【文章內(nèi)容簡介】 功能說明1XC1輸入晶振輸入2VDD電源電源+3～5V3VSS地電源地4FILT1輸入環(huán)路濾波器5VCO1輸入VCO電感6VCO2輸入VCO電感7VSS地電源地8VDD電源電源+3～5V9DIN輸入數(shù)據(jù)輸入10DOUT輸出數(shù)據(jù)輸出11RF_PWR輸入發(fā)射功率設置12CS輸入頻道選擇:CS=0—CS=1—13VDD電源電源+3～5V14VSS地電源地15ANT2輸入/輸出天線終端16ANT1輸入/輸出天線終端17VSS地電源地18PWR_UP輸入節(jié)電控制，PWR_UP=1—Power up(Operating mode)19TXEN輸入發(fā)射/接收控制： TXEN=1—Transmit mode，TXEN=0—Receive mode20XC2輸出晶振輸出：1）TX→RX的切換： 當從RX→TX模式時，數(shù)據(jù)輸入腳DIN必須保持為高至少1ms才能發(fā)送數(shù)據(jù)。當從TX→RX模式時，數(shù)據(jù)輸出腳DOUT要至少3ms以后有數(shù)據(jù)輸出。 2）Standby→RX的切換：從待機模式到接收模式，當PWR_UP輸入設成1時，經(jīng)過tSR時間后DOUT腳輸出數(shù)據(jù)才有效，對nRF401來說tST最長的時間是3ms。 3）Standby→TX的切換： 從待機模式到發(fā)射模式，所需穩(wěn)定的最大時間是tST約為2ms。4）Power Up→TX的切換：從加電到發(fā)射模式過程中,為了避免開機時產(chǎn)生干擾和輻射, 在上電過程中TXEN的輸入腳必須保持為低，以便于頻率合成器進入穩(wěn)定工作狀態(tài)。當由上電進入發(fā)射模式時TXEN必須保持1ms以后才可以往 DIN發(fā)送數(shù)據(jù) 。5）Power Up→ RX 的切換：從上電到接收模式過程中，芯片將不會接收數(shù)據(jù)DOUT也不會有有效數(shù)據(jù)輸出，并且至少保持 5ms。如果采用外部振蕩器，這個時間可以縮短到3ms。 無線傳輸模塊介紹 本模塊主要有nRF40外圍器件以及高增益天線組成?？梢酝瓿蓴?shù)據(jù)或命令的發(fā)送及接受。本模塊原理圖如圖335所示：圖34 無線傳輸模塊發(fā)送原理圖圖35 無線傳輸模塊接收原理圖 ARM外接存儲器模塊 外接NAND FLASHNand Flash內(nèi)存是Flash內(nèi)存的一種，其內(nèi)部采用非線性宏單元模式，為固態(tài)大容量內(nèi)存的實現(xiàn)提供了廉價有效的解決方案。Nand Flash存儲器具有容量較大，改寫速度快等優(yōu)點，適用于大量數(shù)據(jù)的存儲，因而在業(yè)界得到了越來越廣泛的應用，如嵌入式產(chǎn)品中包括數(shù)碼相機、MP3隨身聽記憶卡、體積小巧的U盤等。 S3C2440外接NAND FALSH的原理圖如圖36所示：圖36 外接NAND FALSH原理圖 外接SDRAMSDRAM(Synchronous Dynamic Random Access Memory):同步動態(tài)隨機存儲器，同步是指 Memory工作需要同步時鐘，內(nèi)部的命令的發(fā)送與數(shù)據(jù)的傳輸都以它為基準；動態(tài)是指存儲陣列需要不斷的刷新來保證數(shù)據(jù)不丟失；隨機是指數(shù)據(jù)不是線性依次存儲，而是自由指定地址進行數(shù)據(jù)讀寫。 ARM外接SDRAM原理圖如圖37所示：圖37 外接SDRAM原理圖 上位機顯示模塊要想使LCD屏顯示，不僅需要LCD驅動器，而且還需要相應的LCD控制器。通常LCD驅動器會以COF/COG的形式與LCD 玻璃基板制做在一起，而LCD控制器則由外部電路來實現(xiàn)。而S3C2440內(nèi)部已經(jīng)集成了LCD控制器，因此可以很方便地去控制各種類型的LCD屏，例 如：STN和TFT屏。由于TFT屏將是今后應用的主流，因此重點圍繞TFT屏的控制來進行。S3C2440LCD控制器的特性：TFT屏－支持單色、4級灰度、256色的調(diào)色板顯示模式－支持64K和16M色非調(diào)色板顯示模式－支持分辯率為640*480，320*240及其它多種規(guī)格的LCD對于控制TFT屏來說，除了要給它送視頻資料（VD[23:0]）以外，還有以下一些信號是必不可少的，分別是：VSYNC（VFRAME） ：幀同步信號HSYNC（VLINE） ：行同步信號VCLK ：像數(shù)時鐘信號VDEN（VM） ：數(shù)據(jù)有效標志信號。本模塊采用的液晶顯示屏為觸摸屏LTV350QVF0E。顯示模塊原理圖如圖38所示：圖38 上位機顯示原理圖第四章 軟件設計 下位機軟件設計下位機的流程圖如圖41所示：圖41 下位機流程圖軟件設計流程是：首先，單片機進行初始化，然后打開必要的中斷，接著，單片機判斷是否收到上位機的采集溫濕度指令。如果沒有收到，則向上位機發(fā)送請求發(fā)送指令，再判斷是否收到重發(fā)指令，若收到，則重新發(fā)送采集的數(shù)據(jù)，若未收到，則重新判斷是否接收到請求發(fā)送指令；如果收到采集指令，則NRF401進行初始化，設為發(fā)送狀態(tài)，接著，調(diào)用DM12864M的顯示子函數(shù)，再調(diào)用NRF401的發(fā)送子函數(shù)，然后發(fā)送“發(fā)送完畢”指令到上位機，再把NRF401置為接收狀態(tài)。然后按上述進行循環(huán)。下位機的軟件設計主要包括以下幾個部分：初始化函數(shù)、發(fā)送函數(shù)、采集函數(shù)、顯示函數(shù)等。 數(shù)據(jù)采集模塊軟件設計AT89S52和溫濕度傳感器SHT11通過串行二線接口SCK和DATA進行通信，其中SCK為時鐘線，DATA為數(shù)據(jù)線。因為該二線串行通信協(xié)議與I2C協(xié)議是不兼容的，所以在程序一開始，就需要用一組啟動傳輸時序表示數(shù)據(jù)傳輸?shù)膯?，如圖42所示。當時鐘SCK為高電平時，數(shù)據(jù)DATA翻轉為低電平；緊接著SCK變?yōu)榈碗娖剑S后又變?yōu)楦唠娖?；在SCK為高電平時，DATA再次翻轉為高電平。圖42 數(shù)據(jù)傳輸啟動時序SHT11溫濕度測試時序如圖43所示：S地址和命令ACK測量數(shù)據(jù)（高）ACK數(shù)據(jù)（低）ACKCRCMACK圖43 SHT11溫濕度測試時序圖SHT11總的測量時序如下：當SCK為高電平時，DATA為低電平，然后SCK變?yōu)榈碗娖?，接著當SCK再為高電平時，DATA也變?yōu)楦唠娖?，此時表示數(shù)據(jù)讀寫(啟動序列)開始，然后發(fā)送一個8位的命令碼，包括3B的地址位和5B的命令位。發(fā)送完該命令碼，將DATA設為輸入狀態(tài)等待SHT11的響應；SHT11接收到上述地址和命令碼后，會在第8個時鐘下降沿，將DATA線下拉為低電平作為從機的ACK；在第9個時鐘下降沿之后，從機釋放DATA(恢復高電平)總線；釋放總線后，SCK繼續(xù)發(fā)送一個周期的時鐘表示ACK，這時傳感器開始測量，約210ms(對應14位精度)后，傳感器在DATA上送出低電平表示測量結束，這時送出測量數(shù)據(jù)和校驗和。接著，控制器可以在測量值LSB后，通過保持確認位ACK高電平來中止通訊。在測量和通訊結束后，SHT11就會自動轉入休眠狀態(tài)。由于微處理器通過二線串行數(shù)字接口訪問濕度傳感器SHT11，而訪問協(xié)議是芯片生產(chǎn)商自定義的，因此需要利用通用I/O口模擬該通信協(xié)議。本系統(tǒng)采用的是AT89S52，可以通過I/O口P2口模擬該通信協(xié)議。SHT11可以通過DATA數(shù)據(jù)總線直接輸出數(shù)字量濕度值。該濕度值稱為相對濕度，需要進行線性補償和溫度補償后才能得到較為準確的濕度值。由于相對濕度數(shù)字輸出特性呈一定的非線性，因此為了補償濕度傳感器的非線性，可按下式修正濕度值：其中，RHlinear為線性補償后濕度值，SORH為相對濕度測量值，CCC3為線性補償系數(shù)，取值如表41:表41 濕度線性補償系數(shù)S0RH C1C2C312位41068位4104因為溫度對有著濕度十分顯著的影響，因此需要對上述計算得到的濕度用如下公式進行補償：上式中，RHtrue為線性補償和溫度補償后的濕度值，T為測量濕度時的溫度(℃)，t1和t2為溫度補償系數(shù)，取值如表42所示：表42 濕度值補償系數(shù)SOTt1t212位8位 因為SHT11是采用PTAT能隙材料制成的溫度敏感元件，所以線性輸出特性非常好。因此實際溫度值可通過下式計算：T=d1+d2SOT 在上式中，T為實際溫度，d1和d2為特定系數(shù)，dd2的大小分別取決于與SHT11工作電壓有關和其內(nèi)部A/D轉換器SOT，SOT為分辨率；其對應關系分別如下表43和表44所示：表43 d1與工作電壓的對應關系VD0/Vd1/℃d1/℉543表44 d2與分辨率的對應關系SOTd2/℃d2/℉14位12位數(shù)據(jù)采集程序流程圖如圖44所示：圖44 SHT11測量溫濕度程序流程圖程序主要函數(shù)及定義如下：include include include include typedef union { unsigned int i。 float f。} value。enum {TEMP,HUMI}。void s_transstart(void)。 void s_connectionreset(void)。 char s_write_byte(unsigned char value)。char s_read_byte(unsigned char ack)。 char s_measure(unsigned char *p_value, unsigned char *p_checksum, unsigned char mode)。 void calc_dht90(float *p_humidity ,float *p_temperature)。 下位機LCD顯示程序，需要了解DM12864M的內(nèi)部功能器件及相關功能，期間及功能如下：1）指令寄存器(IR)：用于寄存指令碼，與數(shù)據(jù)寄存器數(shù)據(jù)相對應。當D/I=0時，E信號為下降沿時，指令碼寫入IR。2）數(shù)據(jù)寄存器(DR)：用于寄存數(shù)據(jù)，與指令寄存器寄存指令相對應。當D/I=1時，在下降沿的作用下，圖形顯示數(shù)據(jù)寫入DR，或者在E信號高電平作用下由DR讀到DB7DB0數(shù)據(jù)總線。DR和DDRAM之間的數(shù)據(jù)傳輸是模塊內(nèi)部自動執(zhí)行的。3）忙標志（BF）：用于提供內(nèi)部工作情況。BF=1時表示模塊在內(nèi)部操作，此時模塊不接受外部指令和數(shù)據(jù)。BF=0時，模塊為準備狀態(tài)，隨時可接受外部指令和數(shù)據(jù)。利用STATUS READ指令，可以將BF讀到DB7總線，從而檢驗模塊的工作狀態(tài)。4）顯示控制觸發(fā)器（DFF）：用于模塊屏幕顯示開和關的控制。DFF=1為開顯示（DISPLAY OFF），DDRAM的內(nèi)容就顯示在屏幕上，DFF=0為關顯示（DISPLAY OFF）。其狀態(tài)是由指令DISPLAY ON/OFF和RST信號控制的。5）XY地址計數(shù)器：一個9位計數(shù)器。高3位是X地址計數(shù)器，低6位為Y地址計數(shù)器，XY地址計數(shù)器實際上是DDRAM的地址指針，X地址計數(shù)器作為DDRAM的頁指針，Y地址計數(shù)器為DDRAM的Y地址指針。X地址計數(shù)器是沒有記數(shù)功能的，只能用指令設置。Y地址計數(shù)器具有循環(huán)記數(shù)功能，各顯示數(shù)據(jù)寫入后，Y地址自動加1，Y地址指針從0到63。6）顯示數(shù)據(jù)RAM（DDRAM）：用于存儲圖形顯示數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)為1表示顯示選擇，數(shù)據(jù)為0表示顯示非選擇。7）Z地址計數(shù)器：一個6位計數(shù)器，具備循環(huán)記數(shù)功能，主要用于顯示行掃描同步。當一行掃描完成，此地址計數(shù)器自動加1，指向下一行掃描數(shù)據(jù)，RST復位后Z地址計數(shù)器為0。另外，此計數(shù)器也可以用于指令DISPLAY START LINE預置。因此，顯示屏幕的起始行就由此指令控制，即DDRAM的數(shù)據(jù)從哪一行開始顯示在屏幕的第一行。此模塊的DDRAM共64行，屏幕可以循環(huán)滾動顯示64行。（即KS0108B及其兼容控制驅動器）的指令系統(tǒng)比較簡單，總共只有七種。其指令表如表45所示：表45 12864指令表指令名稱控制信號控制代碼R/WRSDB7DB6DB5DB4DB3DB2DB1DB0顯示開關0000111111/0顯示起始行設置0011XXXXXX頁設置0010111XXX列地址設置0001XXXXXX讀狀態(tài)10BUSY0ON/OFFRST0000寫數(shù)據(jù)01寫數(shù)據(jù)讀數(shù)據(jù)11讀數(shù)據(jù)DM12864M顯示流程圖如圖45所示：圖45 顯示程序流程圖顯示程序主要函數(shù)及定義如下：include include define uchar unsigned charsbit RS = P2^0。 sbit RW = P2^1。 sbit E = P3^2。 sbit BF=P1^7。 sbit CS1=P3^3。sbit CS2=P3^4。uchar code Tab1[]={溫度：}。uchar code Tab2[]={℃}。uchar code Tab3[]={濕度：}。uchar code Tab4[]={%}。uchar code Tab2[]={t}。uchar code Tab2[]={h}。void Delay1mS(unsigned int tt) bit CheckBusy()void Wait()uchar Read_Data()uchar Write_Data(uchar dat)uchar Write_Command(uchar dat)uchar Write_St