【文章內(nèi)容簡(jiǎn)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(shè)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(dāng)從RX→TX模式時(shí)，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(dāng)從TX→RX模式時(shí)，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(jī)模式到接收模式，當(dāng)PWR_UP輸入設(shè)成1時(shí)，經(jīng)過tSR時(shí)間后DOUT腳輸出數(shù)據(jù)才有效，對(duì)nRF401來(lái)說tST最長(zhǎng)的時(shí)間是3ms。 3）Standby→TX的切換： 從待機(jī)模式到發(fā)射模式，所需穩(wěn)定的最大時(shí)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(jī)時(shí)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(jìn)入穩(wěn)定工作狀態(tài)。當(dāng)由上電進(jìn)入發(fā)射模式時(shí)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(huì)接收數(shù)據(jù)DOUT也不會(huì)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(gè)時(shí)間可以縮短到3ms。 無(wú)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(wú)線傳輸模塊發(fā)送原理圖圖35 無(wú)線傳輸模塊接收原理圖 ARM外接存儲(chǔ)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?jī)?nèi)存的實(shí)現(xiàn)提供了廉價(jià)有效的解決方案。Nand Flash存儲(chǔ)器具有容量較大，改寫速度快等優(yōu)點(diǎn)，適用于大量數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)，因而在業(yè)界得到了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用，如嵌入式產(chǎn)品中包括數(shù)碼相機(jī)、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(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器，同步是指 Memory工作需要同步時(shí)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(zhǔn)；動(dòng)態(tài)是指存儲(chǔ)陣列需要不斷的刷新來(lái)保證數(shù)據(jù)不丟失；隨機(jī)是指數(shù)據(jù)不是線性依次存儲(chǔ)，而是自由指定地址進(jìn)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(jī)顯示模塊要想使LCD屏顯示，不僅需要LCD驅(qū)動(dòng)器，而且還需要相應(yīng)的LCD控制器。通常LCD驅(qū)動(dòng)器會(huì)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(lái)實(shí)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(yīng)用的主流，因此重點(diǎn)圍繞TFT屏的控制來(lái)進(jìn)行。S3C2440LCD控制器的特性：TFT屏－支持單色、4級(jí)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(duì)于控制TFT屏來(lái)說，除了要給它送視頻資料（VD[23:0]）以外，還有以下一些信號(hào)是必不可少的，分別是：VSYNC（VFRAME） ：幀同步信號(hào)HSYNC（VLINE） ：行同步信號(hào)VCLK ：像數(shù)時(shí)鐘信號(hào)VDEN（VM） ：數(shù)據(jù)有效標(biāo)志信號(hào)。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(jī)顯示原理圖第四章 軟件設(shè)計(jì) 下位機(jī)軟件設(shè)計(jì)下位機(jī)的流程圖如圖41所示：圖41 下位機(jī)流程圖軟件設(shè)計(jì)流程是：首先，單片機(jī)進(jìn)行初始化，然后打開必要的中斷，接著，單片機(jī)判斷是否收到上位機(jī)的采集溫濕度指令。如果沒有收到，則向上位機(jī)發(fā)送請(qǐng)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(qǐng)求發(fā)送指令；如果收到采集指令，則NRF401進(jìn)行初始化，設(shè)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(jī)，再把NRF401置為接收狀態(tài)。然后按上述進(jìn)行循環(huán)。下位機(jī)的軟件設(shè)計(jì)主要包括以下幾個(gè)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(shè)計(jì)AT89S52和溫濕度傳感器SHT11通過串行二線接口SCK和DATA進(jìn)行通信，其中SCK為時(shí)鐘線，DATA為數(shù)據(jù)線。因?yàn)樵摱€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(dòng)傳輸時(shí)序表示數(shù)據(jù)傳輸?shù)膯?dòng)，如圖42所示。當(dāng)時(shí)鐘SCK為高電平時(shí)，數(shù)據(jù)DATA翻轉(zhuǎn)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(shí)，DATA再次翻轉(zhuǎn)為高電平。圖42 數(shù)據(jù)傳輸啟動(dòng)時(shí)序SHT11溫濕度測(cè)試時(shí)序如圖43所示：S地址和命令A(yù)CK測(cè)量數(shù)據(jù)（高）ACK數(shù)據(jù)（低）ACKCRCMACK圖43 SHT11溫濕度測(cè)試時(shí)序圖SHT11總的測(cè)量時(shí)序如下：當(dāng)SCK為高電平時(shí)，DATA為低電平，然后SCK變?yōu)榈碗娖?，接著?dāng)SCK再為高電平時(shí)，DATA也變?yōu)楦唠娖?，此時(shí)表示數(shù)據(jù)讀寫(啟動(dòng)序列)開始，然后發(fā)送一個(gè)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(shè)為輸入狀態(tài)等待SHT11的響應(yīng)；SHT11接收到上述地址和命令碼后，會(huì)在第8個(gè)時(shí)鐘下降沿，將DATA線下拉為低電平作為從機(jī)的ACK；在第9個(gè)時(shí)鐘下降沿之后，從機(jī)釋放DATA(恢復(fù)高電平)總線；釋放總線后，SCK繼續(xù)發(fā)送一個(gè)周期的時(shí)鐘表示ACK，這時(shí)傳感器開始測(cè)量，約210ms(對(duì)應(yīng)14位精度)后，傳感器在DATA上送出低電平表示測(cè)量結(jié)束，這時(shí)送出測(cè)量數(shù)據(jù)和校驗(yàn)和。接著，控制器可以在測(cè)量值LSB后，通過保持確認(rèn)位ACK高電平來(lái)中止通訊。在測(cè)量和通訊結(jié)束后，SHT11就會(huì)自動(dòng)轉(zhuǎn)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(duì)濕度，需要進(jìn)行線性補(bǔ)償和溫度補(bǔ)償后才能得到較為準(zhǔn)確的濕度值。由于相對(duì)濕度數(shù)字輸出特性呈一定的非線性，因此為了補(bǔ)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(bǔ)償后濕度值，SORH為相對(duì)濕度測(cè)量值，CCC3為線性補(bǔ)償系數(shù)，取值如表41:表41 濕度線性補(bǔ)償系數(shù)S0RH C1C2C312位41068位4104因?yàn)闇囟葘?duì)有著濕度十分顯著的影響，因此需要對(duì)上述計(jì)算得到的濕度用如下公式進(jìn)行補(bǔ)償：上式中，RHtrue為線性補(bǔ)償和溫度補(bǔ)償后的濕度值，T為測(cè)量濕度時(shí)的溫度(℃)，t1和t2為溫度補(bǔ)償系數(shù)，取值如表42所示：表42 濕度值補(bǔ)償系數(shù)SOTt1t212位8位 因?yàn)镾HT11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(shí)際溫度值可通過下式計(jì)算：T=d1+d2SOT 在上式中，T為實(shí)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(guān)和其內(nèi)部A/D轉(zhuǎn)換器SOT，SOT為分辨率；其對(duì)應(yīng)關(guān)系分別如下表43和表44所示：表43 d1與工作電壓的對(duì)應(yīng)關(guān)系VD0/Vd1/℃d1/℉543表44 d2與分辨率的對(duì)應(yīng)關(guān)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(cè)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(jī)LCD顯示程序，需要了解DM12864M的內(nèi)部功能器件及相關(guān)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(duì)應(yīng)。當(dāng)D/I=0時(shí)，E信號(hào)為下降沿時(shí)，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(duì)應(yīng)。當(dāng)D/I=1時(shí)，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(hào)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(dòng)執(zhí)行的。3）忙標(biāo)志（BF）：用于提供內(nèi)部工作情況。BF=1時(shí)表示模塊在內(nèi)部操作，此時(shí)模塊不接受外部指令和數(shù)據(jù)。BF=0時(shí)，模塊為準(zhǔn)備狀態(tài)，隨時(shí)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(yàn)?zāi)K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(guān)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(guān)顯示（DISPLAY OFF）。其狀態(tài)是由指令DISPLAY ON/OFF和RST信號(hào)控制的。5）XY地址計(jì)數(shù)器：一個(gè)9位計(jì)數(shù)器。高3位是X地址計(jì)數(shù)器，低6位為Y地址計(jì)數(shù)器，XY地址計(jì)數(shù)器實(shí)際上是DDRAM的地址指針，X地址計(jì)數(shù)器作為DDRAM的頁(yè)指針，Y地址計(jì)數(shù)器為DDRAM的Y地址指針。X地址計(jì)數(shù)器是沒有記數(shù)功能的，只能用指令設(shè)置。Y地址計(jì)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(dòng)加1，Y地址指針從0到63。6）顯示數(shù)據(jù)RAM（DDRAM）：用于存儲(chǔ)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(jì)數(shù)器：一個(gè)6位計(jì)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(dāng)一行掃描完成，此地址計(jì)數(shù)器自動(dòng)加1，指向下一行掃描數(shù)據(jù)，RST復(fù)位后Z地址計(jì)數(shù)器為0。另外，此計(jì)數(shù)器也可以用于指令DISPLAY START LINE預(yù)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(dòng)顯示64行。（即KS0108B及其兼容控制驅(qū)動(dòng)器）的指令系統(tǒng)比較簡(jiǎn)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(hào)控制代碼R/WRSDB7DB6DB5DB4DB3DB2DB1DB0顯示開關(guān)0000111111/0顯示起始行設(shè)置0011XXXXXX頁(yè)設(shè)置0010111XXX列地址設(shè)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