【正文】 信號(hào)過程中執(zhí)行此指令的話將使得應(yīng)答信號(hào)不能被完整的傳輸。 REUSE_TX_PＬ 1110 0011 重新使用上一包有效數(shù)據(jù)。當(dāng) CE 為高過程中，數(shù)據(jù)包被不斷的重新發(fā)射。在發(fā)射數(shù)據(jù)包過程中必須禁止數(shù)據(jù)包重利用功能。 NOP 1111 1111 空操作?？梢杂脕碜x狀態(tài)寄存器。 R_REGISTER 和 W_REGISTER 寄存器可能操作單字節(jié)或多字節(jié)寄存器。當(dāng)訪問多字節(jié)寄存器時(shí)首先 要讀 /寫的是最低字節(jié)的高位。在所有多字節(jié)寄存器被寫完之前可以 結(jié)束寫 SPI 操作，在這種情況 下沒有寫完的高字節(jié)保持原有內(nèi)容不變。例如：RX_ADDR_P0 寄存器的最低字節(jié)可以通過寫一個(gè)字節(jié)給寄存器 RX_ADDR_P0 來改變。在CSN 狀態(tài)由高變低后可以通過 MISO 來讀取狀態(tài)寄存器的內(nèi)容。 中斷： NRF24L01 的中斷引腳（ IRQ）為低電平觸發(fā)，當(dāng)狀態(tài)寄存器中 TX_DS、 RX_DR 或MAX_RT 為高時(shí) 觸發(fā)中斷。當(dāng) MCU 給中斷源寫‘ 1’時(shí)，中斷引腳被禁止?？善帘沃袛嗫梢员?IRQ中斷屏蔽。通過設(shè)置可屏蔽中斷位為高，則中斷響應(yīng)被禁止。默認(rèn)狀態(tài)下所有的中斷源是被禁止的。 本章小結(jié) 本章介紹了 modbus 通訊協(xié)議、 RS485 接口、 NRF24L01 通訊模塊的具體內(nèi)容 ， 為硬件、軟件設(shè)計(jì)鋪平道路。 第４ 章 通訊系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的硬件設(shè)計(jì) 硬件系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 該硬件系統(tǒng)主要包括電源模塊、單片機(jī)最小系統(tǒng)模塊、按鍵、溫度采集、數(shù)碼管和液晶顯示模塊、 RS232 轉(zhuǎn) RS485 接口模塊、 NRF24L01 無線通訊模塊，結(jié)構(gòu)方框圖如圖所示， 單片機(jī)最小系統(tǒng) 模塊 主控 MCU 如圖 41 所示， A、 B 都采用 STC89C52 為主控 MCU，晶振頻率 為 ，C3（ 10uf）， R1（ 10K）組成上電復(fù)位電路。 圖 41 最小系統(tǒng) 溫度采集、獨(dú)立按鍵、液晶和數(shù)碼管顯示模塊 ⑴ 液晶顯示模塊如圖 42 所示，采用字符型液晶 1602，其具有操作簡(jiǎn)單顯示字符多特點(diǎn)，并接 R0（ 104）進(jìn)行對(duì)比度調(diào)節(jié)， P0 為數(shù)據(jù)接口， ， ， 為控制線。 圖 42液晶 圖 43數(shù)碼管 圖 44按鍵 ⑵ 數(shù)碼管顯示單元 如圖 43 所示 ，數(shù)碼管采用四位一體的共陰數(shù)碼管，由于單片機(jī)的 I/O 輸出電流較小，故采用三極管進(jìn)行放大驅(qū)動(dòng)，當(dāng)位選為高時(shí)三極管飽和導(dǎo)通，對(duì)應(yīng)位的數(shù)碼管選中。 ⑶ 獨(dú)立按鍵單元 如圖 44，獨(dú)立按鍵用來對(duì)系統(tǒng)工作控制，例如調(diào)時(shí)間，發(fā)命令等作用。 ⑷ 溫度采集單元 溫度采集單元采用達(dá)拉斯公司生產(chǎn)的數(shù)字溫度傳感器 DS18B20 進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，其采用單總線數(shù)據(jù)傳輸，具有硬件簡(jiǎn)單的優(yōu)勢(shì)，而且數(shù)據(jù)采集周期短，精度高，量程大，可以達(dá)到室溫計(jì)的要求，其數(shù)據(jù)總線與 相接。 無線收發(fā)單元 模塊 如圖 45 所示， 在設(shè)計(jì) NRF24L01 無線通 訊模塊中要注意的是該芯片低工作電壓在 (～ )，而普通 5v 電壓會(huì)降低芯片壽命甚至將其燒壞，所以需要對(duì)其電平轉(zhuǎn)換，在本設(shè)計(jì)中采用 三端穩(wěn)壓管，該芯片輸出電壓穩(wěn)定 在 NRF24L01 的工作電壓范圍內(nèi) 、輸出電流 800mA 滿足無線通訊芯片供應(yīng)電源。 圖 45 NRF24L01 RS232 轉(zhuǎn) RS485 通訊 接口模塊 如圖 46 所示： RS232485 轉(zhuǎn)換器主要包括了電源、 232 電平轉(zhuǎn)換、 485 電路三部分。本電路的 232 電平轉(zhuǎn)換電路采用 MAX232 集成電路， 485 電路采用了 MAX485 集成電路。為了使用方便，電源部分設(shè)計(jì)成無源方式，整個(gè)電路的供電直接從 PC機(jī)的 RS232 接口中的 DTR（ 4 腳）和 RTS（ 7 腳）竊取。 PC 串口每根線可以提供大約 9mA 的電流，因此兩根線提供的電流足夠供給這個(gè)電路使用了。經(jīng)實(shí)驗(yàn)，本電路只使用其中一條線也能夠正常工作。使用本電路需注意 PC 程序必須使串口的 DTR 和 RTS 輸出高電平，經(jīng)過 D3 穩(wěn)壓后得到 VCC，經(jīng)過實(shí)際測(cè)試， VCC 電壓大約在 左右。因此，電路中要說 D3 起的作用是穩(wěn)壓還不如說是限壓功能。 MAX485 是通過兩個(gè)引腳 RE（ 2 腳）和 DE（ 3腳） 來控制數(shù)據(jù)的輸入和輸出。當(dāng) RE為低電平時(shí)， MAX485 數(shù)據(jù)輸入有效；當(dāng) DE 為高電平時(shí)， MAX485 數(shù)據(jù)輸出有效。在半雙工使用中，通?？梢詫⑦@兩個(gè)腳直接相連，然后由 PC 或者單片機(jī)輸出的高低電平就可以讓 MAX485 在接收和發(fā)送狀態(tài)之間轉(zhuǎn)換了。由于本電路 DTR 和 RTS 都用于了電路供電，因此使用 TX 線和 MAX232 的另外一個(gè)通道及 Q1 來控制 MAX485 的狀態(tài)切換。平時(shí) MAX232 的 9 腳輸出高電平，經(jīng) Q1 倒相后，使 MAX485 的 RE和 DE 為低電平而處于數(shù)據(jù)接收狀態(tài)。當(dāng) PC 機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)， MAX232 的 9 腳輸出低電平，經(jīng) Q1 倒相后，使 MAX485 的 RE 和 DE 為高電平而處于數(shù)據(jù)發(fā)送狀態(tài)。 圖 46 RS232485 本章小結(jié) 本章主要包括電源模塊、單片機(jī)最小系統(tǒng)模塊、按鍵、溫度采集、數(shù)碼管和液晶顯示模塊、 RS232 轉(zhuǎn) RS485 接口模塊、 NRF24L01 無線通訊模塊的硬件設(shè)計(jì) ，介紹了設(shè)計(jì)的基本原理和一些注意事項(xiàng) 。 第５ 章 通訊系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的軟件設(shè)計(jì) 本設(shè)計(jì)要實(shí)現(xiàn)無線通訊系統(tǒng)對(duì)溫度的實(shí) 時(shí)采集與顯示功能，除硬件外，還需要軟件來控制。本章主要介紹 報(bào)文處理的軟件實(shí)現(xiàn) ， 并簡(jiǎn)要介紹 整體 A 機(jī) 時(shí)鐘 和 B 機(jī) 溫度信 號(hào)無線交換 的軟件流程圖。 基于 MODBUS 協(xié)議 處理 報(bào)文 的軟件設(shè)計(jì)： 主機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)包和從機(jī)響應(yīng)數(shù)據(jù)包 具體格式： B 機(jī)作為從機(jī)在本 次設(shè)計(jì)中需要讀出 從 機(jī)的溫度 、從機(jī)的小時(shí)和分鐘信號(hào) 所以采用讀模擬寄存器 （即 03） 這個(gè)功能。 ⑴ 計(jì)算機(jī)發(fā)送 的數(shù)據(jù)包 ： [設(shè)備地址 ] [命令號(hào) 03] [起始寄存器地址低 8 位 ] [高 8位 ] [讀取的寄存器數(shù) 低 8 位 ] [高 8 位 ] [CRC 校驗(yàn)的低 8 位 ] [CRC 校驗(yàn)的高 8 位 ] 即 ： [01][03][01][00][01][00][CRC 低 ][CRC 高 ] 注釋：讀 從機(jī)溫度 [01][03][02][00][01][00][CRC 低 ][CRC 高 ] 注釋：讀從機(jī)時(shí)鐘的小時(shí) [01][03][03][00][01][00][CRC 低 ][CRC 高 ] 注釋：讀從機(jī)時(shí)鐘的分鐘 具體 意義如下： ： 本次設(shè)計(jì)中設(shè)備地址為 0x01。 :讀模擬量的命令號(hào)固定為 03。 低 8 位、 高 8 位：表示想讀取的模擬量的 邏輯 地址 ,本次設(shè)計(jì) 中的 溫度 邏輯地址 為 0x01；小時(shí)的邏輯地址為 0x02。分鐘的邏輯地址為 0x03。 低 8 位、 高 8 位 ：表示從起始地址開始讀多少個(gè)模擬量 (即邏輯地址長(zhǎng)度 )。本次設(shè)計(jì)中 每個(gè)邏輯地址 只需讀出一 個(gè)模擬量。 （ 在返回的信息中一個(gè)模擬量需要返回兩個(gè)字節(jié) ） 。 16 位為 CRC 校驗(yàn)。 ⑵ 從機(jī)響應(yīng)回主機(jī)的數(shù)據(jù)包 ： [設(shè)備地址 ] [命令號(hào) 03] [返回的字節(jié)個(gè)數(shù) ][數(shù)據(jù) 1][數(shù)據(jù) 2]...[數(shù)據(jù) n][CRC 校驗(yàn)的低 8 位 ] [CRC 校驗(yàn)的高 8 位 ] 即 ： [01][03][02][00][AC][CRC 低 ][CRC 高 ] 注釋：溫度值 回 應(yīng)給主機(jī)（ ℃）[01][03][02][00][0B][CRC 低 ][CRC 高 ] 注釋：小時(shí)值 回 應(yīng)給主機(jī)（ 11 小時(shí)） [01][03][02][00][24][CRC 低 ][CRC 高 ] 注釋：分鐘值 回 應(yīng)給主機(jī)（ 36 分鐘） 具體 意義如下： 。 ：表示數(shù)據(jù)的字節(jié)個(gè)數(shù)，也就是數(shù)據(jù) 1， 2...n 中的 n 的值。 設(shè)計(jì)中返回了 1 個(gè)模擬量的數(shù)據(jù)，因?yàn)橐粋€(gè)模擬量需要 2 個(gè)字節(jié)所以共 2 個(gè)字節(jié)。 1...n：其中 [數(shù)據(jù) 1][數(shù)據(jù) 2]分別是第 1 個(gè)模擬量的高 8 位和低 8 位， [數(shù)據(jù)3][數(shù)據(jù) 4]是第 2個(gè)模擬量的高 8位和低 8位，以此類推。 設(shè)計(jì)中只返回了 [數(shù) 據(jù) 1][數(shù)據(jù) 2]，本次設(shè)計(jì) 中 若第一個(gè) 返回的值 是 [AC]轉(zhuǎn)化為十進(jìn)制為 172 即 176。 C ；第二個(gè)值 [0B]表示 11 小時(shí)；第三個(gè)值 [24]表示 36 分鐘。 校驗(yàn)同上。 主機(jī)發(fā)送報(bào)文和從機(jī)響應(yīng)報(bào)文 軟件具體實(shí)現(xiàn) ⑴ 提高通訊穩(wěn)定性的程序設(shè)計(jì)： Modbus 通信協(xié)議 設(shè)計(jì) 中為了預(yù)防干擾，提高系統(tǒng)穩(wěn)定性，防止系統(tǒng)程序跑飛而造成不可預(yù)測(cè)的錯(cuò)誤（雖然概率比較低，一旦出現(xiàn) 將 會(huì)出現(xiàn)很大的問題），所以 有必要經(jīng)常重新置 485 為接受狀態(tài)并將接受地址偏移器（即接收到的字節(jié)個(gè)數(shù)）清零。 在 此次程序 設(shè)計(jì) 中設(shè)置 了 一個(gè) 1ms 定時(shí)中斷， 在 中斷程序中 定義一個(gè) 1ms 標(biāo)志位，在定時(shí) 處理子函數(shù)中 判斷是否通訊超時(shí)（本次設(shè)定為 5s） ， 如果超時(shí)，即使已經(jīng)有接受到數(shù)據(jù) 也 置之不理，進(jìn)行重置 48清零地址偏移器、清零偶校驗(yàn) ；除此之外每次發(fā)送數(shù)據(jù)結(jié)束后我們也需要進(jìn)行這樣處理。 程序流程圖如 51 所示 ： 圖 51提高通訊穩(wěn)定性的程序設(shè)計(jì) ⑵ 發(fā)送和接收緩沖區(qū)數(shù)據(jù)處理： 在 Modbus 協(xié)議里，報(bào)文 的都是以包 的形式來發(fā)送與接收 的， 設(shè)計(jì)中用兩個(gè)數(shù)組來定義數(shù)據(jù)包 的發(fā)送和接收緩沖區(qū)。發(fā)送接收緩沖區(qū)再 與 單片機(jī)的串口鎖存器 sbuf進(jìn)行交換來實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)包 的發(fā)送與接收 ，在程序中還同時(shí)使用偶校驗(yàn)來