【正文】 模塊LCD1602是單片機(jī)應(yīng)用設(shè)計中最常用的信息顯示器件。 LCD1602功能介紹 。很顯然第二種更簡單、直接，下面就列出典型讀寫的時序要求，以方便編寫程序[12]。（5）數(shù)據(jù)指針設(shè)置 數(shù)據(jù)指針設(shè)置表 指令碼功能80H+地址碼（027H，4067H）設(shè)置數(shù)據(jù)地址指針第 11 頁 共 47 頁（6）其他設(shè)置 其他設(shè)置指令表 指令碼功能01H顯示清屏：1數(shù)據(jù)指針清零 2所有顯示清零02H顯示回車：數(shù)據(jù)指針清零 LCD1602初始化過程 (1) 延時15ms (2) 寫指令38H(不檢測忙信號) (3) 延時5ms (4) 寫指令38H(不檢測忙信號) (5) 寫指令5ms (6) 寫指令38H(不檢測忙信號) (7) 之后每次寫指令、讀/寫數(shù)據(jù)操作之前均需檢測忙信號 (8) 寫指令38H：顯示模式設(shè)置 (9) 寫指令08H：顯示關(guān)閉 (10) 寫指令01H：顯示清屏幕 (11) 寫指令06H：顯示光標(biāo)移動設(shè)置 (12) 寫指令0CH：顯示及光標(biāo)設(shè)置[13] 無線NRF24L01芯片NRF24L01是一款Nordic公司推出的新型單片射頻收發(fā)器件，～ ISM 頻段。NRF24L01功耗低，在以6 dBm的功率發(fā)射時， 工作電流只有9mA；接收時，多種低功率工作模式(掉電模式和空閑模 式)使節(jié)能設(shè)計更方便。 參數(shù)存儲AT24C02芯片美國ATMEL公司開發(fā)的AT24C02是低功耗CMOS串行EEPROM，它是具有工作電壓寬()、內(nèi)含256x8位存儲空間、寫入速度快(小于1Oms)等特點、擦寫次數(shù)大于10000次[22]。每讀出或?qū)懭胍粋€數(shù)據(jù)字節(jié)后，在這個地址寄存器上自動加一，用于對下一個存儲單元的讀寫的實現(xiàn)。為了降低寫入的總時間，在一次操作中，可寫入多達(dá)8個字節(jié)的數(shù)據(jù)。另外還有電路總開關(guān)、無線信號感應(yīng)電路和繼電器輸出電路的設(shè)計，因為電路總開關(guān)與USB供電接口較近，且比較簡單，所以歸于USB電源模塊中，后文不再詳細(xì)介紹。 USB電源模塊由于系統(tǒng)中使用單片機(jī)等精密芯片，為了保證電路的正常穩(wěn)定運行以及電路的簡化，特為電路中引入了USB接口供電，購買市面上常見的220V交流轉(zhuǎn)直流5V接頭，其中USB接口電路如下圖。則未按下時，4，6腳接通，斷路電源未接通；而按下時，5，6腳接通，電源接通。 。時鐘可以由內(nèi)部方式產(chǎn)生，也可由外部方式產(chǎn)生。定時元件通常采用并聯(lián)諧振回路，它一般由石英晶體和電容組成的。 單片機(jī)晶振之中的兩個電容的作用：這兩個電容，其實是晶振的負(fù)載電容，它們分別接在對地的電容和晶振的兩個腳上，一般在幾十皮法。晶振的負(fù)載電容=[(Cd*Cg)/(Cd+Cg)]+Cic+△C，式中Cg，Cd為分別接在對地的電容和晶振的兩個腳上，△C（PCB上電容）+Cic（集成電路內(nèi)部電容），經(jīng)驗值為3到5pF。 復(fù)位電路圖 單片機(jī)總要涉及到復(fù)位電路的設(shè)計。許多用戶在實驗室調(diào)試成功后，并在設(shè)計完單片機(jī)系統(tǒng)，而在現(xiàn)場時卻出現(xiàn)了“程序走飛”、“死機(jī)”等現(xiàn)象，這主要是單片機(jī)的復(fù)位電路設(shè)計不完善造成的24]。為可靠起見，電源穩(wěn)定后還要經(jīng)過一定的延時才撤銷復(fù)位信號，以防電源開關(guān)或電源插頭分合過程中引起的抖動而影響復(fù)位。單片機(jī)復(fù)位電路主要有四種類型：微分型復(fù)位電路；積分型復(fù)位電路；比較器型復(fù)位電路；看門狗型復(fù)位電路[25]。 。 無線信號感應(yīng)電路 無線收發(fā)模塊 本設(shè)計中無線接收與發(fā)射模塊都采用NRF24L01芯片，但與單片機(jī)的連接管腳不相同，設(shè)計采用8線插槽實現(xiàn)單片機(jī)STC89C52與NRF24L01模塊的連接，從單片機(jī)控制的角度來看，我們只需關(guān)注NRF24L01的六個控制和數(shù)據(jù)信號，分別為CSN、SCK、MISO、MOSI、IRQ、CE[26]。 時鐘模塊本設(shè)計中的DS1302芯片的SCLK、DSIO和RST引腳與STC89C52芯片相連接。其中Vcc1為后備電源，VCC2為主電源。DS1302由Vcc1或Vcc2兩者中的較大者供電。 時鐘模塊電路圖 液晶顯示模塊液晶LCD1602的D4D7引腳與STC89C52芯片的P2口相接，而控制引腳RS，R/W，CS則分別接P00，P01，P02。其余六個按鍵key1key6接到單片機(jī)STC89C52的P32P37起到調(diào)節(jié)時間日期等功能。 。在系統(tǒng)主板上它們都接地，第8腳和第4腳分別為正、負(fù)電源。第6腳SCL為串行時鐘輸入線，在系統(tǒng)主板上和單片機(jī)的P26連接。第7腳需要接P25。一方面要能夠控制電氣電路的執(zhí)行元件(電動機(jī)，電磁鐵，電燈等)，另一方面又要為電子線路的電氣電路提供良好的電隔離，以保護(hù)人身的安全和電子電路[27]。系統(tǒng)中使用5VDC輸入220VAC輸出型固態(tài)繼電器。若加一個二極管到繼電器的線圈兩頭。如果沒有軟件來控制硬件電路和外圍設(shè)備，系統(tǒng)仍然是不完善的。運用這種方法，關(guān)鍵在于各模塊的兼容和配合，若各模塊不匹配，會出現(xiàn)意想不到的錯誤。使用像C語言進(jìn)行嵌入式系統(tǒng)開發(fā)時，程序員不必十分熟悉處理器的運算過程，這就意味著對新的處理器也能夠很快上手，并不必知道處理器的具體內(nèi)部結(jié)構(gòu)。當(dāng)前幾乎所有的嵌入式系統(tǒng)都有相應(yīng)的C語言級別的仿真調(diào)試系統(tǒng)，調(diào)試十分方便。當(dāng)前較好的C語言編譯系統(tǒng)編譯出來的代碼效率比直接使用匯編低20%左右，如果能優(yōu)化編譯甚至可以更低。(4)可移植性好。由于本設(shè)計是51單片機(jī)控制系統(tǒng)，利用C語言開發(fā)較之匯編語言有更好的效果，所以本系統(tǒng)的程序采用C語言編寫。 美國Keil Software公司出品的51系列單片機(jī)C語言Keil軟件開發(fā)系統(tǒng)，與匯編相比，C語言在結(jié)構(gòu)性、可讀性、功能上、可維護(hù)性上有明顯的優(yōu)勢，因而易用易學(xué)。另外重要的一點，Keil有非常之高的生成目標(biāo)代碼效率，由多數(shù)語句生成的十分緊湊的匯編代碼，讓人容易理解。綜合以上C語言的優(yōu)點，本系統(tǒng)采用C語言在Keil編程環(huán)境下編程、調(diào)試，待調(diào)試完程序后，設(shè)置Keil單片機(jī)模擬調(diào)試軟件使其編譯生成可下載到實驗板里的“.hex”文件，用STC_ISP下載程序時選擇需要下載的“.hex”文件下載到系統(tǒng)單片機(jī)里面即可。該系統(tǒng)的軟件設(shè)計方法與硬件設(shè)計相對應(yīng)，按整體功能分成多個不同的程序模塊，分別進(jìn)行設(shè)計、編程和調(diào)試，最后通過主程序?qū)⒏鞒绦蚰K連接起來。程序開始運行后要進(jìn)行初始化，包括設(shè)置定時器、LCD160DS130 NRF24L0AT24C02及端口的初始化。啟動NRF24L01發(fā)送數(shù)據(jù)，若從按鍵模塊接收到數(shù)據(jù)，則將相應(yīng)標(biāo)志位置1，并將對應(yīng)編號顯示于 LCD 顯示屏。若重發(fā)超限，則產(chǎn)生MAX_RT中斷。接收端AT89S52完成初始化后．把NRF24L01配置成PRX工作模式 。此時，若按下主機(jī)復(fù)位鍵，可手動控制關(guān)閉分機(jī)電源。 （a）發(fā)送端流程圖 （b）接收端流程圖 發(fā)送端流程圖和接收端流程圖 按鍵輸入模塊系統(tǒng)中有七個按鍵，即：復(fù)位鍵S切換鍵K開啟電源時間顯示鍵K關(guān)閉時間顯示鍵K上調(diào)鍵K下調(diào)鍵K5和確認(rèn)鍵K6。（2）按下K1鍵，系統(tǒng)進(jìn)入設(shè)置狀態(tài)，再按下K1鍵，可在年、月、日、時、分、秒、星期上停留，此時再按下上調(diào)鍵K4鍵，即可進(jìn)行加一操作，按下下調(diào)鍵K5即可進(jìn)行減一的操作，設(shè)置完所有項目后，再按確認(rèn)鍵K6即可。 液晶顯示模塊液晶顯示驅(qū)動程序。 時鐘處理程序DS1302 數(shù)據(jù)處理要始終對內(nèi)部的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理獲得液晶顯示需要的字符。對DS1302讀寫數(shù)據(jù)命令、DS1302RAM 讀寫命令和寄存器標(biāo)志 內(nèi)容的了解，實現(xiàn)計時，調(diào)時程序很容易。最后將時分秒年月日分解為字符送給液晶顯示[16]。AT24C02內(nèi)有2K的存儲空間，具有I2C接口，可以與單片機(jī)之間通過軟件模擬I2C時序建立I2C通信，實現(xiàn)讀取和存儲數(shù)據(jù)。這里只用到一片AT24C02芯片，所以不需要地址識別[28]。 (1) I2C總線起始和停止條件 AT24C02是基于I2C總線的器件，在I2C總線技術(shù)規(guī)范中，起始條件(S)和停止條件(P)一般是由主器件產(chǎn)生的。SCL為高電平時，SDA由高電平到低電平的跳變被定義為起始條件，而SDA有低電平到高電平的跳變未停止條件[25]。 (2) I2C總線的位傳輸 I2C總線協(xié)議的技術(shù)規(guī)范中規(guī)定每次發(fā)到I2C總線SDA上的數(shù)據(jù)必須是一個字節(jié)，但每次傳輸可以發(fā)送的字節(jié)數(shù)量是不受到限制的[27]。AT24C02響應(yīng)信號結(jié)束后，SDA返回高電平，進(jìn)入下一個傳送周期。 距離測試障礙物材料無障礙物/m有障礙物/m書本桌子磚石等10m12m910m鋼板等金屬68m玻璃910m結(jié)論：障礙物影響信號的發(fā)射接收，而金屬物影響相對更大。（其中開機(jī)時間設(shè)定為10：00，關(guān)機(jī)時間設(shè)為13：00）。（其中開機(jī)時間設(shè)定為14：00，關(guān)機(jī)時間設(shè)為15：00）。 多通路測試機(jī)組距離/m顯示時間交換機(jī)狀態(tài)（LED反饋）11016：0017：00燈亮/燈滅2416：0017：00燈亮/燈滅 結(jié)論：、說明電路功能正常。首先在選擇畢業(yè)設(shè)計課題時，我本著鞏固所學(xué)理論知識，加強實際動手能力，增加對現(xiàn)代科技特別是無線和通信方面的了解，圓滿完成大學(xué)本科學(xué)業(yè)的想法，選了節(jié)能型交換機(jī)無線開關(guān)控制的設(shè)計這一實際而又有挑戰(zhàn)性的課題。如果對該系統(tǒng)加以開發(fā)利用，只要檢測到用戶請求，家電就能實現(xiàn)開關(guān)機(jī)，那家電智能化的時代就會更豐富。這次畢業(yè)設(shè)計歷時至少3個月，由一開始的確定課題，再到后來的資料查找、理論學(xué)習(xí)應(yīng)用，再有就是近來的軟件設(shè)計、硬件電路組建、結(jié)果分析和測試過程?？梢哉f是一次全面綜合的電路知識檢驗。這次畢設(shè)對我的求實精神、面對困難的積極心態(tài)都有極大的考驗，我也曾消沉止步不前，但在周圍拉奧是的和同學(xué)的感染下，我從困境中挺了過來。 致謝本課題的研究和論文的完成是在李菊葉老師的耐心指導(dǎo)和熱情幫助下完成的。老師豁達(dá)的胸懷對我樹立正確的人生觀和價值觀產(chǎn)生了積極的影響。在我人生道路上，老師無微不至的關(guān)注讓我更加堅穩(wěn)的走好每一步。在此謹(jǐn)向曾老師表示崇高的敬意和衷心的感謝!感謝老師在研究工作中對我進(jìn)行的悉心指導(dǎo)，使我的論文的撰寫得以順利進(jìn)行。最后感謝我的父母，你們對我的無私關(guān)愛讓我健康成長到了今天。6884. 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