【文章內(nèi)容簡介】 RF24L01的MOSI輸入。相應的狀態(tài)和數(shù)據(jù)信息是從MISO輸出給MCU。nRF24L0l所有的配置字都由配置寄存器定義，這些配置寄存器可通過SPI口訪問。nRF24L01的配置寄存器共有25個。 通過配置寄存器可將nRF241L01配置為發(fā)射、接收、空閑及掉電四種工作模式，如表2所示。 空閑模式1主要用于降低電流損耗，在該模式下晶體振蕩器仍然是工作的；空閑模式2則是在當發(fā)射堆棧為空且CE=1時發(fā)生(用在PTX設備)；在空閑模式下，配置字仍然保留。在掉電模式下電流損耗最小，同時nRF24L01也不工作，但其所有配置寄存器的值仍然保留。配置為發(fā)射模式的nRF24L01將會利用增強式ShockBurst技術來發(fā)射數(shù)據(jù)包。發(fā)送設備在發(fā)完數(shù)據(jù)后將自動轉為接收狀態(tài)來等待接收方的應答信號。若發(fā)送設備未接收到應答信號，他將自動重發(fā)這包數(shù)據(jù)(自動重發(fā)開啟的情況下)直到接收這包數(shù)據(jù)或者重發(fā)次數(shù)超過了在寄存器SETUP_RETR_ARC設置的所允許的最大重發(fā)次數(shù)。如果是第二種情況，他將在STATUS寄存器里的MAX_RT位反映出來，并且給出中斷。當nRF24L01收到應答信號時，他將認為該包數(shù)據(jù)成功發(fā)送到接收方，并把這包數(shù)據(jù)從發(fā)射堆棧中清除，同時IRQ變低，STATUS寄存器里的中斷標志位TX_DS置高。用增強式ShockBurst技術來發(fā)射數(shù)據(jù)可以有以下好處：極大地降低了電流損耗；系統(tǒng)開銷低；極大地降低了數(shù)據(jù)在空氣中的碰撞率。 SPI接口(41))單片機與單片機數(shù)據(jù)通信方面，會用到波特率的計算用于解決精準的時鐘同步與中斷的設置，公式如下： 具體程序見附錄C(42)方式0：波特率= (43)方式1：波特率= (44)方式2：波特率= 溢出率：T1=nRF24L01無線發(fā)射1 5字節(jié)寬度的發(fā)送地址，數(shù)據(jù)通道的有效寬度，定義靜態(tài)發(fā)送地址，定義串行接收緩沖函數(shù)并傳替數(shù)據(jù)寬度；定義串行發(fā)送緩沖函數(shù)并傳遞數(shù)據(jù)寬度（這里使兩者一致）；2讀取寄存器中的一位，位聲明該寄存器的接收、發(fā)送及最大接收端口；3初始化I/O端口；（1）延遲函數(shù)x毫秒用于調(diào)用；（2）SPIRW（）讀寫子函數(shù)的確立，根據(jù)SPI協(xié)議寫一字節(jié)數(shù)據(jù)到RF中同時從RF中讀出一字節(jié)；（返回讀出的一字節(jié)）；（3）SPIRWreg 寫數(shù)據(jù)Value到reg寄存器中；（期間調(diào)用SPIRW（），并返回狀態(tài)字供主函數(shù)判斷）；（4）SPIRead（）子函數(shù)的確立用于從reg寄存器讀一字節(jié)(返回寄存器數(shù)據(jù))（5）SPIWriteBuf（）把pBuf緩存中的數(shù)據(jù)寫入RF中，通常用來寫入發(fā)射通道數(shù)據(jù)或接收、發(fā)送地址；（6)SPIReadBuf（）從reg寄存器讀出bytes個字節(jié)，通常用來讀取接收通道數(shù)據(jù)或接收、發(fā)送地址（返回狀態(tài)字）；（7）TXMode（）這個函數(shù)設置RF為發(fā)送模式，（CE=1持續(xù)至少10us）130us后啟動發(fā)射，數(shù)據(jù)發(fā)送結束后，發(fā)送模塊自動轉入接收模式，等待應答信號。（8）Check_ACK（） 檢查接收設備有無接收到數(shù)據(jù)包，設定沒有收到應答信號是否重發(fā)。nRF24L01無線接收射頻接收與發(fā)射基本相同，因其所獲得的數(shù)據(jù)要傳入單片機，單片機對其進行處理寫入LCD內(nèi)故而在其基礎上再加入單片機的主機發(fā)送詢問信號子程序void TXACK（）該函數(shù)具體如下（1） 延遲100毫秒；（2） 數(shù)據(jù)送往緩存；（3）RF設置為發(fā)送模式并發(fā)送數(shù)據(jù)；（4） 等待發(fā)送完畢清除緩存；（5）設置為接收模式接收發(fā)送裝置的數(shù)據(jù)。 LCD1602顯示模塊設計編號符號引腳說明編號符號引腳說明 1 VSS 電源地 9 D2 數(shù)據(jù)I/O 2 VDD 電源正極 10 D3 數(shù)據(jù)I/O 3 VL 液晶顯示偏壓信號 11 D4 數(shù)據(jù)I/O 4 RS 數(shù)據(jù)命令選擇 12 D5 數(shù)據(jù)I/O 5 R/W 讀寫選擇 13 D6 數(shù)據(jù)I/O 6 E 使能信號 14 D7 數(shù)據(jù)I/O 7 D0 數(shù)據(jù)I/O 15 BLA 背光正極 8 D1 數(shù)據(jù)I/O 16 BLK 背光負極 顯示指令 LCD內(nèi)部指針及光標的設置 數(shù)據(jù)指針及屏幕的設定 數(shù)據(jù)傳輸時序圖根據(jù)上述資料對LCD1602進行相應的初始化，設置時應明確光標的位置及其LCD內(nèi)部是否復位有固定值內(nèi)嵌（此時是否需清零），上電復位時字符是以何種情況出現(xiàn)的：（1） 是一個一個從右往左移動飄出。此種方式是利用指令碼調(diào)用LCD芯片的內(nèi)部的子程序完成的如0 0 0 0 1 N S：S=1當寫一個字符，整屏顯示左移（N=1）或右移（N=0），以得到光標不移動而屏幕移動的效果。（2） 是字符一個一個從左到右一個一個顯示，利用人眼對動態(tài)圖像的誤差，操作內(nèi)部LCD指針依次右移，顯示“Hunt for DHT11”。寫數(shù)據(jù)時根據(jù)時序圖注意置RS為0、R/W為0在使能端E置高期間，有一段延時，時應注意。具體步驟如下：函數(shù)提供與屏幕顯示相關的函數(shù)及聲明1（根據(jù)硬件）管腳定義位聲明；2數(shù)組的形式定義斷碼用于顯示待機開始尋找溫濕度傳感器。（1） 延遲函數(shù)delay（uint z）接收實參用于延時實參毫秒，以供主函數(shù)和其它函數(shù)的調(diào)用（2） LCD寫命令void write_(uchar )根據(jù)時序寫入指令用于實現(xiàn)LCD內(nèi)部指針的移動方式，及其數(shù)據(jù)的顯示形式等 ，以供其它函數(shù)調(diào)用。（3） 根據(jù)時序寫入數(shù)據(jù)；（4） 初始化void Init_LCD（）用于顯示開機時屏幕的初始數(shù)據(jù)，供其它函數(shù)調(diào)用；（5） 設備不在線void NoLine（）此種情況用于測試； LCD初始化過程（6） void display1（）屏幕初始化確定在每個什么位置顯示溫度、濕度、光照、灰塵濃度的單位；（7） void display2（）函數(shù)用于顯示溫度、濕度、關照、灰塵濃度初始數(shù)據(jù)并確立他們的格式；（8） void display3（）顯示初始化，用于顯示剛設置報警上下線之前屏幕應該顯示的格式單位；（9） void write_H(uchar add,uchar date)；void write_L(uchar add,uchar date)；void write_0H(uchar add,uchar date)；void write_0L(uchar add,uchar date)；用來按鍵按下之后，設定報警裝置中溫濕度、光照、灰塵濃度的上下線數(shù)值的確定用于報警（由于此畢設指標沒有要求故而沒有寫入完整的程序，只是略提一下）。 其它的見附錄C。5軟硬件調(diào)試 軟件調(diào)試KEIL軟件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)。KEIL C51軟件提供了豐富的庫數(shù)據(jù)和功能強大的集成開發(fā)調(diào)試工具μVision2全是windows界面。只要看一下編譯后生成的匯編代碼，就能體會到KEIL C51生成的目標代碼的效率之高，多數(shù)語句生成的匯編代碼很緊湊，容易理解。在開發(fā)大型軟件時更能體現(xiàn)高級語言的優(yōu)勢。KEIL的版本目前是V7版本，他是很優(yōu)秀的8051C編譯器。安裝KEIL C51對系統(tǒng)的要求比較低，一般的windows系統(tǒng)就可以了。安裝過程也很方便，依照軟件安裝過程的提示完成安裝即可。KEIL C51軟件的集成編寫時在Vision2編譯環(huán)境下進行的。μVision2是一個標準的windows應用程序，它是C51的一個集成軟件開發(fā)平臺，具有源代碼編輯、項目管理、程序生成器等功能，他的人機界面友好，操作方便，是開發(fā)者的首選工具軟件。使得該集成開發(fā)環(huán)境包含：C編譯器、匯編器、實時操作系統(tǒng)、庫管理器和仿真調(diào)試器等工具而讓在線編程更加容易。地址空間，變量還可以通過關鍵字 at 放入固定的存儲器中，存儲模 式?jīng)Q定了變量的存儲Keil uVision4編譯器在語言上的擴展功能為用戶使用軟件資源提供方便，對于8051 系列資源 C51 編譯器都可以進行操作 。SFR 和 SBIT 兩個關鍵字對 SFR 進行存取。變量可轉移到任意類型。： 軟件調(diào)試過程PROTEL99_SEE 繪制電路板常用的軟件有以下幾種：Protell 99,Protel DXP ，Altium designer,Power PCB等，國內(nèi)高校用的較多的是Protel 99相關電類專業(yè)通常將Protel 99作為一門課程來講Protel DXP和Altium designer是Protel 99的升級版，Altium designer可以說是當今世界上最頂級的電路設計軟件，它不僅能夠繪制原理圖和PCB板，還具有編譯匯編語言、C語言、VHDL語言、FPGA在線仿真、在線調(diào)試等功能不過我們僅掌握它與PCB這部分知識就足夠了。繪制電路圖一般有以下11個關鍵步驟：（1） 新建一個工程（2） 繪制原理圖（3） 繪制元件庫（4） 繪制PCB封裝（5） 錯誤檢查及生成PCB（6） 擺放元件位置（7） 設置布線規(guī)則（8） 布線（9） 檢查結果（10） 敷銅（11） 送去加工（12） STC_ISP_V483用于與keil軟件生成的高級C程序和TX1C試驗板上的硬件進行對接提供高級語言的與硬件的匹配。 硬件的調(diào)試主要是按照電路圖，檢查硬件的焊接是否虛焊，漏焊，錯焊等不良。造成焊接質量不高的常見原因是:①虛焊：造成虛焊的原因主要是烙鐵溫度過低或加熱時間不足,焊錫未完全熔化、浸潤②漏焊：電路引腳忘記焊接，導致的通信不良，不能夠實現(xiàn)電路的正常功能。③錯焊：電路焊接錯誤，導致的電路不能夠正常工作。單片機最小系統(tǒng)的工作的基本條件是：電源；復位電路，晶振。因此，首先應該確認電源電壓是否正常。用電壓表測量接地引腳跟電源引腳之間的電壓，看是否符合電源電壓，常用的是5V左右。接下來就是檢測復位引腳的電壓是否正常，EA引腳的電壓要正常為5V左右。如果補焊電源后最小系統(tǒng)還是不能工作，檢查下晶振電路。按照設計的電路圖，用萬用表仔細查找原因，反復測試，完成焊接后的檢查，使硬件達到設計的要求。當硬件電路檢查無誤時，硬件測試中遇到的大核心問題：（1） 按鍵按下去之后當不松開手時遇到了報警上線不斷的加一直至松手。解決辦法：經(jīng)過仔細排查，先萬用表再軟件的方式，直到單步查詢程序時，發(fā)現(xiàn)了是在按鍵模塊忘記了加去抖動延遲，： 理想波形穩(wěn)定閉合釋放抖動按下抖動實際波形、 按鍵抖動（2）在對LCD1602液晶進行實用性測試時，用于擬定信息是以何種方式出現(xiàn)時，出現(xiàn)了當賦予液晶顯示光標第一個地址指針時老出現(xiàn)如下圖黑點并且掩蓋了光標，通過修改參數(shù)，液晶清零清指針等命令修正了下屬錯誤： LCD指針的設置（3）雖然本設計最終沒有機械加工成PCB板而是用手動板給予代替但為了手動焊接方便還是用PROTEL繪制了部分PCB板，用于參考期間遇到了多種難以預料的結果，從軟件學習，元器件繪制、測量、封裝單層板、多層板、可謂勞民傷神具體的就不一一列下了。 致謝 經(jīng)過將近3個月的畢業(yè)設計，終于完成了我的外界環(huán)境檢測儀設計，雖然畢設做的不是特別好，但從心底里說，還是高興的，因為我收獲了很多很多，尤其是在平常的學習當中是收獲不到的，但高興之余不得不靜下來深思！ 在本次設計的過程中，我們發(fā)現(xiàn)很多的問題，雖然以前還做過類似的課程設計，但這次設計真的讓我學到了很多、長進了很多，單片機課程設計的重點就在于軟件算法的設計，需要有很巧妙的程序算法，雖然以前寫過一些程序，但覺的要寫好一個程序并不是一件簡單的事，所以我只能不斷的軟件調(diào)試不斷的分析、修改才能把程寫的更好。通過這次的設計，我真正的意識到，在以后的學習中，要理論聯(lián)系實際，把所學的理論知識用到實際當中，這樣才能更好的理解、掌握這些知識，學習單機片機更是如此，程序只有在經(jīng)常的寫與讀的過程中才能提高，這就是我在這次畢業(yè)設計中的最大收獲。通過對檢測儀的設計與制作，讓我了解到設計電路的程序，也讓我了解了關于檢測儀的原理與設計理念，要設計一個電路總要先進行指標分析、古典做法與方案分析、系統(tǒng)可行性分析確定方案、軟件仿真、硬件設計、軟件設計、軟硬件調(diào)試等。期間是很艱辛的但是最后的成品卻不一定與仿真時完全一樣，因為，在實際接線中有著各種各樣條件制約著。并且，在仿真中無法成功的電路接法，在實際中因為芯片本身的特性而能夠成功。所以，在設計時應考慮兩者的差異，從中找出最適合的設計方法。從這次的設計中，我真正的意識到，在以后的學習中，要理論聯(lián)系實際，把我所學的理論知識應用到實際當中，學習單機片機更是如此，程序只有在經(jīng)常的寫與讀的過程中才能提高，這就是我在這次設計中的最大收獲。參考文獻[1]《單片機