【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 TC89C52RC發(fā)出信號(hào)控制模塊讀或?qū)懙倪\(yùn)作節(jié)拍6MOSI輸入信號(hào)STC89C52RC向模塊發(fā)送數(shù)據(jù)7MISO輸出信號(hào)模塊向STC89C52RC發(fā)送數(shù)據(jù)8IRQ輸出信號(hào)模塊產(chǎn)生中斷信號(hào)發(fā)送給STC89C52RC NRF24L01無(wú)線模塊直接與STC89C52RC連接。 NRF24L01無(wú)線模塊電路圖 顯示模塊 顯示屏的選擇顯示器可以選擇數(shù)碼管顯示或者液晶顯示[1112]。由于本系統(tǒng)同時(shí)多點(diǎn)測(cè)量溫濕度，所以要顯示多組數(shù)據(jù)。數(shù)碼管顯示雖然能夠?qū)崿F(xiàn)多組溫濕度數(shù)據(jù)同時(shí)顯示，但是這種顯示方式不能夠顯示字符而且占據(jù)較多的單片機(jī)I/O口，導(dǎo)致電路連接復(fù)雜，焊接困難甚至出現(xiàn)接收機(jī)單片機(jī)I/O口不夠用的情況。LCD1602液晶顯示也是一種常用的顯示方式。LCD1602顯示內(nèi)容十分豐富，能夠顯示字母，符號(hào)和數(shù)字等192種字符，且可同時(shí)顯示16x2個(gè)字符，滿足了本系統(tǒng)對(duì)于多組數(shù)據(jù)同時(shí)顯示的要求。顯示屏共有16個(gè)引腳，節(jié)省了單片機(jī)的大量I/O口，且電路連接簡(jiǎn)單，容易焊接。此種顯示方式響應(yīng)也較快，亮度可調(diào)，成本低，是顯示終端的最佳選擇。考慮到以上情況，本系統(tǒng)顯示終端選擇LCD1602液晶進(jìn)行溫濕度顯示。 LCD1602實(shí)物圖 接收機(jī)收到溫濕度數(shù)據(jù)后，利用LCD1602顯示兩個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)AA2的溫濕度信息。LCD1602液晶顯示芯片采用標(biāo)準(zhǔn)的16腳接口,。 LCD1602各個(gè)引腳的說(shuō)明編號(hào)符號(hào)引腳說(shuō)明編號(hào)符號(hào)引腳說(shuō)明1VSS電源地9D2數(shù)據(jù)I/O2VDD電源正極10D3數(shù)據(jù)I/O3VL液晶顯示偏壓11D4數(shù)據(jù)I/O4RS數(shù)據(jù)/命令選擇12D5數(shù)據(jù)I/O5R/W讀/寫(xiě)選擇13D6數(shù)據(jù)I/O6E使能信號(hào)14D7數(shù)據(jù)I/O7D0數(shù)據(jù)I/O15BLA背光源正極8D1數(shù)據(jù)I/O16BLK背光源負(fù)極 。 LCD1602模塊電路圖4 軟件設(shè)計(jì) 系統(tǒng)總體軟件設(shè)計(jì)本系統(tǒng)由兩個(gè)發(fā)射機(jī)AA2與一個(gè)接收機(jī)B組成，可以設(shè)計(jì)出發(fā)射機(jī)的總體程序流程圖和接收機(jī)的總體程序流程圖。發(fā)射機(jī)程序主要是溫濕度采集處理程序，NRF24L01發(fā)送程序。接收機(jī)主要是數(shù)據(jù)接收程序，液晶顯示程序。 發(fā)射機(jī)的總體軟件設(shè)計(jì)發(fā)送部分的總體設(shè)計(jì)思路為：初始化溫度傳感器DHT11；傳感器測(cè)得溫濕度；把溫濕度值寫(xiě)入待發(fā)射數(shù)據(jù)；初始化NRF24L01無(wú)線模塊。將溫濕度發(fā)送給接收機(jī)， 發(fā)射機(jī)程序流程圖 接收機(jī)的總體軟件設(shè)計(jì)接收部分的總體設(shè)計(jì)思路是：初始化nRF24L01無(wú)線模塊和LCD1602顯示模塊；接收溫濕度數(shù)據(jù)；在LCD1602上分組顯示。 接收機(jī)程序流程圖 溫濕度采集模塊軟件設(shè)計(jì) 發(fā)射機(jī)利用DHT11進(jìn)行溫濕度采集，DATA引腳連接于STC89C52RC的P17口以進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。NRF24L01通過(guò)DATA總線發(fā)送出的溫濕度數(shù)據(jù)分小數(shù)部分和整數(shù)部分,共40bit。數(shù)據(jù)格式為：8bit濕度整數(shù)數(shù)據(jù)+8bit濕度小數(shù)數(shù)據(jù)+8bi溫度整數(shù)數(shù)據(jù)+8bit溫度小數(shù)數(shù)據(jù)+8bit校驗(yàn)和[1314]。本系統(tǒng)DHT11的工作流程如下：開(kāi)機(jī)后，DHT11處于低功耗模式，當(dāng)它檢測(cè)到STC89C52RC發(fā)送出的開(kāi)始信號(hào)后，其轉(zhuǎn)換到高速模式，開(kāi)始進(jìn)行溫濕度采集，并以以上所說(shuō)的數(shù)據(jù)格式發(fā)送至STC89C52RC，然后進(jìn)入低速模式。單片機(jī)可以選擇讀取溫濕度數(shù)據(jù)。DATA總線空閑狀態(tài)為高電平，DHT11接收到的開(kāi)始信號(hào)必須是大于18ms的低電平，否則，DHT11便無(wú)法視其為開(kāi)始信號(hào)。開(kāi)始信號(hào)結(jié)束后，DHT11會(huì)發(fā)送80us的低電平響應(yīng)信號(hào)。STC89C52RC發(fā)送開(kāi)始信號(hào)后，需要等待2040us，然后讀取DHT11回饋的低電平響應(yīng)信號(hào)。若讀取總線為低電平,則說(shuō)明DHT11收到了開(kāi)始信號(hào)。DHT11發(fā)送響應(yīng)信號(hào)后,再把總線拉高80us,準(zhǔn)備發(fā)送數(shù)據(jù),每一bit數(shù)據(jù)都以50us低電平時(shí)隙開(kāi)始,高電平的長(zhǎng)短決定了數(shù)據(jù)位是0還是1。當(dāng)最后一bit數(shù)據(jù)傳送完畢后，DHT11拉低總線50us,隨后總線再次進(jìn)入空閑狀態(tài)。 根據(jù)DHT11與單片機(jī)的數(shù)據(jù)通信時(shí)序，可以設(shè)計(jì)出溫濕度采集處理的程序流程圖。 溫濕度采集程序流程圖 無(wú)線傳輸模塊軟件設(shè)計(jì)發(fā)射機(jī)含有數(shù)據(jù)發(fā)射模塊，接收機(jī)含有數(shù)據(jù)接收模塊，兩種模塊都采用NRF24L01。所以在進(jìn)行無(wú)線數(shù)據(jù)通信時(shí)，需要把發(fā)射機(jī)的NRF24L01配置為發(fā)射模式，把接收機(jī)的NRF24L01配置為接收模式。 數(shù)據(jù)發(fā)送模塊軟件設(shè)計(jì)發(fā)射機(jī)的STC89C52RC獲得溫濕度數(shù)據(jù)后，需要通過(guò)NRF24L01進(jìn)行數(shù)據(jù)發(fā)送。NRF24L01數(shù)據(jù)的發(fā)送過(guò)程為1. 當(dāng)STC89C52RC有數(shù)據(jù)要發(fā)送時(shí)，通過(guò)SPI接口，按時(shí)序把接收機(jī)的地址和要發(fā)送的數(shù)據(jù)送傳給NRF24L01。SPI接口的速率可以通過(guò)軟件配置。2．微控制器通過(guò)置高CE，激發(fā)NRF24L01的ShockBurstTM的發(fā)送模式。自動(dòng)開(kāi)啟射頻寄存器，打包數(shù)據(jù)(加字頭和CRC校驗(yàn)碼)，發(fā)送數(shù)據(jù)包[15]。，NRF24L01不斷重發(fā)，直到CE被置低。，NRF24L01發(fā)送過(guò)程完成，自動(dòng)進(jìn)入空閑模式。，一旦開(kāi)始發(fā)送數(shù)據(jù)，發(fā)送過(guò)程都會(huì)被處理完。只有發(fā)送完前一個(gè)數(shù)據(jù)包的數(shù)據(jù)，NRF24L01才能接受下一個(gè)發(fā)送數(shù)據(jù)包。 由此，發(fā)送模塊的程序設(shè)計(jì)思路如下，從而使NRF24L01置于待機(jī)模式,對(duì)其進(jìn)行寄存器配置。 ，其按時(shí)序通過(guò)SPI總線把接收節(jié)點(diǎn)地址(TX_ADDR)和有效數(shù)據(jù)(TX_PLD)寫(xiě)入NRF24L01相應(yīng)寄存器中。發(fā)送端發(fā)送完數(shù)據(jù)后，將通道0設(shè)置為接收模式來(lái)接收應(yīng)答信號(hào)，其接收地址(RX_ADDR_P0)與接收端地(TX_ADDR)相同；，激發(fā)NRF24L01的ShockBurstTM發(fā)送模式，CE高電平持續(xù)時(shí)間最小為10μs。 ShockBurstTM發(fā)送模式：無(wú)線系統(tǒng)上電，射頻寄存器自動(dòng)開(kāi)啟。數(shù)據(jù)打包。發(fā)送數(shù)據(jù)包。，CE被置低，自動(dòng)進(jìn)入空閑模式 發(fā)送模塊程序流程圖 數(shù)據(jù)接收模塊軟件設(shè)計(jì)接收機(jī)要想顯示溫濕度，就必須要通過(guò)NRF24L01接收兩個(gè)發(fā)射機(jī)發(fā)送的溫濕度數(shù)據(jù)。NRF24L01數(shù)據(jù)的接收過(guò)程為、PRIM_RX、CE全部為高電平時(shí)，NRF24L01進(jìn)入ShockBurstTM接收模式；2. NRF24L01不斷監(jiān)測(cè)，等待接收數(shù)據(jù)，當(dāng)檢測(cè)到同一頻段的載波時(shí)，載波檢測(cè)引腳被置高；，地址匹配引腳被置高；，NRF24L01自動(dòng)移去字頭、地址和CRC校驗(yàn)位，然后把數(shù)據(jù)準(zhǔn)備好引腳置高；，NRF24L01進(jìn)入待機(jī)模式；，以一定的速率把數(shù)據(jù)傳送到STC89C52RC內(nèi)；，NRF24L01進(jìn)入待機(jī)模式。由此，接收模塊的程序設(shè)計(jì)思路如下 ，從而使NRF24L01置于待機(jī)模式,對(duì)其進(jìn)行寄存器配置。 、PRIM_RX、CE三個(gè)引腳置高電平，使NRF24L01進(jìn)入ShockBurstTM接收模式；,接收到有效的數(shù)據(jù)包后(地址匹配、CRC校驗(yàn)正確)，將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在RX_FIFO寄存器中，并發(fā)送確認(rèn)信號(hào)；，使nRF24L01進(jìn)入待機(jī)模式；。 接收模塊程序流程圖 顯示模塊軟件設(shè)計(jì) 顯示模塊軟件設(shè)計(jì)相對(duì)簡(jiǎn)單，首先將LCD1602初始化，～。若LCD1602正確接收到數(shù)據(jù)信息，則顯示收到的溫濕度數(shù)據(jù)。，重新開(kāi)始讀取下一個(gè)時(shí)間段溫濕度數(shù)據(jù)，進(jìn)入循環(huán)。若LCD1602讀取數(shù)據(jù)錯(cuò)誤，則直接返回，重新讀取。 LCD1602顯示模塊程序流程圖5系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)與測(cè)試系統(tǒng)的兩個(gè)發(fā)射機(jī)A1,A2的原理圖相同， 根據(jù)原理圖進(jìn)行焊接后，發(fā)射機(jī)A 發(fā)射機(jī)AA2實(shí)物圖 接收機(jī)B實(shí)物圖整個(gè)系統(tǒng)的電路焊接完成后，開(kāi)始進(jìn)行整個(gè)系統(tǒng)的調(diào)試。在整個(gè)調(diào)試的過(guò)程中主要使用KELL vision4軟件和stcisp軟件。首先對(duì)程序進(jìn)行設(shè)計(jì)以及編譯。程序的編譯是一個(gè)很重要的過(guò)程，他是這整個(gè)系統(tǒng)關(guān)鍵。在編寫(xiě)代碼的過(guò)程中，通過(guò)設(shè)計(jì)的流程圖，按照自己的思路進(jìn)行定義以及調(diào)用函數(shù)，編譯調(diào)試可以讓我們清楚地認(rèn)識(shí)到函數(shù)的調(diào)用順序以及函數(shù)的調(diào)用情況。并且我們可以通過(guò)調(diào)試發(fā)現(xiàn)其中的錯(cuò)誤，并通過(guò)調(diào)試改正過(guò)來(lái)。通過(guò)不斷地對(duì)代碼進(jìn)行調(diào)試，從而將設(shè)計(jì)完美的實(shí)現(xiàn)。程序編譯完成后利用stcisp軟件把三個(gè)程序分別燒錄進(jìn)發(fā)射機(jī)AA