【正文】 22TO220 和 TO25DPAK 封裝。輸出端需要一個至少 10uF 的鉭電容來改善瞬態(tài)響應和穩(wěn)定性。在 LM1117 的功能管腳圖中，1 腳為電源轉(zhuǎn)換元件 LM1117 的電壓輸入端，3 腳為 LM1117 的電壓輸出端。由于無線發(fā)射模塊的正常工作電壓為 左右，LM1117 元件的輸出電壓為 。本系統(tǒng)無線模塊需要一＋ 電源，采用電源電路如圖所示。該電路把先前轉(zhuǎn)換得到的＋5V 電源經(jīng)過低壓差電壓調(diào)節(jié)器 LM1117 轉(zhuǎn)換為＋ 電源。具體電路設(shè)計如下圖 所示：桂林電子科技大學畢業(yè)設(shè)計(論文)報告用紙 第 16 頁 共 31 頁+ 1 2 3J9ASM1117圖 電路設(shè)計 硬件電路總設(shè)計 發(fā)送端原理圖電源模塊：由 VCC 提供+5V 高電平，Power 接口接入，經(jīng)過 LM1117 降壓為+ 電平，為 nRF905 模塊提供高電平。顯示模塊： P1 口控制。無線模塊控制模塊：無線模塊由 P2 口控制。溫度采集模塊：溫度采集由 DHT11 I/O 端接入單片機 口。單片機最小系統(tǒng)：X1，X2 接外部振蕩電路，RESET 端接復位電路，EA 端接高。具體電路如下圖 所示P101 P112 P123P134 P145 P156P167 P178P00 39P01 38P02 37P03 36P04 35P05 34P06 33P07 32P20 21P21 22P22 23P23 24P24 25P25 26P26 27P27 28RXD10 TXD11 INT012INT113 T014 T115WR16 RD17ALE/P30 PXEN29 EA/VP3130193218RESET9VCC40 GND20U189C51VCCVCCC315pFC415pFC510uF1 23 4U31117+C110uF +C222uFVCC最 小 系 統(tǒng) 模 塊R31kD0LEDVCC1 23 45 67 89 1011 1213 14JP1nrf_90511 22 33U278L0512DC1+9 +9電 源 模 塊TxENTxENTRX_CE PWRPWRTRX_CEMISOMISOMOSIMOSISCLKSCLKCSNCSNDC_9V12J1RxRxTxTxSW1DLDIODE12345678LCD_5110 CECEDCDCDin DinClk Clk12 JPP1234JCVCCD0A0D0A0RST RST圖 發(fā)送端電路總設(shè)計圖 接收端原理圖接收端由單片機主控電路、開關(guān)電源+9V～+12V 接入、串口通信電路、無線模塊桂林電子科技大學畢業(yè)設(shè)計(論文)報告用紙 第 17 頁 共 31 頁供電電路、LCD12864 液晶顯示接口和報警電路組成。單片機主控電路由 12C5A08S2最小系統(tǒng)組成。+5V 電源由 LM7805 提供給單片機和其他模塊。接入后發(fā)光二極管點亮。串口通信模塊由 DB9 和 RS232 的外圍電路組成。串口通信一邊接單片機的 RXD和 TXD，一邊連接 PC 機。LCD12864 顯示模塊數(shù)據(jù)端接單片機口，的 。報警電路接單片機的 腳。由一個三極管和喇叭組成。接收端總原理圖設(shè)計如下圖 所示：P101 P112 P123P134 P145 P156P167 P178P00 39P01 38P02 37P03 36P04 35P05 34P06 33P07 32P20 21P21 22P22 23P23 24P24 25P25 26P26 27P27 28RXD10 TXD11 INT012INT113 T014 T115WR16 RD17ALE/P30 PXEN29 EA/VP3130193218RESET9VCC40 GND20U189C51VCCC1615pFC1715pFC1810uF+C510uF+C622uFVCC最 小 系 統(tǒng) 模 塊1234567891011121314151617181920 LCD212864VCCVCCVCC1 23 45 67 89 1011 1213 14JP1nrf90511 22 33U2LM78XX12DC1+9 +9電 源 模 塊11 2 2W3RW2VCCVCCSIDCLKCLKSIDTxENTxENTRX_CE PWRPWRTRX_CEMISOMISOMOSIMOSISCLKSCLKCSNCSNRxTxSW111 22been2VCCRL2RS2P30 C1B2 E3Q2P30VCC162738495J2DB9C1+ 1VDD2 C1 3C2+ 4C2 5VEE6T2OUT7 R2IN8 R1IN13 T1OUT14 GND15VCC16T1IN 11T2IN 10R1OUT 12R2OUT 9MAX232R1MAX232GNDC3474C4474C1474C2474GNDVCCRxTx串 口 電 路S1SWPBS2SWPBS3SWPBR41KR51KR121KVCCP10P11P11P12P10P11P12123J9ASM1117J3LEDJ7LEDD11N4007123J8CON3R21K圖 接收端總原理圖設(shè)計桂林電子科技大學畢業(yè)設(shè)計(論文)報告用紙 第 18 頁 共 31 頁5 系統(tǒng)軟件設(shè)計本系統(tǒng)發(fā)送端采用 DHT11 溫濕度、MQ3 酒精濃度、 MQ35 空氣質(zhì)量傳感器，經(jīng)12C5A08S2 收集處理數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù) LCD5110 液晶顯示，再由 nRF905 模塊發(fā)送到接收端。其中包括 DHT11 溫濕度、MQ3 酒精濃度、MQ135 空氣質(zhì)量和 nRF905 模塊的初始化配置。本系統(tǒng)接收端采用 nRF905 無線模塊接收發(fā)送端傳來的溫濕度、酒精濃度、空氣質(zhì)量數(shù)據(jù)，經(jīng)單片機 12C5A08S2 在 LCD12864 液晶顯示器上顯示。溫度過高則報警電路工作。最后單片機把數(shù)據(jù)經(jīng)串口傳輸給 PC 機。其中包括 nRF905 模塊和 LCD12864 液晶顯示器的初始化。 LCD5110 顯示程序設(shè)計使用 Nokia5110 液晶的四大理由1)性價比高，LCD1602 可以顯示 32 個字符，而 Nokia5110 可以顯示 15 個漢字，30 個字符。2) 接口簡單，僅四根 I/O 線即可驅(qū)動，LCD1602 需 11 根 I/O 線，LCD12864 需 12根。3) 速度快，是 LCD12864 的 20 倍，是 LCD1602 的 40 倍。4) Nokia5110 工作電壓 ，正常顯示時工作電流 200uA 以下，具有掉電模式，適合電池供電的便攜式移動設(shè)備。Nokia5110 的初始化接通電源后，內(nèi)部寄存器和 RAM 的內(nèi)容是不確定的，這需要一個 RES 低電平脈沖復位一下。當 VDD 變?yōu)楦唠娖?，達到 VDDmin(或更高)之后，最多 100ms，RST 輸入低電平( 電平幅度) 。LCD5110 復位時序如下圖 所示：圖 LCD5110 復位時序LCD5110 初始化程序：void LCD_init(void) { LCD_RST = 0。 // 產(chǎn)生一個讓 LCD 復位的低電平脈沖 delay_1us()。桂林電子科技大學畢業(yè)設(shè)計(論文)報告用紙 第 19 頁 共 31 頁 LCD_RST = 1。 LCD_CE = 0。 // 關(guān)閉 LCD delay_1us()。 LCD_CE = 1。 // 使能 LCD delay_1us()。 LCD_write_byte(0x21, 0)。 // 使用擴展命令設(shè)置 LCD 模式 LCD_write_byte(0xc8, 0)。 // 設(shè)置液晶偏置電壓 LCD_write_byte(0x06, 0)。 // 溫度校正 LCD_write_byte(0x13, 0)。 // 1:48 LCD_write_byte(0x20, 0)。 // 使用基本命令，V=0，水平尋址 LCD_clear()。 // 清屏 LCD_write_byte(0x0c, 0)。 // 設(shè)定顯示模式，正常顯示 LCD_CE = 0。 // 關(guān)閉 LCD } NRF905 發(fā)送程序設(shè)計由于 nRF905 工作在 ShockBurstTM 模式，因此使用低速的微控制器也能得到很高的射頻數(shù)據(jù)發(fā)射速率。在 ShockBurstTM 接收模式下，當一個包含正確地址和數(shù)據(jù)包被接收到后，地址匹配（AM）和數(shù)據(jù)準備好（DR）兩引腳通知微控制器。在ShockBurstTM 發(fā)送模式，nRF905 自動產(chǎn)生字頭和 CRC 校驗碼，當發(fā)送過程完成后，數(shù)據(jù)準備好引腳通知微處理器數(shù)據(jù)發(fā)射完畢。由以上分析可知，nRF905 的ShockBurstTM 收發(fā)模式有利于節(jié)約存儲器和微控制器資源，同時也減小了編寫程序的時間。當 MCU 有遙控數(shù)據(jù)節(jié)點時，接收點的地址(TXaddress)和有效數(shù)據(jù)(Txpayload) 將通過 SPI 接口傳送給 nRF905。設(shè)計時應使用協(xié)議或 MCU 來設(shè)置接口速度。可用 MCU設(shè)置 TRXCE，并使 TXEN 為高電平來激活 nRF905 的 ShockBurst 傳輸。通過 nRF905的 ShockBurst 可使無線系統(tǒng)自動上電，并完成數(shù)據(jù)包(應加前導碼和 CRC 校驗碼)的數(shù)據(jù)碼發(fā)送(100 kbps，GFSK ，曼切斯特編碼)。如果 AUTORETRAN 被設(shè)置為高電平，那么，nRF905 將連續(xù)地發(fā)送數(shù)據(jù)包，直到 TRXCE 被設(shè)置為低電平為止；而當 TRXCE 被設(shè)置為低電平時，nRF905 則結(jié)束數(shù)據(jù)傳輸，并將自己設(shè)置為 standby 模式。ShockBurstTM 工作模式保證，一旦發(fā)送數(shù)據(jù)的過程開始，無論 TRX_EN 和TX_EN 引腳是高或低，發(fā)送過程都會被處理完。只有在前一個數(shù)據(jù)包被發(fā)送完畢，nRF905 才能接受下一個發(fā)送數(shù)據(jù)包。軟件流程圖如下圖 所示：桂林電子科技大學畢業(yè)設(shè)計(論文)報告用紙 第 20 頁 共 31 頁開始TRXCE=1,TXEN=1,PWRUP=11初始化 SPI，模塊裝載 addr 和發(fā)送數(shù)據(jù)發(fā)射部分模塊上電生成 CRC 和前導碼，并發(fā)送數(shù)據(jù)，DR=1前導碼完成后 DR 置低TRXCE=1？AUTORET=1？TRXCE=1？結(jié)束是是否是 否否否圖 NRF905 發(fā)送程序設(shè)計框圖 溫濕度檢測子程序操作流程如下：一次完整的數(shù)據(jù)傳輸為 40bit，高位先出。數(shù)據(jù)格式：8bit 濕度整數(shù)數(shù)據(jù)+8bit 濕度小數(shù)數(shù)據(jù)+8bit 溫度整數(shù)數(shù)據(jù)+8bit 溫度小數(shù)數(shù)據(jù)+8bit 校驗和。數(shù)據(jù)傳送正確時校驗和數(shù)據(jù)等于“8bit 濕度整數(shù)數(shù)據(jù) +8bit 濕度小數(shù)數(shù)據(jù)+8bi 溫度整數(shù)數(shù)據(jù)+8bit 溫度小數(shù)數(shù)據(jù) ”所得結(jié)果的末 8 位。 用戶 MCU 發(fā)送一次開始信號后，DHT11 從低功耗模式轉(zhuǎn)換到高速模式，等待主機開始信號結(jié)束后，DHT11 發(fā)送響應信號，送出 40bit 的數(shù)據(jù),并觸發(fā)一次信號采集,用，DHT11 接收到開始信號觸發(fā)一次溫濕度采集，如果沒有接收到主機發(fā)送開始信號，DHT11 桂林電子科技大學畢業(yè)設(shè)計(論文)報告用紙 第 21 頁 共 31 頁速模式。 酒精濃度、空氣質(zhì)量采集子程序設(shè)計本設(shè)計使用 MQ3 酒精濃度、MQ135 空氣質(zhì)量傳感器，輸出電物理量,通過單片機內(nèi)部 A/D 模塊將酒精濃度對應的電壓值返回給單片機處理。程序框圖如下圖 所示：開始初始化A/D 轉(zhuǎn)換子程序結(jié)束圖 酒精濃度、空氣質(zhì)量采集流程圖 AD 采集程序設(shè)計STC12C5A08S2 的 STC 單片機內(nèi)部自帶有 8 路 10 位的 AD 轉(zhuǎn)換器，分布在 P1 口的 8 位上，當時在 40MHz 以下時，每 17 個機器周期可完成一次 AD 轉(zhuǎn)換。P1_ADC_EN： 口的 AD 使能寄存器。相應位設(shè)置為“1”時，對應的 口作為 AD 轉(zhuǎn)換使用，內(nèi)部上拉電阻自動斷開。ADC_CONTR：AD 轉(zhuǎn)換控制寄存器。ADC_START：AD 轉(zhuǎn)換啟動控制位，設(shè)置為“1”時，AD 開始轉(zhuǎn)換。ADC_FLAG：AD 轉(zhuǎn)換結(jié)束標志位，當 AD 轉(zhuǎn)換完成后，ADC_FLAG=1。CHSCHSCHS0 ：為模擬輸入通道選擇，如表 所示。表 STC89 系列單片機