发布时间 : 星期一 文章温度检测，湿度检测，毕业论文 - 图文更新完毕开始阅读82f22b72a417866fb84a8ee3
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按下开关后，电容充电，到达稳定后，电容相当于开路，其两端电压为5V，电路的时间常数为R*C，本设计取R=200?、C=10uF,经计算时间常数为2ms，而两个机器周期只有2us，所以该设计完全满足要求。
图3-5 复位电路设计
3.2.4 单片机硬件电路设计
P1口直接和无线模块XL24L01相连；P1.0与TX_EN相连，为接收使能，主要决定无线接收模块是否进行数据接收；；P1.1与PWR_UP相连，为模块上电使能；；P1.2与CD相连，为载波监听，监听是否有数据传到无线模块上；P1.3与CSN相连，为SPI使能，无线模块与单片机进行数据传输的使能端；P1.4与AM相连，为地址匹配信号；P1.5与MOSI相连，P1.6与MISO相连，为单片机与无线模块进行SPI数据传输端口；P1.7与SCK相连，提供给无线模块时钟信号；P3.3和P3.2分别和nRF905的DR及TRX_CE相连，实现单片机与nRF905的数据通信；P2.7口与蜂鸣器相连。 单片机在上电初始化后，将P1.1和P3.2输出为高电平，P1.7输出给无线模块时钟信号；P1.0为低电平，当P1.3和P1.5为高电平时，输入SPI指令，通过SPI口P1.5和P1.6读取无线模块传输给单片的温度数据。
3．3 无线通信模块设计
无线通信模块的设计有以下几种方案。
方案一：采用GSM模块进行通信，GSM模块需要借助移动卫星或者手机卡，虽说能够远距离传输，但是其成本较大、且需要内置SIM卡，通信过程中需要收费，后期成本较高。
方案二：采用TI公司CC2430无线通信模块，此模块采用Zigbee总线模式，传输速率可达250kbps，且内部集成高性能8051内核。但是此模块价格较贵，且Zigbee协议相对较为复杂。
方案二：采用XL24L01无线射频模块进行通信，NRF24L01是一款高速低功耗的无线通信模块。他能传输上千米的距离（加PA），而且价格较便宜、，采用SPI总线
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通信模式电路简单，操作方便。
考虑到系统的复杂性和程序的复杂度，我们采用方案三作为本系统的通信模块。
XL24L01-D01X 是采用挪威NORDIC 公司的nrf24L01p 2.4G 无线收发IC 设计的一款高性能2.4G 无线收发模块，采用GFSK调制，工作在2400‐2483MHz的国际通用ISM频段，最高调制速率可达2MBPS。XL24L01P-D01X 集成了所有与RF 协议相关的高速信号处理部分，如：自动重发丢失数据包和自动产生应答信号等，模块的SPI 接口可以利用单片机的硬件SPI口连接或用单片机的I/O 口进行模拟，内部有FIFO 可以与各种高低速微处理器接口，便于使用低成本单片机。XL24L01的实物图如图3-6所示。
图3-6 XL24L01的实物图
3.3.1 无线模块工作原理
发射数据时，首先将XL24L01配置为发射模式：接着把接收节点地址TX_ADDR和有效数据TX_PLD按照时序由SPI口写入nRF24L01缓存区，TX_PLD必须在CSN为低时连续写入，而TX_ADDR在发射时写入一次即可，然后CE置为高电平并保持至少10μs，延迟130μs后发射数据;若自动应答开启，那么nRF24L01在发射数据后立即进入接收模式，接收应答信号（自动应答接收地址应该与接收节点地址TX_ADDR一致）。如果收到应答，则认为此次通信成功，TX_DS置高，同时TX_PLD从TX FIFO中清除；若未收到应答，则自动重新发射该数据(自动重发已开启)，若重发次数(ARC)达到上限，MAX_RT置高，TX FIFO中数据保留以便再次重发；MAX_RT或TX_DS置高时，使IRQ变低，产生中断，通知MCU。最后发射成功时,若CE为低则nRF24L01进入空闲模式1；若发送堆栈中有数据且CE为高，则进入下一次发射；若发送堆栈中无数据且CE为高，则进入空闲模式2。接收数据时,首先将nRF24L01配置为接收模式，接着延迟130μs进入接收状态等待数据的到来。若此时自动应答开启，接收方则同时进入发射状态回传应答信号。SPI口为同步串行通信接口，最大传输速率为10 Mb/s，
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传输时先传送低位字节，再传送高位字节。但针对单个字节而言，要先送高位再送低位。与SPI相关的指令共有8个，使用时这些控制指令由nRF24L01的MOSI输入。相应的状态和数据信息是从MISO输出给MCU。 3.3.2 无线传输模块性能
(1) 433Mhz 开放 ISM 频段免许可证使用；
(2) 最高工作速率 50kbps，高效 GFSK 调制，抗干扰能力强，特别适合工业
控制场合；
(3) 125 频道，满足多点通信和跳频通信需要； (4) 内置硬件 CRC 检错和点对多点通信地址控制；
(5) 低功耗 1.9 - 3.6V 工作，待机模式下状态仅为 2.5uA； (6) 收发模式切换时间 < 650us；
(7) 模块可软件设地址，只有收到本机地址时才会输出数据，可直接接各种单
片机使用，软件编程非常方便；
(8) TX Mode：在+10dBm 情况下，电流为 30mA； RX Mode：12.2mA； (9) 标准 DIP 间距接口，便于嵌入式应用。 3.3.3 无线模块与单片机的接口设计
XL24L01各个管脚说明如表3-2所示
表3-2 XL24L01管脚说明
管脚 1 2 3 4 5 6 7 8 名称 GND VIN CE CSN SCK MOSI MISO IRQ 管脚功能 电源地（方形焊盘） 输入电源（3.0—3.3V） 工作模式RX 或TX 模式选择 SPI使能,低有效 SPI时钟 SPI输入 SPI输出 中断输出 引脚1接地；引脚2输入电源（3.0—3.3V）；引脚3接单片机的P3.4，用作选择无线模块的工作方式为接受RX还是发送TX；引脚4为SPI使能端，接单片机的P1.2，
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低电平有效；引脚5为SPI时钟端，接单片机的P1.4；引脚6和引脚7分别为SPI的输入端和输出端，接单片机的P1.3和P3.3；引脚8为中断输出端，接单片机P3.2。
图3-7 无线模块的硬件设计
3．4 显示电路设计
显示模块的设计有以下几种方案。
方案一：选择主控为ST7920的带字库的LCD12864来显示信息。12864是一款通用的液晶显示屏，能够显示多数常用的汉字及ASCII码，而且能够绘制图片，描点画线，设计成比较理想的结果。
方案二：采用字符液晶LCD1602显示信息，1602是一款比较通用的字符液晶模块，能显示字符和数字等信息，且价格便宜，容易控制。
方案三：采用LED7段数码显示管显示，其成本低，容易显示控制，但不能显示字符。
综合以上方案，我们选择了经济实惠的字符液晶LCD1602来作为接收端的显示。
字符型液晶显示模块是一种专门用于显示字母、数字、符号等点阵式LCD，市面上字符液晶绝大多数是基于HD44780液晶芯片，HD44780是带西文字库的液晶显