【正文】 其中 LCD 驅(qū)動(dòng) 電壓 V0 可通過滑動(dòng)變阻器進(jìn)行調(diào)節(jié)，一般 V0 為零伏。提供內(nèi)部自動(dòng)上電復(fù)位電路， +5V 工作電壓。提供5*7 點(diǎn)陣 +光標(biāo)和 5*10 點(diǎn)陣 +光標(biāo)的顯示模式。字符型液晶顯示模塊是專門用于顯示字母、數(shù)字、符號(hào)等的點(diǎn)陣型液晶顯示模塊。當(dāng)最后一 bit 數(shù)據(jù)傳送完畢后， DHT11 拉低總線 50us，隨后總線由上拉電阻高進(jìn)入空閑狀態(tài)。格式見下面圖示。 DHT11 接收到主機(jī)的開始信號(hào)后，等待主機(jī)開始信號(hào)結(jié)束，然后發(fā)送 80us 低電平響應(yīng)信號(hào) .主機(jī)發(fā)送開始信號(hào)結(jié)束后，延時(shí)等待 20 40us 后， 讀取 DHT11 的響應(yīng)信號(hào)，主機(jī)發(fā)送開始信號(hào)后，可以切換 到輸入模式，或者輸出高電平均可，總線由上拉電阻高。 單片機(jī)發(fā)送一次開始信號(hào)后， DHT11 從低功耗模式轉(zhuǎn)換到高速模式，等待主機(jī)開始信號(hào)結(jié)束后， DHT11 發(fā)送響應(yīng)信號(hào)，送出 40bit 的數(shù)據(jù)，并觸發(fā)一次信號(hào)采集，用戶可選擇讀取部分?jǐn)?shù)據(jù) .從模式下， DHT11 接收到開始信號(hào)觸發(fā)一次溫濕度采集，如果沒有接收到主機(jī)發(fā)送開始信號(hào)， DHT11 不會(huì)主動(dòng)進(jìn)行溫濕度采集，采集數(shù)據(jù)后轉(zhuǎn)換到低速模式。 2 ℃ 量程范圍 0 50 ℃ 響應(yīng)時(shí)間 1/e(63%) 6 30 S 串行接口（單線雙向） DATA 用于微處理器與 DHT11 之間的通訊和同步，采用單總線數(shù)據(jù)格式，一次通訊時(shí)間 4ms 左右，數(shù)據(jù)分小數(shù)部分和整數(shù)部分，具體格式在下面說明，當(dāng)前小數(shù)部分用于以后擴(kuò)展，現(xiàn)讀出為零 .操作流程如下： 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) （） 第 19 頁（共 62 頁） 一次完整的數(shù)據(jù)傳輸為 40bit，高位先出。 1 ℃ 精度 177。 1 %RH 長(zhǎng)期穩(wěn)定性 典型值 177。 4 %RH 050℃ 177。 傳感器性能說明 傳感器性能說明見表 5： 基于 nRF2401 的多點(diǎn)溫濕度采集系統(tǒng)設(shè)計(jì) （ 第 2 頁（共 36 頁） 第 18 頁 （共 62 頁） 表 5 傳感器性能 參數(shù) 條件 Min Typ Max 單位 濕度 分辨率 1 1 1 %RH 8 Bit 重復(fù)性 177。傳感器上電后，要等待 1s 以越過不穩(wěn)定狀態(tài)在此期間無需發(fā)送任何指令。產(chǎn)品為 4針單排引腳封裝。單線制串行接口，使系統(tǒng)集成變得簡(jiǎn)易快捷。傳感器包括一個(gè)電阻式感濕元件和一個(gè) NTC測(cè)溫元件，并與一個(gè)高性能 8位單片機(jī)相連接。給出 SPI 操作及時(shí)序圖，如圖 :： 圖 7 SPI 讀操作 圖 8 SPI 寫操作 電源轉(zhuǎn)換 本無線發(fā)射接收模塊需要的電源為 ~ V， 本系統(tǒng)中采用 V 直流電源來直接對(duì)無線發(fā)射接收模塊供電， 5 V 電源經(jīng) 芯片轉(zhuǎn)換后可得到穩(wěn)定的直流電源，其電源轉(zhuǎn)換電路如圖 9 所示： 基于 nRF2401 的多點(diǎn)溫濕度采集系統(tǒng)設(shè)計(jì) （ 第 2 頁（共 36 頁） 第 16 頁 （共 62 頁） 圖 9 無線模塊電源轉(zhuǎn)換電路 溫濕度數(shù)據(jù)采集模塊 該模塊由 DHT11數(shù)字溫濕度傳感 器來實(shí)現(xiàn)。 最后接收成 功時(shí) ， 若CE 變低 ， 則 nRF2401 進(jìn)入空閑模式 1。 當(dāng)接收方檢測(cè)到有效的地址和 CRC 時(shí) ， 就將數(shù)據(jù)包存儲(chǔ)在 RX FIFO中 ， 同時(shí)中斷標(biāo)志位 RX_DR 置高 ， IRQ 變低 ， 產(chǎn)生中斷 ， 通知 MCU 去取數(shù)據(jù) 。若發(fā)送堆棧中無數(shù)據(jù)且 CE 為高 ， 則進(jìn)入空閑模式 2。 最后發(fā)射成功時(shí) ， 若 CE 為低則 nRF2401進(jìn)入空閑模式 1。若未收到應(yīng)答 ， 則自動(dòng)重新發(fā)射該數(shù)據(jù) (自動(dòng)重發(fā)已開啟 )， 若重發(fā)次數(shù) (ARC)達(dá)到上限 ， MAX_RT 置高 ， TX FIFO 中數(shù)據(jù)保留以便在次重發(fā) 。若自動(dòng)應(yīng)答開啟 ， 那么 nRF2401 在發(fā)射數(shù)據(jù)后立系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) （） 第 15 頁（共 62 頁） 即進(jìn)入接收模式 ， 接收應(yīng)答信號(hào)（自動(dòng)應(yīng)答接收地址應(yīng)該與接收節(jié)點(diǎn)地址 TX_ADDR一致） 。在 CS 引腳的下降沿，新送入的配置字開始工作。 表 3 nRF2401配置字描述 位 位數(shù) 名字 功能 ShockBurstTM配置 143:120 24 TEST 保留 119： 112 8 DATA2W 接收頻道 2 有效數(shù)據(jù)的長(zhǎng) 度 111： 104 8 DATA1W 接收頻道 1 有效數(shù)據(jù)的長(zhǎng)度 103： 64 40 ADDR2 接收頻道 2 的地址，最高位 5 字節(jié) 63:24 40 ADDR1 接收頻道 1 的地址，最高位 5 字節(jié) 23:18 6 ADDRW 接收頻道地址位數(shù) 17 1 CRCL 8 或 16 位 CRC 16 1 CRCEN 使能 CRC 檢驗(yàn) 常用器件配置 15 1 RX2EN 使能第二頻道 14 1 CM 通信方式設(shè)置 13 1 RFDRSB 發(fā)射數(shù)據(jù)速率 (1Mbs 需要 16MHz 晶振 ) 12： 10 3 XOF 晶振頻率 9： 8 2 RFPWR 發(fā)射輸出電源 7： 1 7 RFCH 頻道設(shè)置 0 1 RXEN 接收或發(fā)射操作 在配置模式下，注意保證 PWR_UP 引腳為高電平， CE 引腳為低電平。 配置字從最高位開始 ， 依次送入 nRF2401。 nRF2401 配置字的各個(gè)位的描述 見 表 3。 這使得 nRF2401 能夠區(qū) 分 地址和數(shù)據(jù) ； 地址 ： 接收數(shù)據(jù)的地址 ， 有通道 1 的地址和通道 2 的地址 ； CRC： 使 nRF2401 能夠生成 CRC 校驗(yàn)碼和解碼 。 ShockBurstTM 的配置字可以分為以下四個(gè)部分 ： 數(shù)據(jù)寬度 ： 聲明射頻數(shù)據(jù)包中數(shù)據(jù)占用的位數(shù) 。 nRF2401 器件配置 以下介紹 把 nRF2401 配置為 ShockBurstTM 收發(fā)模式的器件配置方法 。 關(guān)機(jī)模式 在關(guān)機(jī)模式下，為了得到最小的工作電流，一般此時(shí)的工作電流小于 1uA。在空閑模式下，部分片內(nèi)晶振仍在工作，此時(shí)的工作電流跟外部晶振的頻率有關(guān)，如外部晶振為 4MHz 時(shí)工作電流為 12uA，外部晶振為 16MHz 時(shí)工作電流為 32uA。 配置模式 在配置模式下， 15 字節(jié)的配置字被送到 nRF2401，這通過 CS、 CLK1 和 DATA三個(gè)引腳完成，具體的配置方法參照本設(shè)計(jì)的器件配置部分。其工作模式見表 2： 表 2 nRF2401工作模式 工作模式 PWRUP CE CS 收發(fā)模式 1 1 0 配置模式 1 0 1 空閑模式 1 0 0 關(guān)機(jī)模式 0 ShockBurstTM 發(fā)射 流程： 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) （） 第 13 頁（共 62 頁） 當(dāng)微控制器有數(shù)據(jù)要發(fā)送時(shí) ， 其把 CE 置高 ， 使 nRF2401 工作 ， 把接收機(jī)的地址和要發(fā)送的數(shù)據(jù)按時(shí)序送入 nRF2401， 微控制器把 CE 置低 ， 激發(fā) nRF2401 進(jìn)行ShockBurstTM 發(fā)射 ， nRF2401 的 ShockBurstTM 發(fā)射 ， 給射頻前端供電 ， 射頻數(shù)據(jù)打包 (加字頭 、 CRC 校驗(yàn)碼 )， 高速發(fā)射數(shù)據(jù)包 ， 發(fā)射完成 ， nRF2401 進(jìn)入空閑狀態(tài) 。 nRF2401 的 引腳說明 見表 1： 基于 nRF2401 的多點(diǎn)溫濕度采集系統(tǒng)設(shè)計(jì) （ 第 2 頁（共 36 頁） 第 12 頁 （共 62 頁） 表 1 nRF2401引腳 引腳 名稱 引腳功能 描述 1 CE 數(shù)字輸入 使 nRF2401 工作于接收或發(fā)送狀態(tài) 2 DR2 數(shù)字輸出 頻道 2 接收數(shù)據(jù)準(zhǔn)備好 3 CLK2 數(shù)字 I/O 頻道 2 接收數(shù)據(jù)時(shí)鐘輸入輸出 4 DOUT2 數(shù)字輸出 頻道 2 接收數(shù)據(jù) 5 CS 數(shù)字輸入 配置模式的片選端 6 DR1 數(shù)字輸出 頻道 1 接收數(shù)據(jù)準(zhǔn)備好 7 CLK1 數(shù)字 I/O 頻道 1 接收數(shù)據(jù)時(shí)鐘輸入 /輸出 8 DATD 數(shù)字 I/O 頻道 1 接收 /發(fā)送數(shù)據(jù)端 9 DVDD 電源 電源的正數(shù)字輸出 10 VSS 電 源 電源地 11 XC1 模擬輸出 晶振 1 12 XC2 模擬輸入 晶振 2 13 VDDPA 電源輸出 給功率放大器提供 的電壓 14 ANT1 天線 天線接口 1 15 ANT2 天線 天線接口 2 16 VSS_PA 電源 電源地 17 VDD 電源 電源正端 18 VSS 電源 電源地 19 IREF 模擬輸入 模數(shù)轉(zhuǎn)換的外部參考電壓 20 VSS 電源 電源地 21 VDD 電源 電源正端 22 VSS 電源 電源地 23 PWR_UP 數(shù)字輸 入 芯片激活端 24 VDD 電源 電源正端 nRF2401 工作模式 nRF2401 有四種工作模式：收發(fā)模式、配置模式、空閑模式和關(guān)機(jī)模式。 QFN24 引腳封裝 ， 外形尺寸只有 5 5mm。nRF2401 內(nèi)置地址解碼器 、先入先出堆棧區(qū)、 解調(diào)處理器 、 時(shí)鐘處理器 、 GFSK 濾波系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) （） 第 11 頁（共 62 頁） 器 、 低噪聲放大器 、 頻率合成器 ， 功率放大器等功能模塊 ， 需要很少的外圍元件 ，nRF2401 功耗低 ， 在以 6 dBm 的功率發(fā)射時(shí) ， 工作電流也只有 9 mA； 接收時(shí) ， 工作電流只有 mA， 多種低功率工作模式 (掉電模式和空閑模式 )使節(jié)能設(shè)計(jì)更方便 。這兩個(gè)電容成為晶振的負(fù)載電容，它會(huì)影響晶振的諧振頻率和輸出幅度。具體復(fù)位電路如圖 6 所示，其中 C4 是 104 陶瓷電容， C3 是 22uf/25V的電解電容， R1 的阻值為 10K 歐。 如果 RST 持續(xù)為高電平 ， 單片機(jī)就處于循環(huán)復(fù)位狀態(tài) 。 ： RD，外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的讀取信號(hào)。 ： T1，計(jì)時(shí)計(jì)數(shù)器 1 輸入。 ： INT1，外部中斷 1 輸入。 ： TXD，串行通信輸出。 PORT3（ ～ ）： 端口 3 也具有內(nèi)部提升電路的雙向 I/O 端口 ，其輸出緩沖器可以推動(dòng) 4 個(gè) TTL負(fù)載，同時(shí)還多工具有其他的額外特殊功能，包括串行通信、外部中斷控制、計(jì)時(shí)計(jì)數(shù)控制及外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器內(nèi)容的讀取或?qū)懭肟刂频裙δ堋? PORT1（ ～ ）： 端口 1 也是具有內(nèi)部提升電路的雙向 I/O 端口，其輸出緩沖器可以推動(dòng) 4 個(gè) LS TTL 負(fù)載，同樣地若將端口 1 的輸出設(shè)為高電平，便是由此端口來輸入數(shù)據(jù)。 PORT2（ ～ ）： 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) （） 第 9 頁（共 62 頁） 端口 2 是具有內(nèi)部提升電路的雙向 I/O 端口，每一個(gè)引腳可以推動(dòng) 4 個(gè) LS 的 TTL負(fù)載，若將端口 2 的輸出設(shè)為高電平時(shí)，此端口便能當(dāng)成輸入端口來使用。如果當(dāng) EA 引腳為低電平時(shí)（即取用外部程序代碼或數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器）， P0 就以多工方式提供地址總線（ A0～ A7）及數(shù)據(jù)總線（ D0～ D7）。 PORT0（ ～ ）： 端口 0 是一個(gè) 8 位寬的開路汲極（ Open Drain）雙向輸出入端口，共有 8 個(gè)位， 表示位 0， 表示位 1，依此類推。 PSEN： 此為 Program Store Enable的縮寫，其意為程序儲(chǔ)存啟用，當(dāng) 8051 被設(shè)成為讀取外部程序代碼工作模式時(shí) （ EA=0），會(huì)送出此信號(hào)以便取得程序代碼，通常這支腳是接到 EPROM 的 OE 腳。平時(shí)在程序執(zhí)行時(shí) ALE 引腳的輸出頻率約是系統(tǒng)工作頻率的 1/6，因此可以用來驅(qū)動(dòng)其他周邊晶片的時(shí)基輸入。 ALE/PROG： ALE 是英文 Address Latch Enable的縮寫，表示地址鎖存器啟用信號(hào)。如果是使用 8751 內(nèi)部程序空間時(shí)，此引腳要接成高電平。 EA/Vpp： EA為英文 External Access的縮寫，表示存取外部程序代碼之意，低電平動(dòng)作，也就是說當(dāng)此引腳接低電平后，系統(tǒng)會(huì)取用外部的程序代碼（存于外部 EPROM 中）來執(zhí)行程序。 XTAL2： 系統(tǒng)時(shí)鐘的反相放大器輸出端，一般在設(shè)計(jì)上只要在 XTAL1 和 XTAL2 上接上一只石英振蕩晶體系統(tǒng)就可以動(dòng)作了，此外可以在兩引腳與地之間加入一 20PF 的小電容，可以使系統(tǒng)更穩(wěn)定，避免噪聲干擾而死機(jī)。 VSS：電源地端。 AT89C51 主要功能列舉如下： 片內(nèi) 集成了通用 8 位中央處理器和 ISP Flash 存儲(chǔ)單元與 MCS51 單片機(jī)產(chǎn)品兼容 晶片內(nèi)部具時(shí) 鐘振蕩器（傳統(tǒng)最高工作頻率可至 12MHz） 內(nèi)部 可反復(fù)擦寫 1000 次的 Flash 只讀程序 存儲(chǔ)器（ ROM）為 4KB 內(nèi)部 隨機(jī)存取 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（ RAM）為 128B 外部程序存儲(chǔ)器可擴(kuò)充至 64KB 外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器可擴(kuò)充至 64KB 32 條雙向輸入輸出線，且每條均可以單獨(dú)做 I/O 的控制 5 個(gè)中斷向量源， 2 個(gè)優(yōu)先級(jí) 2 組獨(dú)立的 1