【正文】 該模式，主要適用于監(jiān)測某一固定地。 模式 0：表示靜態(tài)工作模式。 3）模式切換： 前提：在正常顯示溫度的界面下操作 。圖中， H 表示調(diào)上限； L表示調(diào)下限； R 表示調(diào)警報(bào)開關(guān)。 流程 圖，如圖 48 所示。 具體功能 如下 ： 37 ON 按第二次 開顯示 關(guān)顯示 按第一次 ON 鍵：顯示 /關(guān)閉，個(gè) /位切換； SET 鍵：開“調(diào)上限、調(diào)下限、調(diào)警報(bào)開關(guān)”界面； ADD/MODSET 鍵： +10/+1，模式設(shè)置； SUB/MOD 鍵： 10/1，模式切換； RING 鍵：警報(bào)開 /關(guān)； LOCK 鍵：當(dāng)前溫度值鎖定 /解鎖。注意，動(dòng)態(tài)工作模式下，系統(tǒng)發(fā)生警報(bào)時(shí)，仍舊顯示當(dāng)前溫度值。在靜態(tài)工作模式下，警報(bào)發(fā)生后，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)鎖定報(bào)警溫度值，以便于警報(bào)解除后的數(shù)值查看。 （ 3）報(bào)警程序：報(bào)警功能是本模塊的一大特色。短暫的開機(jī)畫面之后， 36 開機(jī) 開機(jī)畫面 是否顯示 Y 顯示溫度 界面 顯示 模式設(shè)置 顯示設(shè)置H 顯示設(shè)置R 顯示 報(bào)警界面 顯示設(shè)置L 按下 ON 鍵，系統(tǒng)即進(jìn)入正常顯示溫度值的狀態(tài)。 對(duì)于本模塊的工作流程圖， 如圖 46 所示。 本模塊使用的四位 8 段數(shù)碼管（每位包含一個(gè)小數(shù)點(diǎn)），為了節(jié)省引腳，采用 了動(dòng)態(tài)顯示方法，但同時(shí)也增加了相應(yīng)程序的復(fù)雜 度。 （ 2） 數(shù)碼管顯示程序：這也是本系統(tǒng)的關(guān)鍵部件。 與車載系統(tǒng)的發(fā)送程序類似，只需更改部分配置，這里不再贅述。由于各模塊的初始化大都已已包含在各模塊的子程序中，這里就不再單獨(dú)列出重復(fù)表述。 將 IRQ 接到外部中斷輸入引腳，通過中斷程序進(jìn)行處理。 CE=1。 CE=1 ( 保持超過 10us 就可以 )； Rx Mode: PWR_UP=1。 Tx Mode： PWR_UP=1。 2）如果是 Tx 模式，填充 Tx FIFO。 對(duì) NRF24L01 的固件編程的基本思路如下： 35 1）置 CSN 為低，使能芯片，配置芯片各個(gè)參數(shù)。下面就就簡述一下它的工作流程： 圖 45 測溫程序流程圖 （ 5） 發(fā)送程序： 這個(gè)模塊也是本系統(tǒng)的難點(diǎn)和重點(diǎn)之一，因?yàn)榘l(fā)送模塊的好壞直接影響到數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶?shí)際效果。本模塊在設(shè)計(jì)之初，就只使用了一個(gè)避障模塊，置于小車的正前方，因此只能達(dá)到正前方避障的效果。其程序流程圖如圖 44 所示。在設(shè)計(jì)中，本設(shè)計(jì)又另外接有指示燈和蜂鳴器等報(bào)警提醒裝置，以方便實(shí)時(shí)報(bào)警。 （ 3）避障程序：避障部分，是這個(gè)小車的關(guān)鍵部分之一。因此在程序設(shè)計(jì)上采用如上設(shè)計(jì)：前轉(zhuǎn)時(shí)，后轉(zhuǎn)無效；左轉(zhuǎn)時(shí)，右轉(zhuǎn)無效?? 為什么要這樣？這是因?yàn)椴荒茏岆姍C(jī)驅(qū)動(dòng)電路兩輸入端同時(shí)加上高電平，那樣會(huì)使瞬間電流較大，導(dǎo)致電路板燒壞。至于該模塊的程序，其流程圖如 圖 43 所示 。 （ 2） 遙控程序：本模塊是基于 PT2262/2272 固定碼編碼發(fā)射接收模塊 ，共有 A、 B、 C、 D 四個(gè)輸入鍵，當(dāng)有任何一個(gè)按鍵按下時(shí)，會(huì) 執(zhí)行相應(yīng)的動(dòng)作。還有就是，本設(shè)計(jì)使用的是 DS18B20 作為溫度傳感器，其簡單的硬件的代價(jià)是復(fù)雜的軟件，因而，要獲得準(zhǔn)確的溫度信息，還要對(duì)其相關(guān)參數(shù)進(jìn)行初始化，進(jìn)入正常工作狀態(tài)。 各模塊軟件設(shè)計(jì) 1． 車載系統(tǒng) （ 1） 系統(tǒng)初始化： 通過 在程序開始時(shí)，對(duì)連接電機(jī)驅(qū)動(dòng)的 P0 口置零，以防止剛 上電時(shí)電機(jī)驅(qū)動(dòng)的輸入端兩個(gè)接口同時(shí)被加上高電平， 導(dǎo)致驅(qū)動(dòng)電路被燒壞 。通過相關(guān)按鍵可解除警報(bào)。其它按鍵按 32 下或報(bào)警時(shí)，都會(huì)有不同的顯示功能。此時(shí)通過多功能按鍵設(shè)置子程序，可對(duì)系統(tǒng)工作方式、顯示等進(jìn)行相應(yīng)配置 。見下圖 42 所示。小車會(huì)只按照避障程序執(zhí)行相應(yīng)的避障動(dòng)作。如果小車在運(yùn)行過程中，通過紅外避障檢測裝置檢測到有障礙物 ， 此時(shí)小車就會(huì)進(jìn)入避障模式，系統(tǒng)轉(zhuǎn)入執(zhí)行相應(yīng)的避障程序。 圖 41 車載系統(tǒng) 軟件總體框圖 系統(tǒng)的大致工作過程如下： 當(dāng)單片機(jī)上電后，系統(tǒng)即進(jìn)入初始化程序，并且開始循環(huán)檢測外部遙控輸入指令，若無當(dāng)前無指令，系統(tǒng)就會(huì)自動(dòng)轉(zhuǎn)入測溫程序，并將測溫結(jié)果存入緩存， 31 報(bào) 警 程 序 無線接收 程序 多功能按鍵 設(shè)置程序 數(shù)碼管顯示 程序 主 程 序 指 示 燈 程 序 進(jìn)入無線發(fā)送子程序，通過 NRF24L01 模塊將數(shù)據(jù)發(fā)送出去。 （ 1） 車載 系統(tǒng) 車載系統(tǒng)主要包含以下各模塊： 系統(tǒng)初始化、遙控程序、避障程序 、測溫程序以及基于 NRF24L01 的無線發(fā)送程序。 29 A1f2g3e4d5A6c8DP7b9a10DS2Dpy RedCAA1f2g3e4d5A6c8DP7b9a10DS3Dpy RedCAA1f2g3e4d5A6c8DP7b9a10DS4Dpy RedCAA1f2g3e4d5A6c8DP7b9a10DS1Dpy RedCA1KR41KR51KR61KR71KR81KR91KR101KR11P00P01P02P03P04P05P06P07P20 P21 P22 P23abcdefgh 具體每個(gè)按鍵的功能設(shè)置，請(qǐng)參考 節(jié)（軟件設(shè)計(jì)）。 這里需要說明的是， 6 個(gè)按鍵電路基本相同，但各自對(duì)應(yīng)不同的 I/O口，方別對(duì)應(yīng)如下： P30， P31， P17， P34， P35， P36。 按鍵模塊 本設(shè)計(jì)在接收端設(shè)有 6 個(gè)按鍵，用于實(shí)現(xiàn)接收端各種工作狀態(tài)的控制和設(shè)定。 至于其工作原理，前面已有提及，這里不再贅述，本模塊的電路連接圖，如圖 319 所示。 28 100uFC4Cap2100uFC5Cap2VCC輸出AMS11172OUT3+1*2AMS1117 圖 318 穩(wěn)壓模塊電路圖 顯示模塊 顯示模塊是接收端的重要部分。 AMS1117 系列是常用的穩(wěn)壓器件，該系列有 可調(diào)版和多 種固定電壓版，本設(shè)計(jì)選用的是固定電壓 版， 其實(shí)物圖如 圖 317 所示。這是由于NRF24L01 的正常工作電壓是 左右，因此必須要有相應(yīng)的穩(wěn)壓模塊將單片機(jī)使用的 5V 電壓轉(zhuǎn)換為 電壓。另外可通過按鍵對(duì)接收系統(tǒng)進(jìn)行相關(guān)配置，實(shí)現(xiàn)報(bào)警功能。 本模塊在單片機(jī)上電工作后，會(huì)在程序初始化后進(jìn)入監(jiān)聽狀態(tài)，一旦 27 檢測到有發(fā)送端的信號(hào)，就會(huì)自動(dòng)進(jìn)入接收模式，執(zhí)行數(shù)據(jù)接收指令。 無線接 收模塊 電路原理圖， 如 圖 316 所示 。 Tx 模式初始化過程： （右邊為涉及的寄存器） 1）寫 Tx 節(jié)點(diǎn)的地址 TX_ADDR 2）寫 Rx 節(jié)點(diǎn)的地址（主要是為了使能 Auto Ack） RX_ADDR_P0 3）使能 AUTO ACK EN_AA 4）使能 PIPE 0 EN_RXADDR 5）配置自動(dòng)重發(fā)次數(shù) SETUP_RETR 模式 PWR_UP PRIM_RX CE FIFO 寄存器狀態(tài) 接收模式 1 1 1 發(fā)射模式 1 0 1 數(shù)據(jù)在 TXFIFO 寄存器中 發(fā)射模式 1 0 1→ 0 停留在發(fā)射模式，直至數(shù)據(jù)發(fā)送完 待機(jī)模式 2 1 0 1 TXFIFO 為空 待機(jī)模式 1 1 0 無正在傳輸?shù)臄?shù)據(jù) 掉電模式 0 26 GND1VCC2CE3CSN4NRF24L01SCK5MOSI6MISO7IRQ8*4NRF24L01VCC P33P13P14P12P11P326）選擇通信頻率 RF_CH 7） 配置發(fā)射參數(shù)（低噪放大器增益、發(fā)射功率、無線速率） RF_SETUP 8) 選擇通道 0 有效數(shù)據(jù)寬度 Rx_Pw_P0 9）配置 24L01 的基本參數(shù)以及切換工作模式 CONFIG。 實(shí)際使用時(shí)，該芯片的各種功能都是通過軟件配置來實(shí)現(xiàn)的。 使用時(shí)需分別對(duì)這兩個(gè)模式進(jìn)行配置。 對(duì)于 NRF24L01 的固件編程工作主要是參照 NRF24L01 的狀態(tài)機(jī)。 CE：芯片的模式控制線。 SCK：芯片控制的時(shí)鐘線（ SPI 時(shí)鐘） MISO：芯片控制數(shù)據(jù)線（ Master input slave output） MOSI：芯片控制數(shù)據(jù)線（ Master output slave input） IRQ：中斷信號(hào)。 圖 314 NRF24L01 引腳圖 24 NRF24L01 的 功能 框圖如 圖 315 所示，從單片機(jī)控制的角度來看，只需要關(guān)注 圖 314 右面的六個(gè)控制和數(shù)據(jù)信號(hào)，分別為 CSN、 SCK、 MISO、MOSI、 IRQ、 CE。推薦電壓 左右； (2) 除電源 VCC 和接地端，其余腳都可以直接和普通的 5V 單片機(jī) IO口直接相連，無需電平轉(zhuǎn)換。 （對(duì)于 D0D3， VT的詳細(xì)意義，請(qǐng)參照 ） 無線溫度傳輸模塊的設(shè)計(jì) NRF24L01 簡介 ： 如圖 314 所示，是其引腳圖。 （ 2）接收模塊主要用 PT2272作為解碼芯片， DF數(shù) 據(jù)模塊作為接收模塊。特別適合多發(fā)一收無線遙控及數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)。 PT2262發(fā)出的編碼信號(hào)由地址碼、數(shù)據(jù)碼、同步碼組成一個(gè)完整的碼字，解碼芯片 PT2272接收到信號(hào)后，其地 址碼經(jīng)過兩次比較核對(duì)后， VT腳才輸出高電平，與此同時(shí)相應(yīng)的數(shù)據(jù)腳也輸出高電平，如果發(fā)送端一直按住按鍵，編碼芯片也會(huì)連續(xù)發(fā)射。 本模塊的實(shí)際應(yīng)用電路較復(fù)雜，工作量也較大，鑒于本小車的重點(diǎn)不在遙控收發(fā)模塊的設(shè)計(jì)，而在于避障、傳感等附功能，因而本設(shè)計(jì)選用了現(xiàn)成的已做好的遙控收發(fā)模塊，這樣本設(shè)計(jì)在做的過程中，就可以減少很多工作量，只需對(duì)此模塊進(jìn)行相關(guān)調(diào)試即可。這個(gè)頻率選低了，電路的抗干擾性能較好，接收靈敏度降低；反之亦然。而間歇振蕩又是在高頻振蕩過程中產(chǎn)生的，反過來又控制著高頻振蕩器的振蕩和間歇。缺點(diǎn)是電路比較復(fù)雜，同時(shí)也存在著一些特殊的干擾，如像頻干擾、組合頻率干擾和中頻干擾等。 （ 2）具有較高的選擇性和較好的頻率特性。超外差原理利用本地產(chǎn)生的振蕩波與輸入信號(hào)混頻，將輸入信號(hào)頻率變換為某個(gè)預(yù)定的頻率的電路。如果是多路控制可以采用每一路寬度不同的方波，或是頻率不同的方法去調(diào)制高頻載波，組成一組組的已調(diào)制波，作為控制信號(hào)向空中發(fā)射。用來產(chǎn)生載頻振蕩的電路一般有多諧振蕩器、互補(bǔ)振蕩器和石英晶體振蕩器等。 無線遙控模塊的設(shè)計(jì) 一個(gè)完整的無線遙控電路由發(fā)射部分和接收部分組成。 當(dāng)小車左轉(zhuǎn)時(shí)，左方向（綠燈）燈亮；當(dāng)小車右轉(zhuǎn)時(shí)，右方向（綠燈）燈亮；當(dāng)小車倒車時(shí)，后倒車（紅燈）燈亮。 圖 312 避障模塊接線圖 車燈模塊 車燈模塊，實(shí)際上是 驅(qū)動(dòng)控制模塊的一個(gè)附加模塊，也是對(duì)小車功能 21 DS1LED2DS2LED2DS3LED2DS4LED2DS5LED2DS6LED21KR13Res21KR14Res21KR15Res21KR16Res21KR17Res21KR18Res2左方燈 右方向燈 后倒車燈紅燈P03P02P05綠燈 綠燈的完善 ，使其更加人性化。 實(shí)際中，使用的是一個(gè)模塊，其電路連接圖 312所示 。 由于避障本身的局限性，要想全方位的避障，就要在小車的各個(gè)方向都要撞上避障模塊，這樣就會(huì)耗費(fèi)較多系統(tǒng)資源。 Q Q R R C1 組成了紅外管接收電路，此時(shí)調(diào)節(jié) R4 會(huì)改變接收管的接收能力，當(dāng) R4 加大時(shí)接收特性較號(hào)，反之較差。如圖 311所示，是其原理圖。紅外線遇到前方障礙物時(shí)被反射回來。 紅外避障模塊 圖 310 紅外避障模塊實(shí)物圖