【正文】 NRF24L01 無線發(fā)送函數(shù)。 發(fā)送程序中包含 NRF24L01 的初始化函數(shù)，用于 對 NRF24L01 進行初始化。對系統(tǒng)的軟件設(shè)計時需要在硬件電路的基礎(chǔ)上進行設(shè)計。硬件電路的簡單必然導(dǎo)致軟件控制的繁瑣。當發(fā)送電路將無線信號 基于 51 單片機的無線測溫系統(tǒng)的設(shè)計 13 發(fā)送出以后，接受電路就需要將無線電路的信號接受并進行譯碼。 接收程序中包含 NRF24L01 的初始化函數(shù)，用于對 NRF24L01 進行初始化。以免在使用過程中出現(xiàn)錯誤。以此保證系統(tǒng)能夠準確無誤的運行。 unsigned char temp。 for(i=8。i) { temp=_cror_(temp,1)。 _nop_()。 DQ=1。 _nop_()。 } else { temp=temp | 0x00。 } return(temp)。 bit tem18b202 = 1。 tem18b201 = DS18B20_Reset()。 DS18B20_Write(0x44)。 //等待 500us 轉(zhuǎn)換時間 tem18b202 = DS18B20_Reset()。 DS18B20_Write(0xBE)。 tempH = DS18B20_Read()。 DS18B20_delay(72)。 基于 51 單片機的無線測溫系統(tǒng)的設(shè)計 15 temp1 = tempp/1000。 temp3 = (tempptemp1*1000temp2*100)/10。 TxBuf[0]=temp1。 TxBuf[2]=temp3。 } //*********************************主函數(shù) *********************************** void main(void) { init_NRF24L01() 。 // Transmit Tx buffer data Delay(6000)。 while(1) { TmReadTemp()。 // Transmit Tx buffer data Delay(20)。//clear RX_DR or TX_DS or MAX_RT interrupt } 基于 51 單片機的無線測溫系統(tǒng)的設(shè)計 16 } 硬件實現(xiàn) 單片機接口及功能介紹 單片微控制器簡稱單片機，是一塊集成了 CPU 中央處理器、 ROM 程序存儲器、定時器 /計數(shù)器、 RAM 數(shù)據(jù)存儲器和多種功能的 I/O 輸入 /輸出接口等的一臺微型計算機。其可以完成各種功能和函數(shù)中復(fù)雜的運算、通信、邏輯控制等功能?？山忉尀槭褂米钌俚脑M成的單片機可以工作的系統(tǒng)。 AT89S51 單片機是完全集成的混合信號片上系統(tǒng)型 MCU，片內(nèi)具有 64KB 可在系統(tǒng)編程的 Flash， 4352 字節(jié)的片內(nèi) RAM。 晶振電路設(shè)計 時鐘電路是為系統(tǒng)提供時鐘脈沖的，是系統(tǒng) 電路中必不可少的一部分。本系統(tǒng)中使用了 12MHz 的晶振為系統(tǒng)提供時鐘信號。在單片機系統(tǒng)中時鐘信號的頻率是運行的關(guān)鍵，頻率高了或者低了都無法運行。 STC89C52 片內(nèi)有高增益反相放大器，當外接晶振后，就構(gòu)成了自激振蕩器，并產(chǎn)生振蕩時鐘脈沖。電容 C7 和 C外部晶振和單片機內(nèi)部的放大器一起構(gòu)成了自激震蕩電路。震蕩頻率的選擇的是 12MHz 的晶振。 基于 51 單片機的無線測溫系統(tǒng)的設(shè)計 17 圖 時鐘電路圖 復(fù)位電路設(shè)計 外部復(fù)位電路是保證單片機電路的程序在不能正常運行時，可以從指定的程序開始運行。當系統(tǒng)運行不正?；蛘叱霈F(xiàn)死機的現(xiàn)象，只要按下復(fù)位鍵系統(tǒng)便可以在指定的程序的位置開始執(zhí)行。復(fù)位電路成為電路的必要作用就顯現(xiàn)出來。 在單片機系統(tǒng)中，復(fù)位電路是非常關(guān)鍵的程序，程序不正常運行或異常停止運行時，就需要復(fù)位電路發(fā)揮作用。如果 RST 引腳持續(xù)的高電平，單片機就處于尋壞復(fù)位狀態(tài)的周期。上電瞬態(tài)電容兩端的電壓不能突然改變，這時的電容器為低電平，并且連接在電阻上的電壓到 RESET 復(fù)位輸入為高時，芯片被復(fù)位。在一般情況下，只要 RESET 引腳保持 10ms以上的高電平，就可以使單片機復(fù)位，重置為經(jīng)典的值 。 圖 復(fù)位電路 報警電路設(shè)計 由于單片機 STC89C52 提供的工作電流只有 20mA， 而蜂鳴器正常工作電流 基于 51 單片機的無線測溫系統(tǒng)的設(shè)計 18 一般比較大，以至于單片機的 I/O 口是無法直接驅(qū)動的，因此需要一個外部的驅(qū)動電路，提供正常工作所需要的電流。在該電路中， BEEP 連接在單片機引腳上， 接口 LS1 為蜂鳴器，晶體管工作在飽和狀態(tài)，相當于一個開關(guān)。其一個工作周期可分為兩個部分，即溫度檢測和數(shù)據(jù)處理。 DS18B20 共有三種形態(tài)的存儲器資源，它們分別是： ROM 只讀存儲器，用于存放 DS18B20ID 編碼，其前 8 位是單線系列編碼（ DS18B20 的編碼是 19H），后面 48 位是芯片唯一的序列號 ，最后 8 位是以上 56 的位的 CRC 碼（冗余校驗）。 DS18B20 共 64 位 ROM。系統(tǒng)功能的實現(xiàn)主要是靠軟件代碼對時序的控制。 GND 1I/O 2V C C 3U2DS18B20V C CP 33 圖 DS18B20 硬件連接圖 數(shù)碼管驅(qū)動電路設(shè)計 （ 1） 數(shù)碼管顯示器簡介 基于 51 單片機的無線測溫系統(tǒng)的設(shè)計 19 本設(shè)計采用 LED 數(shù)碼管顯示，在單片機系統(tǒng)中，通常用 LED 數(shù)碼顯示器來顯示各種數(shù)字或符 合。 與 LCD 液晶顯示器相比，數(shù)碼管雖沒有液晶顯示器那樣的顯示效果，也沒有液晶顯示器做圖形界面具有人機交互美觀的特點。其內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖 所示。 1 位顯示器由 8 個發(fā)光二極管組成，其中 7 個發(fā)光二極管 a～ g控制 7 個筆畫的亮或暗 ，另一個控制一個小數(shù)點的亮和暗，通過解碼電路得到的數(shù)碼接通相應(yīng)的發(fā)光二極而形成相應(yīng)的字符。這足以滿足設(shè)計要求。利用這一工作原理可以將單片機中的數(shù)據(jù)在 LED數(shù)碼管上顯示出來。在一般使用中，共陽極的 LED 數(shù)碼管用得比較多，如圖 所示。 靜態(tài)驅(qū)動也稱直流驅(qū)動。靜態(tài)驅(qū)動的優(yōu)點是編程簡單，顯示亮度高，缺點是占用 I/O 端口多，如驅(qū)動 5 個數(shù)碼管靜態(tài)顯示則需要 5 8=40 根 I/O 端口來驅(qū)動，實際應(yīng)用時必須增 加譯碼驅(qū)動器進行驅(qū)動，增加了硬件電路的復(fù)雜性。每個數(shù)碼管的各相同的顯示位都連接在一起，每個數(shù)碼管的公共端都分別引出。從而大大簡化了硬件電路。若數(shù)碼管位較多時應(yīng)采用增加驅(qū)動能力的措施，從而提高顯示亮度。 74HC245 芯片是總線驅(qū)動器，典型的 CMOS 型三態(tài)緩沖門電路。 另外，也可以使用 74HC244 等其他電路， 74HC244 比 74HC245 多了鎖存器，實物圖如圖 所示。 第 29 腳“ A”信號輸入輸出端， A1=B1 一直到 A8=B8， A1 與 B1 是一組，如果 DIR=“ 1” OE=“ 0”則 A1 輸入 B1 輸出，其它類同。 第 1118 腳“ B”信號輸入輸出端，功能與“ A”端一樣，不再描述。 第 10 腳 GND，電源地。 數(shù)碼管的驅(qū)動總電路如圖 所示。無線收發(fā)器包括：頻率發(fā)生器、增強型“ SchockBurst”模式控制器、功率放大器、晶體振蕩器、調(diào)制器和解調(diào)器。幾乎可以連接到各種單片機芯片，并完成無線數(shù)據(jù)傳送工作。 基于 51 單片機的無線測溫系統(tǒng)的設(shè)計 22 圖 NRF24L01 實物圖 極低的電流消耗：當工作在發(fā)射模式下發(fā)射功率為 0dBm 時電流消耗為， 接收模式時為 ，掉電模式和待機模式下電流消耗更低。如果收到應(yīng)答，則認為此次通信成功，TX_DS 置高，同時 TX_PLD 從 TX FIFO 中清除 。最后發(fā)射成功時 ， 若 CE為低則 NRF24L01 進入空閑模式 1， 若發(fā)送堆棧中有數(shù)據(jù)且 CE 為高，則進入下一次發(fā)射 。 接收數(shù)據(jù)時 ， 首先將 NRF24L01 配置為接收模 式，接著延遲 130μ s 進入接收狀態(tài)等待數(shù)據(jù)的到來。若此時自動應(yīng)答開啟，接收方則同時進入發(fā)射狀態(tài)回傳應(yīng)答信號。 （ 2） NRF24L01 應(yīng)用領(lǐng)域 ● 無線鼠標 鍵盤 游戲機操縱桿 ● 無線門禁 ● 無線數(shù)據(jù)通訊 ● 安防系統(tǒng) 基于 51 單片機的無線測溫系統(tǒng)的設(shè)計 23 ● 遙控裝置 ● 遙感勘測 ● 智能運動設(shè)備 ● 工業(yè)傳感器 ● 玩具 （ 3） NRF24L01 性能參數(shù) ◆ 小體積， QFN20 4x4mm封裝 ◆ 寬電壓工作范圍， ~，輸入引腳可承受 5V 電壓輸入 ◆ 工作溫度范圍， 40℃～ +80℃ ◆ 工作頻率范圍， ～ ◆ 發(fā)射功率可選擇為 0dBm、 6dBm、 12dBm和 18dBm ◆ 數(shù)據(jù)傳輸速率支持 1Mbps、 2Mbps[2] ◆ 低功耗設(shè)計，接收時工作電流 ， 0dBm 功率發(fā)射時 ，掉電模式時僅為 900nA ◆ 126 個通訊通道， 6 個數(shù)據(jù)通道，滿足多點通訊和調(diào)頻需要 ◆ 增強型“ ShockBurst”工作模式，硬件的 CRC 校驗和點對多點的地址控制 ◆ 數(shù)據(jù)包每次可傳輸 1～ 32Byte 的數(shù)據(jù) ◆ 4 線 SPI 通訊端口，通訊速率最高可達 8Mbps，適合與各種 MCU 連接，編程簡單 ◆ 可通過軟件設(shè)置工作頻率、通訊地址、傳輸速率和數(shù)據(jù)包長度 ◆ MCU 可通過 IRQ 引腳快判斷是否完成數(shù)據(jù)接收和數(shù)據(jù)發(fā)送 基于 51 單片機的無線測溫系統(tǒng)的設(shè)計 24 第 6 章 系統(tǒng)測試 系統(tǒng)測試是檢測系統(tǒng)功能的重要組成部分，基本的檢測后對系統(tǒng)有基本的要求后，要對系統(tǒng)的功能進行全面的驗證。系統(tǒng)測試一般分為兩種情況，一種 是系統(tǒng)設(shè)計完成后進行實物制作，制作完成后進行測試。另一種是使用軟件仿真，因為各種原因可能系統(tǒng)并不制作成實物。 本系統(tǒng)進行了實物焊接，故采用第一種方法進行系統(tǒng)測試。我實際中使用的單片機為 STC89C52 單片機 。 方案：由于無線收發(fā)模塊的信號無法采用設(shè)備檢測到，所以采用讀取 LED 數(shù)碼管數(shù)據(jù)與實際數(shù)據(jù)進行對比的 方式繼續(xù)測試。 在 5 分鐘的時間內(nèi)，對 LED 數(shù)碼管的顯示溫度進行讀取并記錄。然后進行對比。此次測試中忽略不計。同時，表明了此系統(tǒng)最終的無線收發(fā)模塊功能完全實現(xiàn)。 基于 51 單片機的無線測溫系統(tǒng)的設(shè)計 26 結(jié) 論 在整個設(shè)計過程中，發(fā)揮團隊精神，分工合作，充分發(fā)揮人的主觀能動性，自主學習，學到了許多沒學到的知識，完成了對單片機的設(shè)計，達到了預(yù)期的目的。在電路焊接時雖然沒什么大問題，但從中也知道了焊接在整個作品中的重要性，電路工程量大，不能心急，一個個慢慢來不能急于求成，反而達到事半功倍的效果。程序編寫中，由于思路不清晰，開始時遇到了很多的問題 ，經(jīng)過靜下心來思考，理清了思路，終于能夠完成它。也練就了我們的耐心，做什么事都在有耐心。 在軟件設(shè)計的過程中，利用了 Keil這個軟件在程序錄入和調(diào)試的時候的優(yōu)越性，讓我能夠在編寫軟件的時候很方便的發(fā)現(xiàn)軟件中的錯誤，現(xiàn)在已經(jīng)能夠使用Keil 對所設(shè)計的程序進行調(diào)試。由于平時沒有接觸過這兩個軟件，加上畢業(yè)設(shè)計的時間有限，對于他們的連接調(diào)試程序，未 能熟練掌握，但以后有機會的話會再好