(论文)基于stc89c52和nrf24l01篮球24秒倒计时论文最新优秀毕业论文资料搜集呕血奉献

首届电子设计大赛 A篮球24秒定时控制电路 学 校 院 系 物理与信息工程系 指导教师 基于STC89C52和NRF24L01篮球24秒倒计时 摘要：本作品以STC公司的89C52为开发平台，通过扩展必要的外围显示电路和无线控制模块，实现了篮球24秒倒计时牌的清零、启动、暂停、连续的功能，当24秒递减到零时，数码显示为零，同时扬声器发出报警声音，本设计的采用了NRF24L01无线模块，解决了裁判和计时员因沟通不畅可能造成的计时问题，是一款贴近实际生活，解决实际问题的设计。 关键词：单片机 STC 89c51 NRF24L01 无线控制 24秒倒计时 Based on the STC89C52 and NRF24L01 basketball24 seconds countdown Abstract: This works by STC 89C52 company for development platform, extended the necessary peripheral display circuit and wireless control module, basketball and 24 seconds of the countdown card, start-up, pause, cleared for functions, while 24 seconds to zero, zero, and digital display, the speaker alarm sound design adopted NRF24L01 wireless module, solved the referee and time-keeper for communication may cause problems of time, is a practical, design of solving practical problems.Keyword: STC89C52 NRF24L01 24 seconds countdown wireless（一）系统方案和比较1系统方案2方案比较（二）总体方案1.工作原理2电路原理图（三）硬件电路设计及单元电路分析1单片机电源电路2复位电路原理图3单片机STC89S52接口电路4无线收发电路NRF24L015发送控制端的按键和数码管及其驱动电路6接收显示端的大数码管驱动电路（四）软件设计（五）系统测试附录附1参考文献：附2电路原理图及PCB 2.1发射端原理图2.2接收端原理图2.3发射端PCB2.4接收端PCB附3程序清单3.1发射端源代码3.2接收端源代码（一）系统方案和比较1系统方案 方案一：采用555作为振荡电路，由74LS192、74LS48和七段共阴数码管构成计时电路，电路由秒脉冲发生器、计数器、译码器、显示电路、报警电路和辅助控制电路组成。方案二：采用altera公司的cycloneIIEP2C5T114 FPGA芯片作为处理器和控制器，通过扩展显示电路和无线控制控制电路来实现题目要求。方案三：以STC89S52作为核心，通过软件和硬件结合的方法构成计时电路、译码器、显示电路、报警电路、控制电路，并结合NRF24L01无线模块实现无线控制的要求。2方案比较通过比较以上三种方案，方案一成本最低，但元件数量多，无法扩展难；方案二使用元件最少，但成本较高，做PCB的器材一时难以购齐；方案三使用元件较少，成本较低，能通过简单扩展实现要求的全部功能，并能很好的实现与无线模块的衔接，技术资料丰富。综合以上分析，本设计采用方案三来实现。（二）总体方案1.工作原理以STC89S52作为核心芯片，通过软件编程和外围扩展结合的方法构成计时电路、译码器、显示电路、报警电路、控制电路，并结合NRF24L01无线模块实现无线控制的要求。2电路原理图12M晶振脉冲递减到零时报警数码管显示大数码管 显示12M晶振脉冲电源NRF24L01无线模块NRF24L01无线模块STC89S52单片机STC89S52单片机电源控制按键 发送控制 接收显示（三）硬件电路设计及单元电路分析1单片机电源电路负责将外部电源通过7805稳压后交给负载电路，并提供电源总开关及电源指示灯，当外部电源接通且S2闭合时发光二极管D1发光，指示“有电”。2复位电路原理图 其中RST接STC89S52的第9脚，当S1按下时系统复位，但数据不丢失。3单片机STC89S52接口电路 Y1为外接12M晶振 4无线收发电路NRF24L01 5发送控制端的按键和数码管及其驱动电路 R1R8为上拉电阻。6接收显示端的大数码管驱动电路（四）软件设计主控制芯片为STC89S52,无线收发由NRF24L01实现,由于处理器速度较快,所以采用c语言编程方便简单.软件流程图如下：模块初始化（数码管显示24）开始显示00启动？是清零？示数为0？开始倒计时（数码管示数递减）是否示数保持显示00，警告声响起是是恢复？ 否显示24否暂停？是否否（五）系统测试考虑到该设计的实际应用，何其特点主要针对其遥控距离和延时进行了测试，数据如下：传输半径（m）延时(s)有障碍物8100.02无障碍物300.02结果分析：障碍物的存在会对本设计的传输距离造成一定影响，但考虑到其实际应用即便是810米的传输半径也是足以满足需要的，而0.02秒的延时主要来源于无线模块的反应延时，对实际应用影响不大。由于系统架构设计合理，功能电路实现较好，系统性能优良、稳定，较好地达到了题目要求的各项指标，并扩展了无线控制功能，使得设计使用更加方便，更有实际应用前景。（六）总结这次竞赛锻炼了我们的动手能力，激发了我们的创新思维，培养了我们勇于面对困难克服困难的坚强意志和不懈的精神，使我们又一次体味到团队的力量和合作的重要性;更重要的是使我们深深的体会到理论结合实际的重要性，体会到知识的海洋是无穷无尽，激发我们去追求。总之，我们喜欢电子设计竞赛，感谢济宁学院团委、教务处、物理与信息工程系、电子应用研究所的各位老师给了我们这次锻炼的机会。 2009年12月10日附录附1参考文献：信号与系统，ALAN V.OPPENHEIM著，西安：西安交通大学出版社，1997年；模拟电子线路基础，吴运昌著，广州：华南理工大学出版社，2004年；数字电子技术基础，阎石著，北京：高等教育出版社，1997年；数据结构与算法，张晓丽等著，北京：机械工业出版社，2002年；单片机原理及应用，李建忠著，西安：西安电子科技大学，2002年； 附2电路原理图及PCB 2.1发射端原理图2.2接收端原理图2.3发射端PCB2.4接收端PCB附3程序清单3.1发射端源代码#include #include /*倒计时*#define uuint unsigned int#define uuchar unsigned charchar miao,pmiao;uuchar msw,mgw,pmsw,pmgw;uuchar count,clear,stop_contin,start;uuchar flag=1,flag1=0,beepbj,startbj=0;sbit key_clear=P20;sbit key_stop_contin=P21;sbit key_start=P22;/sbit key_pmiao=P23;sbit we1=P24;sbit we2=P25;sbit we3=P26;sbit we4=P27;sbit beep=P30;uuchar code tabledu=0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99, 0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90;void delay1(uuint z);void init();void display();void keyscan();/*/void daojishi()/函数keyscan();msw=miao/10;mgw=miao%10;pmsw=pmiao/10;pmgw=pmiao%10; display();if(startbj=1 & miao=0)TR0=0;startbj=0;/*/void delay1(uuint z)/延时函数uuint x,y;for(x=z;x0;x-)for(y=100;y0;y-);/*/void init()/预处理函数miao=24;pmiao=99;TH0=(65536-1000)/256; TL0=(65536-1000)%256;TMOD=0x01;EA=1;ET0=1;TR0=0;/*/void timer0() interrupt 1/定时器0TH0=(65536-1000)/256; TL0=(65536-1000)%256;count+;if(count=10)count=0;pmiao-;if(pmiao=-1)pmiao=99;miao-;if(miao=-1)miao=24;if(miao=0 & beepbj=1)beep=0;beepbj=0;/*/void display()/显示函数 P0=tabledupmsw; we3=0; delay1(2); we3=1; P0=tabledupmgw; we4=0; delay1(2); we4=1; P0=tabledumsw; we1=0; delay1(2); we1=1; P0=tabledumgw; we2=0; delay1(2); we2=1;/*/void keyscan()if(start=1)/启动start=0;flag+; if(flag=1)pmiao=99;miao=24;TR0=0;flag1=0;beep=1;if(flag=2)beepbj=1;TR0=1;flag=0;startbj=1;flag1=0;if(stop_contin=1 & miao!=0)/暂停/继续stop_contin=0;flag1+;if(flag1=1)TR0=0;if(flag1=2)TR0=1;flag1=0;if(clear=1)/清零clear=0;TR0=0;pmiao=0;miao=0;beep=1;flag=0;flag1=0;/*typedef unsigned char uchar;typedef unsigned char uint;/*NRF24L01端口定义*sbit MISO=P13;sbit MOSI=P14;sbitSCK =P12;sbitCE =P11;sbitCSN=P32;sbitIRQ=P33;/*NRF24L01*#define TX_ADR_WIDTH 5 / 5 uints TX address width#define RX_ADR_WIDTH 5 / 5 uints RX address width#define TX_PLOAD_WIDTH 20 / 20 uints TX payload#define RX_PLOAD_WIDTH 20 / 20 uints TX payloaduint const TX_ADDRESSTX_ADR_WIDTH= 0x34,0x43,0x10,0x10,0x01;/本地地址uint const RX_ADDRESSRX_ADR_WIDTH= 0x34,0x43,0x10,0x10,0x01;/接收地址/*NRF24L01寄存器指令*#define READ_REG 0x00 / 读寄存器指令#define WRITE_REG 0x20 / 写寄存器指令#define RD_RX_PLOAD 0x61 / 读取接收数据指令#define WR_TX_PLOAD 0xA0 / 写待发数据指令#define FLUSH_TX 0xE1 / 冲洗发送 FIFO指令#define FLUSH_RX 0xE2 / 冲洗接收 FIFO指令#define REUSE_TX_PL 0xE3 / 定义重复装载数据指令#define NOP 0xFF / 保留/*SPI(nRF24L01)寄存器地址*#define CONFIG 0x00 / 配置收发状态，CRC校验模式以及收发状态响应方式#define EN_AA 0x01 / 自动应答功能设置#define EN_RXADDR 0x02 / 可用信道设置#define SETUP_AW 0x03 / 收发地址宽度设置#define SETUP_RETR 0x04 / 自动重发功能设置#define RF_CH 0x05 / 工作频率设置#define RF_SETUP 0x06 / 发射速率、功耗功能设置#define STATUS 0x07 / 状态寄存器#define OBSERVE_TX 0x08 / 发送监测功能#define CD 0x09 / 地址检测 #define RX_ADDR_P0 0x0A / 频道0接收数据地址#define RX_ADDR_P1 0x0B / 频道1接收数据地址#define RX_ADDR_P2 0x0C / 频道2接收数据地址#define RX_ADDR_P3 0x0D / 频道3接收数据地址#define RX_ADDR_P4 0x0E / 频道4接收数据地址#define RX_ADDR_P5 0x0F / 频道5接收数据地址#define TX_ADDR 0x10 / 发送地址寄存器#define RX_PW_P0 0x11 / 接收频道0接收数据长度#define RX_PW_P1 0x12 / 接收频道0接收数据长度#define RX_PW_P2 0x13 / 接收频道0接收数据长度#define RX_PW_P3 0x14 / 接收频道0接收数据长度#define RX_PW_P4 0x15 / 接收频道0接收数据长度#define RX_PW_P5 0x16 / 接收频道0接收数据长度#define FIFO_STATUS 0x17 / FIFO栈入栈出状态寄存器设置/*/*长延时*void Delay(unsigned int s)unsigned int i;for(i=0; is; i+);for(i=0; i0;n-)_nop_();/*void Delay(unsigned int s);void inerDelay_us(unsigned char n);void init_NRF24L01(void);uint SPI_RW(uint uchar);uchar SPI_Read(uchar reg);void SetRX_Mode(void);uint SPI_RW_Reg(uchar reg, uchar value);uint SPI_Read_Buf(uchar reg, uchar *pBuf, uchar uchars);uint SPI_Write_Buf(uchar reg, uchar *pBuf, uchar uchars);unsigned char nRF24L01_RxPacket(unsigned char* rx_buf);void nRF24L01_TxPacket(unsigned char * tx_buf);/*/*NRF24L01初始化/*/void init_NRF24L01(void)init(); inerDelay_us(100); CE=0; / chip enable CSN=1; / Spi disable SCK=0; SPI_Write_Buf(WRITE_REG + TX_ADDR, TX_ADDRESS, TX_ADR_WIDTH); / 写本地地址SPI_Write_Buf(WRITE_REG + RX_ADDR_P0, RX_ADDRESS, RX_ADR_WIDTH); / 写接收端地址SPI_RW_Reg(WRITE_REG + EN_AA, 0x01); / 频道0自动ACK应答允许SPI_RW_Reg(WRITE_REG + EN_RXADDR, 0x01); / 允许接收地址只有频道0，如果需要多频道可以参考Page21 SPI_RW_Reg(WRITE_REG + RF_CH, 0); / 设置信道工作为2.4GHZ，收发必须一致SPI_RW_Reg(WRITE_REG + RX_PW_P0, RX_PLOAD_WIDTH); /设置接收数据长度，本次设置为32字节SPI_RW_Reg(WRITE_REG + RF_SETUP, 0x07); /设置发射速率为1MHZ，发射功率为最大值0dB/*/*函数：uint SPI_RW(uint uchar)/*功能：NRF24L01的SPI写时序/*/uint SPI_RW(uint uchar)uint bit_ctr; for(bit_ctr=0;bit_ctr8;bit_ctr+) / output 8-bit MOSI = (uchar & 0x80); / output uchar, MSB to MOSIuchar = (uchar 1); / shift next bit into MSB.SCK = 1; / Set SCK high.uchar |= MISO; / capture current MISO bitSCK = 0; / .then set SCK low again return(uchar); / return read uchar/*/*函数：uchar SPI_Read(uchar reg)/*功能：NRF24L01的SPI时序/*/uchar SPI_Read(uchar reg)uchar reg_val;CSN = 0; / CSN low, initialize SPI communication.SPI_RW(reg); / Select register to read from.reg_val = SPI_RW(0); / .then read registervalueCSN = 1; / CSN high, terminate SPI communicationreturn(reg_val); / return register value/*/*功能：NRF24L01读写寄存器函数/*/uint SPI_RW_Reg(uchar reg, uchar value)uint status;CSN = 0; / CSN low, init SPI transactionstatus = SPI_RW(reg); / select registerSPI_RW(value); / .and write value to it.CSN = 1; / CSN high againreturn(status); / return nRF24L01 status uchar/*/*函数：uint SPI_Read_Buf(uchar reg, uchar *pBuf, uchar uchars)/*功能: 用于读数据，reg：为寄存器地址，pBuf：为待读出数据地址，uchars：读出数据的个数/*/uint SPI_Read_Buf(uchar reg, uchar *pBuf, uchar uchars)uint status,uchar_ctr;CSN = 0; / Set CSN low, init SPI tranactionstatus = SPI_RW(reg); / Select register to write to and read status ucharfor(uchar_ctr=0;uchar_ctruchars;uchar_ctr+)pBufuchar_ctr = SPI_RW(0); / CSN = 1; return(status); / return nRF24L01 status uchar/*/*函数：uint SPI_Write_Buf(uchar reg, uchar *pBuf, uchar uchars)/*功能: 用于写数据：为寄存器地址，pBuf：为待写入数据地址，uchars：写入数据的个数/*/uint SPI_Write_Buf(uchar reg, uchar *pBuf, uchar uchars)uint status,uchar_ctr;CSN = 0; /SPI使能 status = SPI_RW(reg); for(uchar_ctr=0; uchar_ctruchars; uchar_ctr+) /SPI_RW(*pBuf+);CSN = 1; /关闭SPIreturn(status); / /*/*函数：void SetRX_Mode(void)/*功能：数据接收配置 /*/void SetRX_Mode(void)CE=0;SPI_RW_Reg(WRITE_REG + CONFIG, 0x0f); / IRQ收发完成中断响应，16位CRC，主接收CE = 1; inerDelay_us(130);/*/*函数：unsigned char nRF24L01_RxPacket(unsigned char* rx_buf)/*功能：数据读取后放如rx_buf接收缓冲区中/*/unsigned char nRF24L01_RxPacket(unsigned char* rx_buf) unsigned char revale=0;sta=SPI_Read(STATUS);/ 读取状态寄存其来判断数据接收状况if(RX_DR)/ 判断是否接收到数据 CE = 0; /SPI使能SPI_Read_Buf(RD_RX_PLOAD,rx_buf,TX_PLOAD_WIDTH);/ read receive payload from RX_FIFO bufferrevale =1;/读取数据完成标志SPI_RW_Reg(WRITE_REG+STATUS,sta); /接收到数据后RX_DR,TX_DS,MAX_PT都置高为1，通过写1来清楚中断标志return revale;/*/*函数：void nRF24L01_TxPacket(unsigned char * tx_buf)/*功能：发送 tx_buf中数据/*/void nRF24L01_TxPacket(unsigned char * tx_buf)CE=0;/StandBy I模式SPI_Write_Buf(WRITE_REG + RX_ADDR_P0, TX_ADDRESS, TX_ADR_WIDTH); / 装载接收端地址SPI_Write_Buf(WR_TX_PLOAD, tx_buf, TX_PLOAD_WIDTH); / 装载数据SPI_RW_Reg(WRITE_REG + CONFIG, 0x0e); / IRQ收发完成中断响应，16位CRC，主发送CE=1; /置高CE，激发数据发送inerDelay_us(10);/*主函数*void main(void)unsigned char TxBuf20=0;unsigned char RxBuf20=0; init_NRF24L01();while(1) if(key_start=0 ) delay1(20);if(key_start=0 ) while(!key_start); start=1; TxBuf1 = 1 ;/先发地址和指令nRF24L01_TxPacket(TxBuf);/ Transmit Tx buffer dataTxBuf1 = 0x00;Delay(1000); if(key_stop_contin=0 ) delay1(20);if(key_stop_contin=0 ) while(!key_stop_contin); stop_contin=1; TxBuf2 = 0x02 ;/先发地址和指令nRF24L01_TxPacket(TxBuf);/ Transmit Tx buffer dataTxBuf2 = 0x00;Delay(1000); if(key_clear=0 ) delay1(20);if(key_clear=0) while(!key_clear); clear=1; TxBuf3 = 0x03 ;/先发地址和指令nRF24L01_TxPacket(TxBuf);/ Transmit Tx buffer dataTxBuf3 = 0x00;Delay(1000); daojishi();SetRX_Mode();/进入接收状态nRF24L01_RxPacket(RxBuf);RxBuf1=0;RxBuf2=0;RxBuf3=0;3.2接收端源代码#include#define uint unsigned int#define uchar unsigned charchar miao;uchar msw,mgw;uchar count;uchar flag=1,flag1=0,beepbj,startbj=0;sbit key_clear=P20;sbit key_stop=P21;sbit key_start=P