【文章內(nèi)容簡介】 要的是會熟練使用各種數(shù)碼管，即要了解數(shù)碼管 的構(gòu)造，也要了解其工作原理，并且能夠編寫各種數(shù)碼管的顯示程序，當(dāng)能夠做到這一步，然后還要了解溫度傳感器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和工作原理，還有寄存器的工作方式和讀寫時序圖，然后根據(jù)它的 ROM 和 RAM 指令編寫工作代碼，通過單片機(jī)讀取后控制數(shù)碼管顯示。 編寫 DS18B20 的操作代碼時，先初始化傳感器，然后分別讀它的位和比特，然后是寫比特，然后開始主要的轉(zhuǎn)換過程程序設(shè)計，轉(zhuǎn)換時要判斷正負(fù)，如果為負(fù)值，則取其值的反碼后加 1，得到正值，然后在前面顯示“ ”號，最后設(shè)計單片機(jī)控制讀取 DS18B20 的寄存器數(shù)據(jù)，通過數(shù)碼管顯示。 設(shè)計 了溫度顯示程序后開始設(shè)計無線發(fā)送程序，同樣的需要了解 nRF905 的結(jié)構(gòu)，工作原理寄存器和時序圖，還有 SPI 口的設(shè)置。設(shè)計程序時，一般先給寄存器配置參數(shù)，通過 SPI 口想配置寄存器讀寫配置信息。然后編寫它的寫操作和讀操作代碼，主機(jī)通過 SPI 接口向配置寄存器寫入信息，最后是它的發(fā)送指令代碼。 在編寫接收代碼程序時，和發(fā)送的代碼過程相似，參考后面的程序附錄。 程序流程圖 溫度采集模塊的程序設(shè)計要特別注意溫度傳感器 DS18B20 的代碼編寫，在充分了解很清楚 DS18B20 的基礎(chǔ)上根據(jù)其指令碼，寄存器等編寫其讀寫 指令，以及溫度處理轉(zhuǎn)換代碼，然后編寫數(shù)碼管的顯示程序，然后合并，構(gòu)成總的程序流程。Keil C51 軟件提供豐富的庫函數(shù)和功能強(qiáng)大的集成開發(fā)調(diào)試工具，全 Windows界面。其中 uVision 與 Ishell 分別是 C51 為 Windows 和 Dos 的集成開發(fā)環(huán)境 IDE ，可以完成編輯、編譯、連接、調(diào)試、仿真等整個開發(fā)流程。使用簡單方便。 設(shè)計的數(shù)據(jù)采集模塊具體流程圖 15 所示： 負(fù)值 正值 圖 15 數(shù)據(jù)采集流程圖 溫度采集時是，首先將 DS18B20 進(jìn)行初始化設(shè)置，然后才能進(jìn)行后面的操作。這也是使用各種傳感器設(shè)備的最基本步驟，然后是根據(jù)先前編寫的溫度傳感器代碼讀取傳感器采集的溫度數(shù)據(jù)，存儲在其寄存器中，然后進(jìn)行控制轉(zhuǎn)換程序。如果采集的溫度是正值，那么就控制單片機(jī)直接讀取經(jīng) NRF905 發(fā)送。如果溫度數(shù)據(jù)是負(fù)值，那么要進(jìn)行取反加一后變成正值數(shù)據(jù)再通過無線設(shè)備發(fā)送出去。 無線發(fā)送流程圖如圖 16 所示： N N N 圖 16 無線發(fā)送流程圖 初始化 nRF905，將接收點的地址和要發(fā)送的有效數(shù)據(jù)將通過 SPI 接口傳送給 nRF905。將 TRXCE 和 TXEN 全部置為高電平來激活 nRF905 的 ShockBurst 的發(fā)送模式。通過 nRF905 的 ShockBurst 可使射頻寄存器自動開啟，并完成數(shù)據(jù)包的發(fā)送， DR 置高。 然后判斷 TRXCE 電 平，如果置低將返回初始不進(jìn)行后面的操作，如果置高，那么將 AUTORETRAN 也設(shè)置為高電平，從而使 nRF905 將連續(xù)不斷地重復(fù)發(fā)送數(shù)據(jù)包，直到 TRXCE 被設(shè)置為低電平為止；而當(dāng) TRXCE 被設(shè)置為低電平時， DR 0，nRF905 則結(jié)束數(shù)據(jù)傳輸，并將自己設(shè)置為空閑模式。 在 ShockBurst 模式下，只要開始發(fā)送數(shù)據(jù)， TRXCE 和 TXEN 的引腳無論是高電平還是低電平，發(fā)送過程都會被保證處理完畢。 無線接收流程圖如圖 17 所示： N N N 圖 17 無線接收流程圖 首先，將 TRXCE 置為高， TXEN 置為低， nRF905 進(jìn)入接收模式，然后不斷監(jiān)測有無信號，等待接收；當(dāng) nRF905 檢測到有和接收頻率相同的載波時，其載波檢測引腳 CD 置為高電平；此后，當(dāng) nRF905 接收到相匹配的地址時，地址匹配引腳 AM 置為高電平；在這之后，當(dāng) nRF905 接收完畢一個有效的數(shù)據(jù)包 CRC 校驗正確 時， nRF905 將去掉前導(dǎo)碼、地址和 CRC 位，同時將數(shù)據(jù)準(zhǔn)備就緒引腳 DR置為高電平，并用單片機(jī)將 TRXCN 引腳設(shè)置為低電平，以進(jìn)入空閑模式，從而使單片 機(jī)能夠通過 SPI 接口讀出有效的數(shù)據(jù)；當(dāng)所有的數(shù)據(jù)讀出后， nRF905 將AM 和 DR 設(shè)置為低電平，以便使 nRF905 準(zhǔn)備進(jìn)入其它工作模式。 第五章 系統(tǒng)仿真與硬件調(diào)試 系統(tǒng)仿真 系統(tǒng)的仿真過程是使用 proteus 仿真軟件進(jìn)行，由于在 proteus 軟件中找不到 NRF905 的仿真模塊，所以仿真過程中沒有實現(xiàn)無線收發(fā)的仿真電路，只是進(jìn)行了溫度檢測和顯示過程的仿真操作。仿真圖如圖 18 所示： 圖 18 溫度采集仿真圖 系統(tǒng)硬件調(diào)試 系統(tǒng)硬件的制作過程全部在學(xué)校實驗室完成，在制作條件上受到一定的限制。在制作 PCB 電路板的過程中，由于打孔機(jī)上的打孔針只有一種直徑的，所以導(dǎo)致過孔和焊接點的孔徑大小一樣，焊接時要特別注意分清。因為制作的過孔之間是沒有伏銅，連接過孔的兩層導(dǎo)線是不相通的，需要手工進(jìn)行焊接，千萬不可漏焊。所以在硬件的調(diào)試過程要注意過孔的問題。另外，在制作電路電路板時，使用的是腐蝕刻線，很容易出現(xiàn)斷線現(xiàn)象，所以在焊接器件之前最好將斷線全部焊接好，避免斷線導(dǎo)致調(diào)試過程的不正常現(xiàn)象，因為焊接后電路板上的斷線不容易補(bǔ)焊。 在電路板的設(shè)計過程中要盡量在底層布線，同樣是因為孔內(nèi)沒有加銅的原因，如果是頂層走線，就需要 在頂層焊接，而頂層焊接時遇到像數(shù)碼管之類的器件的管腳很難在正面焊接，即使焊接也很容易出現(xiàn)虛焊現(xiàn)象，導(dǎo)致接觸不良。 在調(diào)試過程中，我的電路板出現(xiàn)了正面布線焊接時出現(xiàn)短路和斷路現(xiàn)象，導(dǎo)致串口無法使用，模塊供電不正常等現(xiàn)象，最后經(jīng)過使用萬用表仔細(xì)的檢測后才找出原因，過程繁瑣異常。 調(diào)試過程主要就是一個檢測過程，一定要有耐心，夠仔細(xì)，不然很難 找出問題的根本原因。所以在電路 PCB 板的設(shè)計過程中，腐蝕刻線過程中，焊接電路板時都需要認(rèn)真仔細(xì)對待，盡量減少因為硬件導(dǎo)致模塊功能不正常的問題出現(xiàn)，但同時，電路板出現(xiàn)問題的調(diào)試過程也是一個很好學(xué)習(xí)和經(jīng)驗積累過程，一定要認(rèn)真對待，自己找原因，不要總是讓別人代勞。 調(diào)試結(jié)果 經(jīng)過不斷認(rèn)真的調(diào)試過程，且電路的設(shè)計也沒有任何問題，最后電路板終于能夠完全實現(xiàn)預(yù)先設(shè)計的所有功能。 第六章 心得與體會 經(jīng)過一個星期的現(xiàn)代檢測技術(shù)課程設(shè)計，我們小組成功地完成了無線溫度檢測系統(tǒng)的設(shè)計。雖然整個設(shè)計中我們遇到了很多問題， 但通過我們自己九個人的分工，查找資料，調(diào)試、仿真，不斷地調(diào)整設(shè)計思路，最終成功地完成了設(shè)計目標(biāo)。這次課程設(shè)計讓我自己對于學(xué)習(xí)現(xiàn)代檢測技術(shù)有了更深一步地了解，通過實際地操作，發(fā)現(xiàn)書上的理論知識與在實際運用中的還是有一定的出入的。經(jīng)過自己不斷地摸索，改進(jìn)，從中學(xué)到了很多實際知識。 整個設(shè)計制作中也培養(yǎng)了我的實際操作能力和團(tuán)隊合作能力，不僅加強(qiáng)了自己獨立工作地能力，而且還充分地體會到了設(shè)計創(chuàng)作地艱辛，看到制作完成時也體會到了成功地喜悅，收獲了不少課外知識。還有要感謝李老師以及楊老師在我們遇到困難時，給予我們的建議 與鼓勵。 設(shè)計過程中感受最深的就是編寫程序后的調(diào)試過程，確實是一個漫長而痛苦的過程。我們根據(jù)顯示的結(jié)果不斷尋找錯誤點，各個擊破。雖然很累 每天都熬夜 ,但是當(dāng)程序跳出來之后，心中的喜悅是不言而喻的，不管之前多么的痛苦都是值得的！ 通過此次課程設(shè)計，我總結(jié)了幾點： ①每一個系統(tǒng)的生成，都是經(jīng)過層層周密的思考與測試而得到的，這需要團(tuán)隊的合作以及個人優(yōu)秀的素質(zhì)。 ②寫程序過程中，切記戒驕戒躁，踏踏實實，一步一個腳印。學(xué)會模塊化編程，會讓你少走很多彎路。 ③當(dāng)程序很多很復(fù)雜時，應(yīng)該寫一個模塊就調(diào)試一個，這樣下來會輕 松的解決各個問題，而不像你一次性全寫完，錯了之后再來調(diào)就很復(fù)雜了。 ④硬件電路的調(diào)試，也是需要極大的耐性，以及擁有良好的電子基礎(chǔ)，這個需要多加練習(xí)。 再次感謝我們的老師 .，老師嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致、一絲不茍的作風(fēng)一直是我工作、學(xué)習(xí)中的榜樣；老師循循善誘的教導(dǎo)和不拘一格的思路給予我無盡的啟迪；這離不開老師您的細(xì)心指導(dǎo)。而您開朗的個性和寬容的態(tài)度，幫助我能夠很順利的完成了這次課程設(shè)計。 同時感謝對我?guī)椭^的同學(xué)們，謝謝你們對我的幫助和支持，讓我感受到同學(xué)的友誼。 1] 丁元杰 . 單片微機(jī)原理及應(yīng)用 [M]. 北京：機(jī)械工業(yè)出 版社， 2020. [2] 郭天祥 . 51 單片機(jī) C 語言教程 [M]. 北京：電子工業(yè)出版社， 2020. [3] 陳杰，黃鴻 . 傳感器與檢測技術(shù) [M]. 北京：高等教育出版社 ,2020. [4] 李華 . 51 系列單片機(jī)實用接口技術(shù) [M]. 北京：北京航空航天大學(xué)出版社， 2020. [5] 譚浩強(qiáng) .C 程序設(shè)計（第四版） [M].北京：清華大學(xué)出版社， 2020. [6] nRF905 無線收發(fā)模塊開發(fā)指南（ ） [CD]. 杭州飛拓電子科技有線公司 . [7]溫度傳感器 DS18B20 資料 . 附錄一：原理圖 上位機(jī) Labview 數(shù)據(jù)顯示程序 前面板 后面板 labview 程序 附錄二：源程序代碼 //*************此程序為 nRF905 的發(fā)送程序 *********** include include define uchar unsigned char define uint unsigned int//******************* 定義命令字********************** define WC 0x00 // Write configuration register mand define RC 0x10 // Read configuration regist