【正文】 (Max)? 負載調(diào)整率：% (Max)? 溫度范圍：LM1117：0℃~125℃；LM1117I：40℃~125℃。LM1117 系列具有LLP、TO26SOT22TO220 和 TO252 DPAK 封裝。電路包含 1 個齊納調(diào)節(jié)的帶隙參考電壓以確保輸出電壓的精度在177。另外還有 5 個固定電壓輸出（、 和 5V）的型號。它與國家半導(dǎo)體的工業(yè)標準器件 LM317 有相同的管腳排列。 LM1117 概述LM1117 是一個低壓差電壓調(diào)節(jié)器系列。在這部分的電路設(shè)計中，由于穩(wěn)壓電源提供 5V 電壓，只需要將 5V 電壓轉(zhuǎn)化為 電壓，采用穩(wěn)壓模塊 LM1117。設(shè)計 圖 1 無線收發(fā)模塊框圖 圖2 整體設(shè)計框圖 系統(tǒng)硬件設(shè)計包括 電源電路的設(shè)計、無線收發(fā)模塊的電路設(shè)計、顯示電路的設(shè)計。在監(jiān)測終端中，它發(fā)送編碼信息，控制探測節(jié)點的選擇。由 TMP121 提供的溫度數(shù)據(jù)表格見圖8，TEMP 實際 = TEMP 測量 / 128TEMPERATURE(℃)DIGITAL OUTPUT(BINARY)HEX150 010 01011 0000 0000 4B00125 0011 1110 1000 0000 3E8025 0000 1100 1000 0000 0C80 0000 0000 0000 1000 00080 0000 0000 0000 0000 0000 1111 1111 1111 1000 FFF825 1111 0011 1000 0000 F38055 1110 0100 1000 0000 E480 圖 8 Temperature data 得出寄存器中讀取的數(shù)據(jù) T 測 與實際溫度 T 實 關(guān)系為： T 實 = T 測 / 128光照測量，簡單光敏電阻電路，光亮時引腳數(shù)據(jù)為 0，暗為 1。系統(tǒng)的命令字用 mand 表示，共有四個命令字，如下所示： 溫度、光照理論分析 溫度測量，根據(jù) TEP121 時序波形，分別控制 CS、CLK 以及數(shù)據(jù)傳輸。采用異或校驗，即將信息幀的前六字節(jié)異或值，存到第七字節(jié)，用于校驗。數(shù)據(jù) 14：發(fā)送或接收的數(shù)據(jù)。 區(qū)別碼 （1 字節(jié)），命令字 （1 字節(jié)），數(shù)據(jù)（4 字節(jié)），校驗（1 字節(jié)）系統(tǒng)的信息幀的格式如表 8 所示:表 8 信息幀的格式區(qū)別碼 命令字 數(shù)據(jù) 1 數(shù)據(jù) 2 數(shù)據(jù) 3 數(shù)據(jù) 4 校驗 區(qū)別碼：區(qū)分數(shù)據(jù)傳輸方向，0xff 表示主站發(fā)送數(shù)據(jù)，從站接收數(shù)據(jù)，0xfe 表示從站發(fā)送數(shù)據(jù)，主站接收數(shù)據(jù)。系統(tǒng)串口工作在模式 1 下，允許接收數(shù)據(jù)，定時器 1 工作于模式 2 ，允許自動重裝初值，波特率設(shè)置為 9600bps。串行口接收、發(fā)送數(shù)據(jù)均可觸發(fā)中斷，使用十分方便。目前，常用的通信協(xié)議有兩類：異步協(xié)議和同步協(xié)議?！?　 （ 1） SDO – 主 設(shè) 備 數(shù) 據(jù) 輸 出 ， 從 設(shè) 備 數(shù) 據(jù) 輸 入　 　 （ 2） SDI – 主 設(shè) 備 數(shù) 據(jù) 輸 入 ， 從 設(shè) 備 數(shù) 據(jù) 輸 出　 　 （ 3） SCLK – 時 鐘 信 號 ， 由 主 設(shè) 備 產(chǎn) 生　 　 （ 4） CS – 從 設(shè) 備 使 能 信 號 ， 由 主 設(shè) 備 控 制 通信協(xié)議分析所謂通信協(xié)議是指通信雙方的一種約定。 SPI 的 通 信 原 理 很 簡 單 ， 它 以 主 從 方 式 工 作 ， 這 種 模 式 通 常 有 一 個 主 設(shè) 備 和一 個 或 多 個 從 設(shè) 備 ， 需 要 至 少 4 根 線 ， 事 實 上 3 根 也 可 以 （ 單 向 傳 輸 時 ） 。江南大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文8第3章 理論分析和計算 SPI通信 MSP430F1611 單片機與 nRF24L01 無線模塊之間通過 SPI 進行通信。 3 1 2圖 LM1117 引腳分配圖表 LM1117 引腳功能引腳 名稱 功能描述1 VCC 輸入端2 Vout 輸出端3 GND 地線GND VCC Vout基于 MSP430F1611 無線數(shù)據(jù)通信模塊的設(shè)計7綜上所述，根據(jù)實驗要求并比較以上兩種方案，采用穩(wěn)壓模塊 LM1117 電路簡單易行，穩(wěn)定性強，可實現(xiàn)電壓轉(zhuǎn)換。引腳 3 接地。 方案二：采用穩(wěn)壓模塊 LM1117LM1117 它只有三個引腳，外接電路簡單，只需要兩個電容，就能夠輸出穩(wěn)定的 電壓，為 nRF24L01 提供 工作電源。采用電位計通過分壓來進行電平轉(zhuǎn)換，雖說在理論上能夠進行電平轉(zhuǎn)換，但是在實踐操作中，卻存在著很大問題，主要體現(xiàn)在：人為影響太大。方案論證如下：方案一：采用電位計進行分壓電位計分壓電路圖如圖 所示江南大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文6 圖 電位計分壓電路圖根據(jù)電阻串聯(lián)分壓原理 （1．2）iUR210??在公式 中，U i 為單片機輸出電壓，U o 為分得電壓，即 nRF24L01 的輸入電壓。綜上所述，根據(jù)本設(shè)計超低功耗的要求，選用 MSP430F1611 單片機。s。由于具有 16 位的體系結(jié)構(gòu)以及 16 位的 CPU 集成寄存器和常數(shù)發(fā)生器，可使 MSP430 實現(xiàn)代碼效率最大化。方案二：采用 TI 的 MSP430F1611MSP430 系列單片機是一種超低功耗的微控制器系列，可使用電池長時間工作。運算速度快，完全能夠滿足我們的系統(tǒng)要求。由于將多功能 8 位 CPU 和閃爍存儲器組合在單個芯片中，ATMEL 的 89C51 是一種高效微控制器，89C2051 是它的一種精簡版本。單片機的可擦除只讀存儲器可以反復(fù)擦除 100 次。 方案一: 采用 ATMEL 公司的 89C51 本方案采用 89C51 單片機作為設(shè)計的核心芯片，該芯片是由 ATMEL 公司生產(chǎn)的一款工作效率高、性能較為完善的微控制器。綜上所述，方案 1 選擇的無線傳輸模塊 nRF24L01 它的工作速率可以達到 1Mbps，而nRF905 的工作速率只有 100kbps， nRF24L01 的功耗可以達到—6dBm 比 nRF9E5 的功耗低，并且 nRF24L01 具有 CRC 糾檢錯硬件電路和協(xié)議，使得模塊運行穩(wěn)定可靠，而 nRF24L01的價格卻只有 nRF905 價格的一半。其 ShockBurst 技術(shù)可在通訊時自動生成前導(dǎo)碼和CRC 校驗位。方案二：采用 nRF905nRF905[1]是單片射頻收發(fā)芯片，工作于 433MHz 的 ISM 頻段，芯片內(nèi)置頻率合成器、功率放大器、晶體振蕩器和調(diào)制器等功能模塊，輸出功率和通信頻道可通過程序進行配置。其輸出功率、頻道選擇和協(xié)議的設(shè)置可以通過SPI 接口進行設(shè)置其中輸出功率和通信頻道可通過程序進行配置。可通過 SPI 寫入數(shù)據(jù)，最高可達 10 Mb/s，數(shù)據(jù)傳輸率最快可達 1 Mb/s，并且有自動應(yīng)答和自動再發(fā)射功能。單片機 無線 傳輸 模塊 1 無線 傳輸 模塊 2 單片機 圖 1 對 1 無線傳輸原理框圖江南大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文4圖 1 對 1 無線傳輸原理框圖單片機 無線 傳輸 模塊 3 圖 3 模塊間相互無線傳輸原理框圖 無線傳輸模塊的選擇方案一：采用 nRF24L01本系統(tǒng)采用 nRF24L01 芯片作為無線傳輸模塊的核心器件，其工作電壓范圍在～ V 之間，有多達 125 個頻道可供選擇。本系統(tǒng)通過利用無線傳輸模塊進行的無線通信傳輸，圖 通過用單片機控制無線傳輸模塊 1 進行發(fā)送無線信號，然后用單片機控制無線傳輸模塊 2 接收無線傳輸模塊 1 所發(fā)出的無線信號，從而實現(xiàn) 1 對 1 的無線信號傳輸。 按 照 這 一 設(shè) 計 方 法 ， 使 得 系 統(tǒng) 設(shè) 計 思 路 清 晰 ， 由 易 到 難 ， 由 簡 單 到復(fù) 雜 ， 大 大 提 高 整 個 系 統(tǒng) 的 設(shè) 計 效 率 。 從 站 主 程 序 包 括 溫 度 轉(zhuǎn) 換 ， 按 鍵 設(shè) 定 ， 顯 示 ， 發(fā) 送 和 中 斷 接 收 等 函 數(shù) 。 系 統(tǒng) 控 制 程 序 包 括 主 站 和 從 站 兩 部 分 。主 站 包 括 主 控 制 器 、 顯 示 模 塊 、 輸 入 模 塊 和 無 線 收 發(fā) 模 塊 。所 謂 的 模 塊 化 設(shè) 計 ， 簡 單 地 說 就 是 將 產(chǎn) 品 的 某 些 要 素 組 合 在 一 起 ， 構(gòu) 成 一 個 具 有 特 定 功能 的 子 系 統(tǒng) ， 將 這 個 子 系 統(tǒng) 作 為 通 用 性 的 模 塊 與 其 他 產(chǎn) 品 要 素 進 行 多 種 組 合 ， 構(gòu) 成 新 的系 統(tǒng) 。系統(tǒng)采用 MSP430 單片機和數(shù)字溫度傳感器 TMP121 實現(xiàn)溫度數(shù)據(jù)采集，數(shù)據(jù)傳輸采用無線通信方式，測量精度高，低功耗，操作簡單，方便快捷，可運行性強，價格低廉，特別適用于生活、醫(yī)療和工業(yè)生產(chǎn)等方面的溫度測量及控制。溫度數(shù)據(jù)采集廣泛應(yīng)用于人們的生產(chǎn)和生活中，通常情況下使用溫度計來采集溫度，通過人工操作加熱、通風和降溫設(shè)備來控制溫度，這樣不但控制精度低、實時性差，而且操作人員的勞動強度大，在某些行業(yè)中對溫度的要求較高，由于工作環(huán)境溫度不合理而引發(fā)的事故時有發(fā)生，對工業(yè)生產(chǎn)的可靠進行造成影響，甚至有可能影響操作人員的安全。 由 于ISM 頻 段 使 用 范 圍 不 受 嚴 格 的 限 制 ， 使 得 這 些 頻 段 在 此 范 圍 內(nèi) 得 到 較 大 發(fā) 展 ， 各 種 實 用的 無 線 收 發(fā) 模 塊 應(yīng) 運 而 生 。無 線 通 信 是 利 用 電 磁 波 信 號 可 以 在 自 由 空 間 中 傳 播 的 特 性 進 行 信 息 交 換 的 一 種 通 信 方式 。 隨著計算機、通信和無線技術(shù)的逐步融合，在傳統(tǒng)有線通信的基礎(chǔ)上，無線數(shù)據(jù)傳輸?shù)靡钥焖侔l(fā)展，它具有方便、快捷、可移動性和安全性，因此廣泛應(yīng)用于汽車電子、遙控玩具、環(huán)境監(jiān)測和電氣自動化等領(lǐng)域 [2]。單片機體積小，重量輕，抗干擾能力強，對環(huán)境要求不高，價格低廉，可靠性好，開發(fā)較為容易，廣大工程技