【正文】 E A /V P31X119X218R E S E T9RD17WR16IN T 012IN T 113T014T115P 10 / T1P 11 / T2P 123P 134P 145P 156P 167P 178P 0039P 0138P 0237P 0336P 0435P 0534P 0633P 0732P 2021P 2122P 2223P 2324P 2425P 2526P 2627P 2728P S E N29A L E / P30T X D11R X D10U180C 5 2C130P FC230P FC310UR110KY112M H zV C CGND1I/ O2V C C3U2D S 18 B 20V C CV C C12345678J1nR F 2 4l 01+ 3. 3 VV in1V o ut2GND3U5L M 111 7C8104C 11104+C910u+C 10100ue1d2dp3c4g5s46b7s38s29f10a11s112U37S E G123456789R P A KR E S P AV C CD0D1D2D3D4D5D6D7D0 D1D2D3D4D5D6D7S1 S2 S3S4S1S2S3S4V B U S1D2D+3GND4s he ll5s he ll6A1U S BV C CP 33+ 3. 3 V基于 nRF24L01 模塊的無線通信系統(tǒng)設(shè)計 35 E A / V P3 1X 11 9X 21 8R E S E T9R D1 7W R1 6I N T 01 2I N T 11 3T 01 4T 11 5P 1 0 / T1P 1 1 / T2P 1 23P 1 34P 1 45P 1 56P 1 67P 1 78P 0 03 9P 0 13 8P 0 23 7P 0 33 6P 0 43 5P 0 53 4P 0 63 3P 0 73 2P 2 02 1P 2 12 2P 2 22 3P 2 32 4P 2 42 5P 2 52 6P 2 62 7P 2 72 8P S E N2 9A L E / P3 0T X D1 1R X D1 0U 18 0 C 5 2C 13 0 p FC 23 0 p FX 11 2 M H z1234567891 01 11 21 31 41 51 61 71 81 92 0J 1C O N 2 01234567891 01 11 21 31 41 51 61 71 81 92 0J 2C O N 2 0X 1X 2V C CR 11 0 KC 31 0 u FR E S E TP 1 0P 1 1P 1 2P 1 3P 1 4P 1 5P 1 6P 1 7P 2 0P 2 1P 2 2P 2 3P 2 4P 2 5ER SD 0D 1D 2D 3D 4D 5D 6D 7R E S E T R X DT X DA L EP S E NI N T 0I N T 1T 0T 1R DW RX 1X 2P 1 0P 1 1P 1 2P 1 3P 1 4P 1 5P 1 6P 1 7R E S E TR X DT X DI N T 0I N T 1T0T 1W RR DX 1X 2G N D P 2 0P 2 1P 2 2P 2 3P 2 4P 2 5ER SP S E NA L EV C CD 0D 1D 2D 3D 4D 5D 6D 7V C CV B U S1D 2D +3G N D4s h e l l5s h e l l6U S BU S B12345J 3C O N 5R 21 0D I OL E DC 1 +1C 1 3C 2 +4C 2 5V s +2V s 6V C C1 6G N D1 5T 1 I N1 1T 1 O U T1 4T 2 I N1 0T。 報警電路接單片機(jī)的 腳。串口通信一邊接單片機(jī)的 RXD 和 TXD，一邊連接 PC 機(jī)。接入后發(fā)光二極管點亮。 單片機(jī)主控電路由 AT89S52 最小系統(tǒng)組成。 單片機(jī)最小系統(tǒng)： X1， X2 接外部振蕩電路， RESET 端接復(fù)位電路，EA 端接高。 無線模塊控制模塊：無線模塊由 P2 口控制。 顯示模塊： P1 口接無線模塊的控制端 口。用 Protue 顯示仿真結(jié)果如圖 。由 LCD1602 液晶顯示器顯示。顯示仿真成功。 P0 口接 4 位數(shù)碼管段選端， 分別接數(shù)碼管位選段 S4S1。如圖 圖 +5V 電源設(shè)計仿真 發(fā)送端溫度采集與顯示仿真 發(fā)送端溫度采集與顯示電路由 Protues 仿真 軟件進(jìn)行仿真。流程圖如 。最后單片機(jī)把數(shù)據(jù)經(jīng) 串口傳輸給 PC 機(jī)。 配 置 n R F 2 4 L 0 1 發(fā) 送 模 式復(fù) 位 D S 1 8 B 2 0開 始發(fā) 送 跳 過 R O M 命 令開 始 溫 度 轉(zhuǎn) 換讀 取 溫 度 值 繼 電 器 工 作溫 度 顯 示數(shù) 據(jù) 經(jīng) n R F 2 4 L 0 1 發(fā) 送發(fā) 送 成 功 ？溫 度過 高Y N圖 發(fā)送端程序流程圖 基于 nRF24L01 模塊的無線通信系統(tǒng)設(shè)計 29 接收端軟件設(shè)計 本系統(tǒng)接收端采用 nRF24L01 無線模塊接收發(fā)送端傳來的溫度數(shù)據(jù)，經(jīng)單片機(jī) AT89S52 在 LCD1602 液晶顯示器上顯示。其中包括 DS18B20和 nRF24L01模塊的初始化配置。 繼電器連接發(fā)送端單片機(jī) 口。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。該電路是把 市電 220V 交流電壓經(jīng)電壓器降壓至 8V， 輸入進(jìn)行全橋整流，成為脈動直流，經(jīng)過，一級濾波后送至 三端穩(wěn)壓集成電路lm7805 穩(wěn)壓，再經(jīng)二級濾波后即為＋ 5V輸出，圖 管組成了全橋整流電路， C1， C3 是一級濾波電容， U1 是穩(wěn)壓管lm7805， C4 是二級濾波電容。 MAX232 泵電源引腳必須接 0． 1μf 電容，如圖中的 C C C C10。 Q18 5 5 0U 1 3B E L LBR1 0 0V C CP 3 7 圖 接收端報警電路 接收端與 PC 機(jī)通信 本系統(tǒng) 采用 MAX232 來完成 TTL EIA（美國電子工業(yè)聯(lián)合會）雙向電平轉(zhuǎn)換。 如圖 所示： e1d2dp3c4g5s46b7s38s29f10a11s112U37 S E GD0 D1D2D3D4D5D6D7S1 S2 S3S4 圖 基于 nRF24L01 模塊的無線通信系統(tǒng)設(shè)計 25 報警電路 當(dāng)外界溫度超過預(yù)設(shè)溫度上下限時，為更加有效的引起用戶的注意，及時關(guān)注溫度的變化，本系統(tǒng)設(shè)計了聲報警電路。 基于 nRF24L01 模塊的無線通信系統(tǒng)設(shè)計 24 D0D1D2D3D4D5D6D7P 27P 2512345678910111213141516J 13C O N 16R3P O T 1V C CP 26 圖 LCD1602液晶顯示模塊電路圖 發(fā)送端顯示模塊 本設(shè)計在發(fā)送端部分采用數(shù)碼管顯示， P0 由上拉電阻提高驅(qū)動能力，作為數(shù)據(jù)輸出。 接收端顯示模 塊 本設(shè)計在接收端部分采用 LCD1602 液晶顯示模塊 來顯示溫度， ,P0由上拉電阻提高驅(qū)動能力，作為數(shù)據(jù)輸出并作為 LCD 的驅(qū)動， P2 口的 分別作為 液晶顯示模塊 的使能信號 E， 數(shù)據(jù) /命令選擇 RS，R/W 端則配置成寫。如圖： 基于 nRF24L01 模塊的無線通信系統(tǒng)設(shè)計 23 GND1I/ O2V C C3U2D S 1 8 B 2 0V C CP 3 3 圖 DS18B20硬件連接圖 顯示模塊 本系統(tǒng)顯示模塊分兩種： 接收端顯示模塊用 LCD1602 液晶模塊。寫時隙起始于單片機(jī)拉低總線。DSl8820 在讀時隙開始 15μs 后開始采樣總線電平。 讀時隙需 15～ 60 μs ，且在 2 次獨立的讀時隙之間至 少需要1 μs 的恢復(fù)時間。應(yīng)答脈沖能保持 60～ 240μs 。然后，單片機(jī)釋放總線，等待 DS18B20 的應(yīng)答脈沖。 與 DS18B20 的所有通訊都是由一個單片機(jī)的復(fù)位脈沖和一個DS18B20 的應(yīng)答脈沖開始的。此后由于芯片忙于溫度轉(zhuǎn)換處理，當(dāng)控制器發(fā)一個讀時間隙時，總線上輸出“ 0”，當(dāng)儲存工作完成時，總線將輸出“ 1”。芯片允許在讀過程中用復(fù)位信號中止讀取，即可以不讀后面不需要的字節(jié)以減少讀取時間。如果在多芯片掛接時使用此 指令將會出現(xiàn)數(shù)據(jù)沖突，導(dǎo)致錯誤出現(xiàn)。數(shù)據(jù)的讀寫方法將有下文有詳細(xì)介紹。如執(zhí)行溫度轉(zhuǎn)換指令則控制器（單片機(jī)）必須等待 18B20 執(zhí)行其指令，一般轉(zhuǎn)換時間為 500uS。存儲器操作指令的功能是命令 18B20作什么樣的工作，是芯片控制的關(guān)鍵。 （ 4） 控制器發(fā)送存儲器操作指令：在 ROM 指令發(fā)送給 18B20之后，緊接著（不間斷）就是發(fā)送存儲器操作指令了。其主要目的是為了分辨一條總線上掛接的多個器件并作處理。 （ 3） 控制器發(fā)送 ROM 指令：雙方打完了招呼之后最要將進(jìn)行交流了， ROM 指令共有 5 條，每一個工作周期只能發(fā)一條， ROM指令分別是讀 ROM 數(shù)據(jù)、指定匹配芯片、跳躍 ROM、芯片搜索、報警芯片搜索。至此，通信雙方已經(jīng)達(dá)成了基本的協(xié)議，接下來將會是控制器與 18B20 間的數(shù)據(jù)通信。當(dāng) 18B20 接到此復(fù)位信號后則會在 15~60uS 后回發(fā)一個芯基于 nRF24L01 模塊的無線通信系統(tǒng)設(shè)計 21 片的存在脈沖。 EEPROM 非易失性記憶體，用于存放長期需要保存的數(shù)據(jù)，上下限溫度報警值和校驗數(shù)據(jù)， DS18B20 共 3 位 EEPROM，并在 RAM 都存在鏡像，以方便用戶操作。第 8 個字節(jié)為計數(shù)寄存器，是為了讓用戶得到更高的溫度分辨率而設(shè)計的，同樣也是內(nèi)部溫度轉(zhuǎn)換、計算的暫存單元。在上電復(fù)位時其值將被刷新。 （ 2） RAM 數(shù)據(jù)暫存器，用于內(nèi)部計算和數(shù)據(jù)存取，數(shù)據(jù)在掉電后丟失， DS18B20 共 9 個字節(jié) RAM，每個字節(jié)為 8 位。數(shù)據(jù)在出產(chǎn)時設(shè)置不由用戶更改。在講解其工作流程之前我們有必要了解 18B20 的內(nèi)部存儲器資源。 DS18B20 的工作原理 DS18B20 的溫度檢測與數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)輸出全集成于一個芯片之上，從而抗干擾力更強(qiáng)。 bit7 bit6 bit5 bit4 bit3 bit2 bit1 bit0 LS Byte 23 22 21 20 21 22 23 24 bit15 bit14 bit13 bit12 bit11 bit10 bit9 bit8 MS Byte S S S S S 26 25 24 圖 DS18B20溫度值格式表 這是 12 位轉(zhuǎn)化后得到的 12 位數(shù)據(jù)，存儲在 18B20 的兩個 8比特的 RAM 中，二進(jìn)制中的前面 5 位是符號位，如果測得的溫度基于 nRF24L01 模塊的無線通信系統(tǒng)設(shè)計 20 大于 0，這 5 位為 0，只要將測到的數(shù)值乘于 即可得到實際溫度；如果溫度小于 0，這 5 位為 1，測到的數(shù)值需要取反加 1再乘于