【正文】 成。在做設(shè)計的過程中犯了很多的錯誤，有很多不懂的地方，老師都是很細(xì)心的給我糾正錯誤，講解不懂的知識。老師在平時的工作本來就很忙 ，但在我做畢業(yè)設(shè)計的過程中，老師每一個階段都 精心的指導(dǎo) 我 。由于在以前的學(xué)習(xí)中沒有做實物的經(jīng)驗，所以對許多問題的考慮上是不周全，要是沒有指導(dǎo)老師的嚴(yán)格要求和細(xì)心指導(dǎo)，加上一起做設(shè)計同學(xué)的幫助，設(shè)計是不可能順利完成的。綜上所述，此次所設(shè)計的系統(tǒng)還有很大的提升空間可以 改進(jìn) ，在 應(yīng) 用中可以根據(jù)不同的需要進(jìn)行修改。還有就是在設(shè)計次系統(tǒng)時考慮到成本的問題在選擇無線模塊時選用的是數(shù)據(jù)傳輸距離較短的 NRF24L01 無線模塊，所以在 數(shù)據(jù)傳輸?shù)木嚯x的問題 上 可以 根據(jù)不同的需要進(jìn)行改進(jìn)。例如，此系統(tǒng)所實現(xiàn)的是一對一的溫度數(shù)據(jù)無線傳輸和功能，這在 系統(tǒng)的 應(yīng)用上就 會有一定的局限性。另外在焊接時還出現(xiàn)了一個大的錯誤，就是把四位數(shù)碼管的數(shù)據(jù)線接錯了，后來通過上網(wǎng)查資料才知道，原來數(shù)碼管實物的數(shù)據(jù)線不是按順序排列的 ， 不過這個問題很快也得到了解決。這事給了我一個教訓(xùn)，在使用任何器件時一定要對器件進(jìn)行充分的了解。 忙碌的 一個學(xué)期 時間 過去了，回想 整 個設(shè)計過程時，暴露出了許許多多的問題，并且犯了一個很嚴(yán)重的錯誤。 現(xiàn)代的工業(yè)控制中，溫度是一個重要的因數(shù)，對工業(yè)現(xiàn)場能實時的測量溫度是很重要的，而一些特殊場所 的 環(huán)境惡劣，不適合人員 工作，在這種環(huán)境中該系統(tǒng)就能得到廣泛的應(yīng)用，代替一些需要人為的工作 ， 相比 于其他傳統(tǒng)的測溫方法具有很明顯的優(yōu)點 。但當(dāng)時都不知道什么是無線傳輸， 如何 不用溫度計也能檢測到溫度。 圖 52 室溫為 ℃時的調(diào)試圖 ℃時的結(jié)果，左邊為發(fā)射模塊，右邊為接收模塊，如圖53所示。 調(diào)試結(jié)果 ℃ 的結(jié)果， 左邊為發(fā)射模塊，右邊為接收模塊， 如圖51所示 。 ，測試不同的溫度值。 先將兩個模塊分別復(fù)位了。 STC89C52RC 單片機(jī)， NRF24L01 無線模塊 分別插入對應(yīng)的模塊（注意引腳順序）。 Keil 對程序分別進(jìn)行編譯，沒有錯誤后生成 HEX 文件。單片機(jī)通過各自的模塊分別獲取溫度數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制數(shù)賦值給 P0口，利用 P2 口進(jìn)行控制輸出，最后在數(shù)碼管上顯示， 其流程圖如圖 46所示。 開 始初 始 化C E 置 低配 置 C O N F I G 為 接 收模 式寫 入 接 收 地 址打 開 接 收 通 道 0設(shè) 置 工 作 頻 率設(shè) 置 接 收 數(shù) 據(jù) 寬 度寫 入 發(fā) 射 功 率 與 數(shù)據(jù) 傳 輸 率C E 置 高判 斷 接 收 中 斷讀 接 收 數(shù) 據(jù)是否 圖 45無線接收模塊軟件設(shè)計流程圖 在此系統(tǒng)中發(fā)射模塊和接收模塊各有一個顯 示部分，但兩者所要實現(xiàn)的功能和軟件設(shè)計基本相同，所以在此就將兩個部分放在一起作介紹了。其次當(dāng)接收端檢測到有效的地址和 CRC 后，就會在接收堆棧中存入數(shù)據(jù)包，將高電平給予狀態(tài)寄存器中的中斷位，產(chǎn)生中斷信號使得 IRQ端口以低電平工作，最后通過判斷允許 MCU 去讀出溫度數(shù)據(jù)。 開 始復(fù) 位 D S 1 8 B 2 0D S 1 8 B 2 0 執(zhí) 行 寫 入D S 1 8 B 2 0 執(zhí) 行 讀 出讀 出 溫 度 數(shù) 據(jù) 給 單片 機(jī)單 片 機(jī) 進(jìn) 行 數(shù) 據(jù) 處理 圖 43 DS18B20溫度檢測軟件設(shè)計 流程圖 開 始初 始 化置 低 C E配 置 C O N F I G 為 發(fā) 射模 式寫 入 發(fā) 送 地 址寫 入 接 收 地 址寫 入 發(fā) 送 數(shù) 據(jù)允 許 數(shù) 據(jù) 通 道 0設(shè) 置 工 作 頻 率設(shè) 置 數(shù) 據(jù) 傳 輸 率 與功 率C E 置 高延 時C E 置 低清 狀 態(tài) 寄 存 器 圖 44無線發(fā)射模塊軟件設(shè)計流程圖 當(dāng)模塊需要的 是接收數(shù)據(jù)時，就要將 NRF24L01 無線模塊的工作方式設(shè)置為接收方式。當(dāng)模塊需要的是發(fā)射數(shù)據(jù)時，就要將 NRF24L01 無線模塊的工作方式設(shè)置為發(fā)射方式，再將需要發(fā)射的溫度數(shù)據(jù)目地址寫入 NRF24L01 無線模塊的緩沖區(qū)，等到程序延時后將數(shù)據(jù)發(fā)射出去，這里的地址包含了數(shù)據(jù)地址 TX— PLD和目標(biāo)地址 TX— ADDR。 首先進(jìn)行各端口的初始化操作，其中初始化內(nèi)容分為配置單片機(jī)的 I／ O 口，使之和對應(yīng)的 NRF24L01 無線模塊端口正常通信，接著 是 相關(guān)寄存器的設(shè)置，最終要實現(xiàn)的就是 NRF24L01 無線模塊和單片機(jī)按需要正常通信。在對 DS18B20 復(fù)位以后，當(dāng)接收到相對應(yīng)的信號時，就會跳過讀 ROM 中讀序列號，然后開始對溫度進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，等到數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換完成后將數(shù)據(jù)保存。 開 始初 始 化 無 線 模 塊延 時 進(jìn) 入確 定 接 收 模 式接 收 溫 度 數(shù) 據(jù)顯 示 溫 度 數(shù) 據(jù) 圖 42 接收模塊流程圖 軟件的分步設(shè)計 溫度檢測軟件設(shè)計 對于溫度檢測模塊的軟件設(shè)計中，使用 DS18B20 溫度傳感器 來測溫時必須嚴(yán)格遵守單總線協(xié)議，從而保證準(zhǔn)確的通訊的數(shù)據(jù)。其次進(jìn)入循環(huán)模式判斷狀態(tài)寄存器是不是有接收到中斷信號，如果寄存器確定有接收到中斷信號，那就讓程序從 RX_FIFO buffer 讀出二進(jìn)制形式的溫度數(shù)據(jù)。 開 始初 始 化 無 線 模 塊延 時 進(jìn) 入啟 動 溫 度 轉(zhuǎn) 換讀 取 溫 度 數(shù) 據(jù)處 理 溫 度 數(shù) 據(jù)發(fā) 送 溫 度 數(shù) 據(jù)顯 示 溫 度 數(shù) 據(jù) 圖 41 發(fā)射模塊流程圖 對于接收模塊系統(tǒng)的設(shè)計也是一個循環(huán)的系統(tǒng)，系統(tǒng)也是不停的重復(fù)著同樣的工作。最后是單片機(jī)的讀取溫度，溫度處理，主函數(shù)的調(diào)用每個子函數(shù)進(jìn)行最后的處理，發(fā)送溫度數(shù)據(jù)和顯示溫度數(shù)據(jù)。具體步驟如下，先定義 NRF24L01 無線模塊 的每個端口，配置 NRF24L01 無線模塊 的各種參數(shù)，進(jìn)行 NRF24L01 無線模塊 的初始化。只 有同時給位選端低電平，段選端高電平時數(shù)碼管才能正常工作 。在使用時通過位選對其進(jìn)行 選通 控制，四個位選端分別連接四個 S9012 三極管的發(fā)射極 SMGSMG SMG SMG4，然后接地。 電路 如圖37所示。 電路如圖 36 所示 。 為了解決這個問題，所以 采用了 S9012 三極管放大信號的辦法 。 S9012 三極管是一種非常普遍的三極管，在很多家用電器里都有 用到 ，各種放大電路中也經(jīng)常用到， S9012 三極管的應(yīng)用是很廣泛 的 。 電路如圖 35所示 。 + IRQ MISO MOSI SCK CSN CER11KR21KR31KR41KR51KR61K12345678GNDJ4 圖 34 接收 模塊電路圖 供電電路 的設(shè)計 AMS1117 是一個正向低壓降穩(wěn)壓器，本設(shè)計采用的 是 ，為無線發(fā)射模塊和接收模塊提供 的電壓。 + IRQ MISO MOSI SCK CSN CER11KR21KR31KR41KR51KR61K12345678GNDJ4 圖 33 發(fā)射模塊 電路圖 在此次 設(shè)計中將 NRF24L01 作為 接收 模塊時，各引腳 CSN、 MISO、 IRQ、 MOSI、SCK、 CE，對應(yīng)的接 在 單片機(jī)的 、 、 、 、 、 。 在此次設(shè)計中將 NRF24L01 作為 發(fā)射模塊 時，各引腳 CSN、 MISO、 IRQ、 MOSI、SCK、 CE，對應(yīng)的接 在 單片機(jī)的 、 、 、 、 、 。在使用時 NRF24L01 無線模塊輸出的功率和無線通信的頻段可以通過編程實現(xiàn)控制，此次設(shè)計中我用到了 NRF24L01 無線模塊的六個控制端和單片機(jī)通訊，分別是 CE、 SCK、 MISO、 MOSI、 IRQ、 CSN，通過在每個端口串聯(lián)一個 1KΩ的電 阻進(jìn)行限流。 123J1DS18B20+5V溫度傳感器R7 圖 32 溫度 檢測 電路 基于 NRF24L01 的無線發(fā)射模 塊 與接收模塊 的設(shè)計 NRF24L01 無線模塊是近期生產(chǎn)的一種新型射頻收發(fā)模塊，能夠 完成 無線數(shù)據(jù)的發(fā)射與接收。在此次的設(shè)計中采用的是 與傳感器進(jìn)行通信，通過單片機(jī)進(jìn)行編程控制和數(shù)據(jù)處理。 復(fù)位電路晶振電路P 1 . 0P 1 . 1P 1 . 2P 1 . 3P 1 . 4P 1 . 5P 1 . 6P 1 . 7P 2 . 7P 2 . 6P 2 . 5P 2 . 4P 2 . 3P 2 . 2P 2 . 1P 2 . 0P 0 . 0P 0 . 1P 0 . 2P 0 . 3P 0 . 4P 0 . 5P 0 . 6P 0 . 7RXD ( P 3 . 0 )TXD ( P 3 . 1 )T 0 ( P 3 . 4 )T 1 ( P 3 . 5 )( P 3 . 2 )I N T 0( P 3 . 3 )I NT 1( P 3 . 7 )RD( P 3 . 6 )WRV SSX 1X 2RE S ETV CC12345678910111213141516171819204039383736353433323130292827262524232221? 10 μ F1 0 k ?1 2 M Hz3 0 pF30 p FPSENAL E / P R O GEA / Vpp5V?5V?1k ?ST C8 9 C5 22k ? 圖 31 復(fù)位電路 基于 DS18B20 的 測溫 電路 的設(shè)計 溫度檢測 電路如圖 32 所示 。復(fù)位 單路的設(shè)計 有好幾種，在此次設(shè)計中，根據(jù)設(shè)計的需要我采用的是手動復(fù)位的方法。 這部分 電路使用的是 單片機(jī)的 XTAL2（ 18 腳）和 XTAL1（ 19 腳），在電路中電容的作用是對振蕩頻率起到微調(diào)，在電容大小的選擇上是根據(jù)晶振頻率的大小對應(yīng)選擇的，一般 6MHZ 的晶振選擇 20pF 的電容， 12MHZ 的晶振選擇 30pF 的電容。最小系統(tǒng)的電路又可分為 晶振電路 和 復(fù)位電路 兩個部分， 電路如圖31所示。實物如圖 27所示。由于此次顯示 的內(nèi)容 需要有小數(shù)點所以選擇了八段數(shù)碼 管，根據(jù)測溫的需求選擇了四 個 一體的數(shù)碼管。 數(shù)碼管如果按段數(shù)劃分的話，可以分為七段和八段 數(shù)碼管 ， 七 段和 八 段 的 區(qū)別在于 八段 的 數(shù)碼管多 了 一個 顯示位 ， 即為小數(shù)點位 （ dp），這個小數(shù)點 使得 數(shù)碼管能更準(zhǔn)確的將內(nèi)容顯示出來了。所以在溫度傳感器上選擇了 DS18B20。在將封裝后的 DB18B20 應(yīng)用時，具有體積小，重量輕，形式多樣，而且還不容易因為外力原因損壞的優(yōu)點，可以適用于許多惡劣狹窄的環(huán)境中。 圖 26 DS18B20引腳圖 DS18B20 溫度傳 感器相比于傳統(tǒng)的溫度傳感器具有很多優(yōu)點。 當(dāng)用這種傳統(tǒng)方法測量溫度是會有很多的問題，這都源于熱敏電阻不具有的可 靠性，容易出現(xiàn)問題，而且測溫的準(zhǔn)確性低，所測得的溫度數(shù)據(jù) 還 必須通過特定的電路才能將數(shù)據(jù) 轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號 送給單片機(jī)處理。 穩(wěn)壓器的 實 物 如圖25所示 ，其引腳功能從做到有分別為 GND， Vout， Vint。 表 21 NRF24L01工作模式 工作 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 TX_FIFO寄存器中 發(fā)射模式 1 0 1→0 停留在發(fā)送式 ， 直至數(shù)據(jù)發(fā)送完 待機(jī)模式 2 1 0 1 TX_FIFO為空 待機(jī)模式 1 1 0 無數(shù)據(jù)傳輸 掉電 0 圖 24 NRF24L01引腳 圖 穩(wěn)壓器 AMS1117 的選擇 AMS1117 屬于正向的低壓降壓穩(wěn)壓器，固定輸出版的 AMS1117 穩(wěn)壓器可按輸出電壓進(jìn)行分類，分為 、 、 、 、 、 、 ，每個版的 AMS1117穩(wěn)壓器只能輸出一種電壓。 結(jié)合以上分析無線模塊選擇 NRF24L01。 NRF24L01 與 NRF905 相 比較，在傳輸距離上 NRF905 優(yōu)于 NRF24L01，但在價格上 NRF905 比 NRF24