【文章內(nèi)容簡介】 afb)的值。 處理器模塊的設(shè)計 單片機最小系統(tǒng)原理圖AT89S52是一種低功耗、高性能的CMOS八位微處理控制器，具有8K在系統(tǒng)可編程Flash存儲器，它是用ATMEL公司的技術(shù)制造出來的，此技術(shù)是密度極高且非易失性存儲器，與工業(yè)80C51相比，在產(chǎn)品指令以及引腳方面是完全兼容的。片上Flash允許ROM在系統(tǒng)可編程，亦適于常規(guī)編程器。在單芯片上，擁有靈巧8位CPU和在系統(tǒng)可編程Flash，使其為眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供靈活解決方案。 本次課題選擇AT89S52單片機，它包括復(fù)位電路，石英晶振電路，電源指示電路（發(fā)光二極管LED），P0口接上拉電路。其中P0口也連接LCD液晶，P1口連接下載口以及無線發(fā)射模塊，P2口接AD0809的輸出端，P3口用來做位控制。這是本次課題的最小系統(tǒng)電路，其主要功能是處理溫濕度傳感器采集的數(shù)據(jù)，然后在液晶上顯示并通過無線發(fā)射模塊發(fā)射出去。單片機的I/O口的灌電流很小，約為40us，所以在一些需要驅(qū)動能力比較大的電路中要接上拉電阻，以提高它的電流的驅(qū)動能力。 液晶顯示模塊的設(shè)計在日常生活中，我們對液晶顯示器并不是很陌生。液晶顯示模塊已經(jīng)作為很多電子產(chǎn)品的顯示器件，如在計算器、萬用表、電子表以及很多家用電子產(chǎn)品中都可以看到，主要是顯示數(shù)字、專用符號和圖形。液晶顯示1602，其原理是利用LCD1602的物理特性，通過電壓值對它的顯示區(qū)域進行控制，有電就能夠顯示，可以顯示出圖形。LCD1602的厚度很薄，適用于大規(guī)模集成電路直接驅(qū)動，并且易于實現(xiàn)全彩色顯示。目前，在便攜式電腦、數(shù)字攝像機、PDA移動通信工具等眾多的領(lǐng)域中已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用。 1602電路圖液晶1602采用的是標準的14腳（無背光）或16腳（帶背光）接口。 引腳接口說明表編號符號引腳說明編號符號引腳說明1VSS電源地9D2數(shù)據(jù)2VDD電源正極10D3數(shù)據(jù)3VL液晶顯示偏壓11D4數(shù)據(jù)4RS數(shù)據(jù)/命令選擇12D5數(shù)據(jù)5R/W讀/寫選擇13D6數(shù)據(jù)6E使能信號14D7數(shù)據(jù)7D0數(shù)據(jù)15BLA背光源正極8D1數(shù)據(jù)16BLK背光源負極第1腳：VSS為地線。第2腳：VDD接的是5V的正電源。第3腳：VL是LCD1602對比度的調(diào)整端，接VCC時對比度最弱，而GND時對比度最高，若對比度過高時就會產(chǎn)生“鬼影”，使用者可以用一個10K的滑動電阻調(diào)整對比度。第4腳：RS是寄存器的選擇，RS為1時選擇數(shù)據(jù)寄存器，為0時選擇指令寄存器。第5腳：R/W是讀寫信號線，為1時進行讀操作，為0時進行寫操作。當RS和R/W都為0時可以寫入指令或者顯示地址，當RS是為0而R/W是為1時可以讀忙信號，當RS為1而R/W為0時則表示可以寫入數(shù)據(jù)。第6腳：E端是使能端，當E端由1跳變?yōu)?時，液晶模塊就啟動命令。第7～14腳：D0～D7是8位雙向數(shù)據(jù)線。第15腳：背光源正極。第16腳：背光源負極。 1602LCD的指令說明及時序1602液晶模塊內(nèi)部的控制器總共有11條控制指令，：通過指令編程，可以實現(xiàn)對液晶1602的讀寫操作、屏幕和光標操作。（說明：1為高電平、0為低電平）指令1：清顯示，指令碼01H,光標復(fù)位到地址00H的位置。指令2：光標復(fù)位，光標返回到地址00H的位置。指令3：光標與顯示模式設(shè)置 I/D：光標移動方向。為1時右移，為0時左移。S: 是否左移或者右移屏幕上所有的文字。當為1時有效，為0則無效。指令4：控制顯示開關(guān)。 D：對整體顯示開和關(guān)的控制，為1表示開顯示，為0表示關(guān)顯示。C：控制光標開和關(guān)，為1表示有光標，為0則無光標。B：控制光標是否閃爍。為1閃爍，為0則不閃爍。指令5：光標或顯示移位。S/C：為1時移動顯示的文字，為0時移動光標。指令6：功能設(shè)置命令DL：為1時為8位總線，為0時為4位總線。N：為0時為單行的顯示，為1時為雙行顯示。F: 為0時顯示5x7的點陣字符，為1時為顯示5x10的點陣字符。指令7：字符發(fā)生器RAM地址設(shè)置。指令8：DDRAM地址設(shè)置。指令9：讀忙信號和光標的地址。BF：為忙標志位，高電平表示忙，此時模塊不能接收命令或者數(shù)據(jù)，如為低電平則表示不忙。指令10：寫數(shù)據(jù)。指令11：讀數(shù)據(jù)。 控制命令表序號指令RSR/WD7D6D5D4D3D2D1D01清顯示00000000012光標返回000000001*3置輸入模式00000001I/DS4顯示開/關(guān)控制0000001DCB5光標或字符移位000001S/CR/L**6置功能00001LNF**7置字符發(fā)生存貯器地址0001字符發(fā)生存貯器地址8置數(shù)據(jù)存貯器地址001顯示數(shù)據(jù)存貯器地址9讀忙標志或地址01F計數(shù)器地址10寫數(shù)到CGRAMDDRAM）10要寫的數(shù)據(jù)內(nèi)容11CGRA或DDRAM讀數(shù)11讀出的數(shù)據(jù)內(nèi)容nRF24L01是一款新型單片射頻收發(fā)器件, GHz～ GHz ISM頻段。內(nèi)置頻率合成器、晶體振蕩器、功率放大器、調(diào)制器等功能模塊,并融合增強型ShockBurst技術(shù)，其中通信頻道和輸出功率可以通過程序來、配置。nRF24L01功耗低,在以6dBm功率發(fā)射時，工作電流只有9mA。接收時，多種低功率工作模式(掉電模式和空閑模式)使節(jié)能設(shè)計相對更方便。nRF24L01主要特性如下： QFN20引腳4 mm4 mm封裝； V～ V； 125個頻道和其他nRF24系列射頻器件相兼容；數(shù)據(jù)傳輸率為2Mb/s或1Mb/s；片內(nèi)自動生成報頭和CRC校驗碼；有自動應(yīng)答和自動再發(fā)射功能；GFSK調(diào)制，硬件集成OSI鏈路層；SPI速率在0 Mb/s～10 Mb/s；。 NRF2401管腳功能管腳次序管腳定義功能描述1GND電源地（方形焊盤）2VIN輸入電源（—）3CE工作模式選擇，RX或TX模式選擇4CSNSPI使能,低有效5SCKSPI時鐘6MOSISPI輸入7MISOSPI輸出8IRQ中斷輸出發(fā)射數(shù)據(jù)時，首先將nRF24L01配置為發(fā)射模式：然后把接收節(jié)點地址TX_ADDR和有效數(shù)據(jù)TX_PLD根據(jù)時序由SPI口來寫入nRF24L01緩存區(qū)，TX_PLD應(yīng)該在CSN為低電平時不斷的寫入，而TX_ADDR在發(fā)射時寫入一次就可以了，然后CE置為1并且至少保持10μs，然后延遲130μs后就可以發(fā)射數(shù)據(jù)。若開啟了自動應(yīng)答，那么nRF24L01在發(fā)射數(shù)據(jù)后馬上進入到接收模式，然后接收應(yīng)答信號（自動應(yīng)答的接收地址必須和接收的地址TX_ADDR一樣）。如收到應(yīng)答，則可以認為這一次的通信成功了，TX_DS置高，同時TX_PLD從TXFIFO中清除。如果沒有接收到應(yīng)答信號，而自動重發(fā)信號已開啟時，則自動重新發(fā)射數(shù)據(jù)，如果重發(fā)的次數(shù)(ARC)達到了上限，則MAX_RT置為1，TXFIFO中數(shù)據(jù)保留以便再次重發(fā)。MAX_RT或TX_DS置高時，使中斷信號IRQ變低，產(chǎn)生中斷，通知單片機。如果發(fā)射成功了,若CE為0則nRF24L01進入到了空閑模式1；若CE為1且有數(shù)據(jù)在發(fā)送堆棧中，則啟動下一次發(fā)射。若CE為1且無數(shù)據(jù)在發(fā)送堆棧中，則啟動空閑模式2。 接收數(shù)據(jù)時,首先將nRF24L01配置為接收模式，接著延遲130μs進入到接收狀態(tài)等待著數(shù)據(jù)的到來。當接收方檢測到有效的地址和CRC時，就將數(shù)據(jù)包存儲在RX的FIFO中，同時中斷標志位RX_DR置高，IRQ變低，產(chǎn)生中斷，通知單片機去讀取數(shù)據(jù)。而如果此時自動應(yīng)答開啟，接收方則同時進入發(fā)射狀態(tài)回傳應(yīng)答信號。最后接收成功時，若CE變低，則nRF24L01進入到空閑模式1。在寫寄存器之前一定要進入待機模式或者是掉電模式。： 無線收發(fā)模塊引腳圖自動應(yīng)答（RX）： 自動應(yīng)答功能降低了外部單片機的工作量，并且在鼠標/鍵盤等的應(yīng)用中不強求硬件一定配置有SPI接口，從而減少了成本以及電流的消耗。自動重應(yīng)答功能可以使用SPI口分別對不同的數(shù)據(jù)通道來進行配置。 若在自動應(yīng)答模式的情況下，當接收到有效的數(shù)據(jù)包后，系統(tǒng)將會自動進入發(fā)送模式并且把確認信號發(fā)送出去。之后，系統(tǒng)會自動進入到正常的工作模式（PRIM_RX位和CE引腳可以決定工作模式）。 自動重發(fā)功能（ART）(TX)： ART功能主要是針對自動應(yīng)答系統(tǒng)的發(fā)送端。SETUP_RETR寄存器用于設(shè)置啟動重發(fā)數(shù)據(jù)的時間長度。在每次發(fā)送結(jié)束后系統(tǒng)都會自動轉(zhuǎn)到接收模式并且在指定的時間范圍內(nèi)等待著應(yīng)答信號。當接收到應(yīng)答信號之后，系統(tǒng)進入正常發(fā)送模式。如果CE腳電平為0，且沒有待發(fā)送的數(shù)據(jù)在TX FIFO 中，則系統(tǒng)將轉(zhuǎn)到待機模式I。如果沒有收到確認信號，則系統(tǒng)返回到發(fā)送模式并重新發(fā)數(shù)據(jù)，直到接收到確認信號或者重發(fā)次數(shù)超過了設(shè)定值。有新的數(shù)據(jù)發(fā)送或PRIM_RX 寄存器配置改變時丟包計數(shù)器復(fù)位。Max232是一種把電腦串行口RS232信號電平（10 ，+10v）轉(zhuǎn)換為單片機所使用到的TTL信號電平（0 ，+5）的芯片，通常地，串口用于ASCII碼字符的傳輸。通信使用3根線就可以完成：（1）地線，（2）發(fā)送，（3）接收。由于串口通信是異步的，端口能夠在一根線上發(fā)送數(shù)據(jù)，同時也能夠在另一根線上接收數(shù)據(jù)。其他線用于握手，但并不是必須的。串口通信最重要的參數(shù)是波特率、數(shù)據(jù)位、奇偶校驗和停止位。對于兩個進行通信的端口，這些參數(shù)必須匹配。 串口通信原理圖串口通信的接收過程：開始通信時，信號線為空閑（邏輯1），當檢測到信號由1到0的跳變時，就開始對“接收時鐘”計數(shù)。 當計到8個時鐘時，對輸入信號進行檢測，如果為低電平，則確認這是“起始位”，而不是干擾信號。接收端檢測起始位信號后，在16個接收時鐘之后，對輸入信號檢測一次，把對應(yīng)的值作為D0位數(shù)據(jù)。若為邏輯1，則作為數(shù)據(jù)位1；若為邏輯0，則作為數(shù)據(jù)0。再隔16個接收時鐘，對輸入信號檢測一次，把對應(yīng)的值作為D1位數(shù)據(jù)，，直到全部的數(shù)據(jù)位都輸入。 檢測校驗位（如果有的話）。 接收到規(guī)定數(shù)據(jù)位個數(shù)和校驗位后，通信接口電路希望接收到停止位S（邏輯1)，說明出現(xiàn)了錯誤，在狀態(tài)寄存器中置“幀錯誤”標志。若沒有錯誤，對全部數(shù)據(jù)位進行奇偶校驗，若無校驗錯誤時，把數(shù)據(jù)位從移位寄存器中送數(shù)據(jù)輸入寄存器。若校驗錯誤，則在狀態(tài)寄存器中置奇偶錯誤標志。本幀信息全部接收完，把線路上出現(xiàn)高電平作為空閑位。 當信號再次變?yōu)榈蜁r，開始進入下一幀的檢測。 下載口的軟件內(nèi)核為:,USBASP便是其中之一。這種下載器工作比較穩(wěn)定,速度很快,而且成本非常低，是一種適合初學者的下載器，其穩(wěn)定性的好壞和其內(nèi)部的固件有非常大的關(guān)系。有的USBASP不支持64K以上的大程序,而有的則支持。還有些USBASP甚至會有時鐘輸出功能。所以用戶在選擇USBASP時一定要詢問清楚。其中時鐘輸出功能是很有用的，可以幫助用戶解決某些難以解決的問題。： ISP下載口一般紅外遙控器輸出都是用編碼后串行數(shù)據(jù)對38～40kHz的方波進行脈沖幅度調(diào)制產(chǎn)生的。當發(fā)射器按鍵按下后，即表示有遙控碼發(fā)出，所按的鍵不同遙控編碼也會不同。這種遙控碼具有以下特征：　　采用脈寬調(diào)制串行碼，、“0”；、“1”?！　∩鲜觥?”和“1”組成32位二進制碼經(jīng)38kHz的載頻進行二次調(diào)制，接著通過紅外發(fā)射二極管產(chǎn)生紅外線向外發(fā)射。遙控載波的頻率為38KHz(占空比為1:3)。當某個按鍵按下時，系統(tǒng)首先發(fā)射一個完整的全碼，若按鍵按下超過108ms仍然沒有松開。一個完整的全碼=引導(dǎo)碼+用戶碼+用戶碼+數(shù)據(jù)碼+數(shù)據(jù)反碼。其中，；系統(tǒng)碼為8位，數(shù)據(jù)碼也是8位，總共32位；其中前16位為用戶識別碼，可以區(qū)別不同的紅外遙控設(shè)備，防止不同遙控碼相互干擾。后16位為8位的操作碼和8位的操作反碼，用于核對數(shù)據(jù)是否接收正確。接收端根據(jù)數(shù)據(jù)碼做出應(yīng)該執(zhí)行什么動作判斷。連發(fā)代碼是在持續(xù)按鍵時發(fā)送的碼。它告知接收端，某鍵在被連續(xù)地按下著。根據(jù)紅外編碼的格式。 解碼電路時序圖接收方一般是使用TL0038一體化紅外線接收器進行接收解碼，當TL0038接收到38kHz紅外信號時，輸出端輸出低電平，否則輸出為高電平。所以紅外遙控器發(fā)送紅外信號時，參考上面遙控串行數(shù)據(jù)編碼波形圖，在低電平處發(fā)送38kHz紅外信號，高電平處則不發(fā)送紅外信號。需要值得注意的是，當一體化接收頭收到38kHz 紅外信號時，輸出端輸出為低電平，否則為高電平?！　?紅外解碼電路原理圖步進電機是一種將電脈沖轉(zhuǎn)化為角位移的執(zhí)行機構(gòu)。通俗一點講，當步進驅(qū)動器接收到一個脈沖信號后，它就驅(qū)動步進電機按設(shè)定的方向轉(zhuǎn)動一個固定的角度。可以通過控制脈沖個數(shù)來控制角位移量，從而達到準確定位的目的。同時可以通過控制脈沖頻率來控制電機轉(zhuǎn)動的速度以及加速度，從而達到調(diào)速的目的。 28BYJ48步進電機步進電機28BYJ48型四相五線電機，電壓為DC5V—DC12V。當對步進電機施加一系列連續(xù)不斷的控制脈沖時，它可以連續(xù)不斷的轉(zhuǎn)動。每一個脈沖信號對應(yīng)步進電機某一相或者兩相繞組的通電狀態(tài)改變一次，也就對應(yīng)轉(zhuǎn)子