是數(shù)碼管的管腳連線。完成程序的編寫后，設(shè)定相應(yīng)的編譯參數(shù)輸出編譯文件，然后在Proteus中選擇該文件進行仿真，查看顯示是否正確。調(diào)試完顯示子程序后開始對溫度子程序進行調(diào)試，正確設(shè)定端口有利于程序的編譯，而DS18B20的端口設(shè)計比較簡單。但相對外部電路的簡單，內(nèi)部軟件的設(shè)計比較復(fù)雜，根據(jù)實際設(shè)計需要進行相應(yīng)的精度選擇，以及在數(shù)碼管上的正負溫度的顯示問題等。完成溫度子程序和顯示子程序就可以一目了然的知道環(huán)境的溫度，這時進行報警子程序的編寫，對DS18B20采集到的溫度與所設(shè)定的溫度值進行比較，超出設(shè)定范圍時進行報警。對于本電路的設(shè)計相對來說比較簡單，只采用蜂鳴器，進行報警，只要超出設(shè)定的溫度范圍就進行報警，所以軟件的設(shè)計與仿真也比較容易實現(xiàn)。在完成溫度的的顯示和報警等相關(guān)子程序的設(shè)計后，最重要的收發(fā)子程序的設(shè)計，對于這個部分由于模塊的選擇，無法在Proteus上進行相應(yīng)的仿真，所以在完成上面幾部子程序的實物硬件上正常后，將相應(yīng)收發(fā)程序燒寫到實物板上進行調(diào)試。先單獨的對發(fā)射程序和接收程序進行編譯，還有相應(yīng)的按鍵設(shè)定。對于總機的軟件設(shè)計大體與分機相同，少了溫度子程序的設(shè)計，而顯示子程序也采用了更好的LCD1602進行顯示，這樣可以同時顯示多臺分機情況。其軟件程序設(shè)計與仿真與4位數(shù)碼管的步驟差不多相同?？倷C的完成需要接收子程序的正確接收，才能完好的完成總體設(shè)計要求。所以本系統(tǒng)的設(shè)計難點在于收發(fā)子程序的調(diào)試，而且是在實物上進行相應(yīng)的調(diào)試，使其正常正確的收發(fā)完成設(shè)計。 軟硬聯(lián)調(diào) 系統(tǒng)做好后，進行系統(tǒng)的完整調(diào)試。聯(lián)機仿真必須借助仿真開發(fā)裝置、示波器、萬用表等工具。這些工具是單片機開發(fā)的最基本工具。信號線是聯(lián)絡(luò)89C51和外部器件的紐帶，如果信號線連結(jié)錯誤或時序不對，那么都會造成對外圍電路讀寫錯誤。51系列單片機的信號線大體分為讀、寫信號線、片選信號線、時鐘信號線、外部程序存貯器讀選通信號（PSEN）、地址鎖存信號（ALE）、復(fù)位信號等幾大類。這些信號的檢測需在仿真軟件上時行相應(yīng)的測試。對于系統(tǒng)的顯示報警等相應(yīng)的可視功能測試在硬件上容易實現(xiàn)，只要采取相應(yīng)的操作就可以達到測試要求。相對直觀化的測試，收發(fā)子程序的測試就需要采用相關(guān)的工具進行測試。對相應(yīng)的管腳進行測試，測試其收發(fā)頻率，以及相應(yīng)的操作結(jié)果。在系統(tǒng)的測試過程中，首先完成DS18B20溫度采集的顯示，在硬件中要注意4位數(shù)碼管的驅(qū)動，這樣才成比較清晰的顯示當前溫度。同時根據(jù)系統(tǒng)的設(shè)計方案要求，溫度顯示的范圍可以從負溫度到正的一百多度，而采用4位數(shù)碼管就是為了精確顯示，176。C。其次，對輸入電路的測試，采用LED燈的顯示來判斷輸入電路是否正常，即在按下鍵時LED燈點亮。最后是結(jié)合收發(fā)模塊的整機調(diào)試，由于無法了解電路是否有發(fā)射信號，所以采用高頻的示波器進行輸出測定，將示波器接到電路的發(fā)射端，觀察輸出波形的情況。在無法測出波形時，采用萬用表對芯片管腳進行測量，依照說明書分析判斷是否有電路錯誤。至此檢測出輸出波形時，才能說明有信號輸出，同時在加入數(shù)據(jù)時觀察波形是否正常變化。完成上述調(diào)試時，主機部分的電路基本相同，也是依照相關(guān)步驟進行測試。在判斷是否接收到信號時，可以先設(shè)定一個LED是否點亮來觀察。同時，調(diào)試過程中依據(jù)實際情況來改進。 顯示報警仿真結(jié)果 主機接收顯示仿真結(jié)果 電路實物圖 分機實物圖：主機實物圖：6 結(jié)論與展望經(jīng)過幾個月的不斷學習和努力，在林德耀老師的諄諄教導(dǎo)下,在其他老師及同學們的熱心幫助與指導(dǎo)下，智能化無線音頻接收裝置之遠程無線環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)的畢業(yè)設(shè)計即將結(jié)束，基本完成了老師所規(guī)定的各項工作任務(wù)。本次設(shè)計的基于DS18B20的溫度測量和JF24D無線傳送的遠程溫度測量系統(tǒng)，它可以遠程對溫度實現(xiàn)測量和監(jiān)控，適用于工業(yè)加工，農(nóng)業(yè)生活，環(huán)境監(jiān)測等各個領(lǐng)域。而且應(yīng)用也比較廣泛，如工業(yè)化工環(huán)境監(jiān)測，動植物生長環(huán)境溫度檢測，自然環(huán)境檢測等。本設(shè)計研究是基于單片機控制的溫度遠程監(jiān)測控制系統(tǒng)的設(shè)計，介紹了對溫度的顯示、控制及報警，實現(xiàn)了溫度的實時顯示及控制。控制部分，提出了用DS18SSTC89C51單片機及LED的硬件電路完成對環(huán)境溫度的實時檢測及顯示，利用DS18S20與單片機連接由軟件與硬件電路配合來實現(xiàn)對環(huán)境溫度實時控制及超出設(shè)定的上下限溫度的報警系統(tǒng)。而且本系統(tǒng)采用JF24D收發(fā)模塊，具有遠程無線傳送功能，可以對遠程環(huán)境進行實時的監(jiān)測與控制。它具有微型化、低功耗、高性能、抗干攏能力強、易配微處理器等優(yōu)點，特別適合于構(gòu)成遠程環(huán)境監(jiān)測控制系統(tǒng)。在做畢業(yè)設(shè)計之前，我對單片機的基本知識了解甚少，而C51語言雖是接觸過，可是沒有具體的設(shè)計和編輯過，所以花了大量的時間去做準備工作。在老師的指導(dǎo)和幫助下，克服了一系列困難終于完成了本設(shè)計，基于本人能力有限，該設(shè)計還有許多不足之處有待改進。針對本課題目前的研究進展，作以下幾點展望：（1）本課題所設(shè)計的硬件電路和軟件程序，目前還處于調(diào)試待完善設(shè)計階段，部分功能模塊在實驗室調(diào)試通過。 （2）本設(shè)計的所用到的JF24D收發(fā)模塊的應(yīng)用比較廣，功能比較多，軟件編程相對復(fù)雜不易實現(xiàn)，對些設(shè)計要求不高是可采用方案二中的方法。同時本系統(tǒng)可以進一步發(fā)展通過串口實現(xiàn)與上位機的通信以及數(shù)據(jù)的采用與保存。（3）為了能實現(xiàn)更多領(lǐng)域的應(yīng)用，系統(tǒng)可增加各種測試元件對環(huán)境進行多方面的檢測。