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nrf24l01射频无线收发芯片的温度传输系统的设计与实现

2020-12-20 23:49编辑: www.jxszl.com景先生毕设
目录
一、引言 1
二、设计的要求及目的 1
(一)设计要求 1
(二)设计目的 1
三、硬件电路设计 2
(一)发送与接收端原理图框图 2
(二)STC89C52单片机 2
(三)nrf24l01无线收发芯片 4
(四)LCD1602显示模块 5
(五)DS18B20温度传感器 7
四、系统的软件设计 7
(一)主程序流程图 7
(二) 无线芯片发射流程图 8
(三) 无线芯片接收流程图 8
(四)液晶LCD1602显示数据的流程图 9
(五)DS18B20温度程序流程图 9
五、安装与调试 10
总结 13
参考文献 14
致谢 15
附录一 16
附录二 17
一、引言
随着科技的发展的日新月异,许多方面都有对温度的时时测量与监控。比如:超市的仓库、温室大棚、粮仓以及一些军事器件等等。
今天的中国是和平的,但是我们一定要有防患于未然的精神,所以军事武器是必不可少的。它们关乎这我们国家的领土以及人民的安全,因此对于军事武器的温度测量是至关重要的,温度的过高或过低都可能潜藏着安全隐患。因为要对武器进行内部温度测量,人们要是使用传统的测量温度的办法是不可能实现的,所以我们要采用无线测量温度的办法来实现,已达到高效率,高稳定性。
当今的农业不像过去一样依靠外界的天气进行种植,如今在温室大棚里我们可以种植任何农作物。这一切都要依赖温度测量器,它可以把测量到的温度通过无线传送给中央器件,以确定要不要进行降温还是升温。这中间就节约了很多人力,已达到智能化、自动化
当今社会无线数据通信的使用遍及很广。比如:无线鼠标、键盘、遥控等。而且在未来的生活中无线数据通信会无处不在,更加迅速的融入到人们的生活中。因为便于人们使用,容易操作、可靠。
二、设计的要求及目的
(一)设计要求
通过使用DS18B20温度传感器测量温度,再将所测得的温度的数据传送给无线收发芯
 

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温。这中间就节约了很多人力,已达到智能化、自动化。
当今社会无线数据通信的使用遍及很广。比如:无线鼠标、键盘、遥控等。而且在未来的生活中无线数据通信会无处不在,更加迅速的融入到人们的生活中。因为便于人们使用,容易操作、可靠。
二、设计的要求及目的
(一)设计要求
通过使用DS18B20温度传感器测量温度,再将所测得的温度的数据传送给无线收发芯片NRF24L01,然后通过无线收发芯片接收到的数据,同时把数据传送给LCD1602显示,液晶显示器得到数据会显示出来。
四个功能键可以调节温度的上下量限,一旦超过其中预设值,闪烁灯和蜂鸣器就会发生动作。
(二)设计目的
通过对温度的测量,我们可以知道当前的温度,就可以对一些场合的温度进行控制。比如:温室大棚、粮仓等各种场合,这些场合对温度的掌握是很重要的,温度过高或过低都会产生不好的影响。通过这次设计,可以巩固我们对52单片机的应用,对PROTEL软体操作的能力以及对C语言编程的能力。并同时可以回想到课堂上老师讲解的某些元器件的各引脚的作用及功能。同时掌握对Keil和Protues的操作与运用。图2-1系统总体结构图。

图2-1系统总体结构图
三、硬件电路设计
(一)发送与接收端原理图框图
本文设计主要由两部分组成。
1.发送端
2.接收端

图3-1发送端系统原理图
该系统主要由STC89C52单片机、nRF24L01无线射频模块、液晶显示、温湿度传感器、时钟模块和电源模块组成如图4-5。

图3-2接收端系统原理图
(二)STC89C52单片机
1.STC89C52是在已STC89C51单片机为基础,在此基础上加以改善,它的优点在于实现了一些STC89C51单片机所不能实现的功能。STC89C52是一种高性能、低功耗CMOS8位微控制器,由STC公司所生产,并且具有 8K 在系统可编程Flash存储器。STC89C52 单片机如图3-3,STC89C51STC与STC89C52的不同在于一个具有flash存储器4k,另一个则是8k。512字节数据存储空间;内带4k字节EEPROM存储空间。最高运作频率高达35MHZ。工作频率范围:0~40MHZ,相当于普通8051的0~80MHZ,实际工作频率可达到48MHZ。用户应用程序空间为8K字节。片上集成512字节RAM。具有EEPROM功能。共3个16位定时器/计数器。同时都支持ISP在线编程功能。

图3-3STC89C52
2.复位部分和晶振电路是STC89C52单片机最小系统的组成。如图3-4所示:

图3-4单片机最小系统
3.复位功能是将单片机里所存储的数据以及运行产生的数据进行归零操作,任何单片机只要启动运行时或者已经运行后,想要重新记录新的数据,我们都需要先对单片机进行复位动作,使他的数据进行恢复初始状态。它的作用是使CPU和系统中其它部件都恢复初始状态,且在这个状态下进行新数据记录。单片机的外部复位电路有两种模式、;上电自动复位和按键手动复位。本次的设计选择的是按键电平复位,按复位键后复位端通过电阻与VCC电源接通,使之复位。如图3-5所示,因为采用了频率为12MHz,每个机器的周期为1us,则只需要2us以上时间的高电平,在RST引脚(在电容器C3的负端)出现高电平后的第二个机器周期执行复位,利用电容充放电的原理来实现,在接电的瞬间,RESET端的电位与VCC相同,由于充电电流的减少,RESET的电位也会逐渐下降,当按下RESET键,此时电源VCC经过电阻R1、R2分压,在RESET端产生复位高电平。

图3-5复位电路
(三)nrf24l01无线收发芯片
nrf24l01是由NORDIC生产的,工作的ISM 频段在2.4GHz~2.5GHz的单片无线收发器芯片。无线收发器包括:功率放大器、频率发生器、调制器和解调器增强型“SchockBurst”模式控制器、晶体振荡器。工作温度:-40℃~+80℃。
目前nrf24l01无线芯片在生活得到广泛应用,无线数据通讯 、无线键盘 、遥控装置、无线鼠标、玩具、智能运动设备。它的体积比较小,封装由QFN20 4x4mm,1.9V~3.6V为宽电压的工作范围,输入引脚可达5V电压,工作温度范围,-40℃~+80℃,数据包每次可传输1~32Byte的数据发射功率可选择为0dBm、-6dBm、-12dBm和-18dBm,是一种低功耗,12.3mA为接收时的工作电流,11.3mA为0dBm功率发
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