毕业设计（论文）无线表决器

目录摘要37ABSTRACT38前言39一、无线表决器4011系统实现的功能及指标40121无线表决器系统框图4113单元电路分析。43131无线数据收发电路43132,LCD1602显示电路44133蜂鸣器驱动电路45134电源电路46135单片机复位电路47136键盘电路47二、主要器件选用及介绍4821NRF24L01无线模块4822STC89LE52单片机5223蜂鸣器53231压电式蜂鸣器53232电磁式蜂鸣器5424LCD16025425780555251直流稳压器的发展55252芯片电路原理图、外形及使用要求56253稳压电路的质量指标57254元器件选型58三、程序分析6031NRF24L01模块读写流程60311软件模拟SPI通信程序及方法6432蜂鸣器管理函数流程图6533键盘扫描程序流程图6834键盘扫程序代码69四、电路调试及问题分析7141单片机上电不能正常工作7142读键不正常7243在按下按键时显示暗亮7244软件编程心得72441延时程序的处理72442FOR循环的处理72443对外设的操作73444标准库函数的使用73参考文献76致谢77附录78附录一系统程序78附录二无线模块程序84附录三LCD程序89附录四主机电路图、PCB图92附录五从机电路图、PCB图95基于单片机的无线表决系统的设计摘要根据STC89LE52RC单片机的特点和无线表决系统的特点，本文提出了一种用单片机控制LCD屏显示的模拟投票表决方法，同时给出了软硬件设计的方法，设计过程，包括软件程序的编写和硬件电路的设计两个方面。设计重点在于本系统利用STC89LE52RC作为CPU进行总体控制，通过NRF24L01无线模块作为桥梁，将从机上的赞成、反对、弃权三项投票结果传送至主机，并在LCD屏幕上显示相应选项的按下次数，以达到在LCD屏幕上统计出各项选项的选择次数的目的，从而模拟出会议表决的效果。对于投票选项的输入，将在从机上设计三个按键，并编写程序使其具有赞成、反对、弃权的意义。设计结果能基本达到会议投票表决目的，设计具有成本低、效果好等优点，无论对于科研还是社会都有一定价值。关键词无线表决，单片机，无线传输，LCDWIRELESSVOTINGSYSTEMBASEDONSINGLECHIPDESIGNABSTRACTACCORDINGTOTHECHARACTERISTICSOFSCMSTC89LE52RCANDWIRELESSVOTINGSYSTEM,THISPAPERPRESENTSALCDSCREENDISPLAYWITHASINGLECHIPANALOGCONTROLVOTE,ANDGIVESTHEHARDWAREANDSOFTWAREDESIGNMETHODS,DESIGNPROCESS,INCLUDINGTHEPREPARATIONOFSOFTWAREPROGRAMSANDHARDWARECIRCUITSTWOASPECTSOFTHEDESIGNDESIGNEDTOFOCUSONTHEUSEOFTHESYSTEMASTHECPUFOROVERALLCONTROLSTC89LE52RCBYNRF24L01WIRELESSMODULEASABRIDGEFROMTHEMACHINEINFAVOR,AGAINST,ABSTAINFROMVOTINGTOSENDTHREETOTHEHOST,ANDTHELCDSCREENPRESSTHECORRESPONDINGNUMBEROFOPTIONSINORDERTOMEETTHELCDSCREENONTHESTATISTICSOFTHENUMBEROFOPTIONS,SELECTTHEPURPOSEOFTHEMEETINGINORDERTOSIMULATETHEEFFECTOFAVOTEVOTINGOPTIONSFORTHEINPUT,WILLBETHETHREEKEYSFROMTHEMACHINEDESIGNANDPROGRAMMINGTHEMWITHFAVOR,AGAINST,ABSTAINEDSIGNIFICANCEDESIGNRESULTSCANBASICALLYACHIEVETHEPURPOSEOFTHEMEETINGVOTETODESIGNALOWCOST,EFFECTIVEANDGOOD,BOTHFORSCIENTIFICRESEARCHORCOMMUNITYHASACERTAINVALUEKEYWORDSWIRELESSVOTE，SCM，WIRELESS，LCD前言随着我国社会主义经济的飞速发展，人们的民主与法制意识越来越强，政治文明已被党和国家提升到与物质文明和精神文明相同的政策高度。用传统的举手或鼓掌表决方式来制定决策、用手工做会议记录、人工唱票的方式已越来越不适应建设社会主义政治文明的需要，而基于信息技术的专业智能会议系统（包括电子表决系统、数字语音讨论系统等）却能满足决策过程科学化、高效率、民主化的需要，能充分保障代表权利，更加真实地反映代表的心愿，因此，智能会议系统在我国的社会主义政治文明建设中将发挥越来越重要的作用。因此，本设计旨在设计出无线会议表决系统，彻底的告别用手计票的时代，以数字、无线的形式，加快会议的效率，降低投票的出错率。本设计的论文包括硬件电路设计和软件程序设计两个方面，其中前者主要在第三章中重点叙述，后者在第四章中叙述。在本设计论文的结尾，分别附有与本设计相关的资料，包括设计系统主程序，系统原理图，系统PCB图，系统元件清单，系统实物图。一、无线表决器11系统实现的功能及指标1LCD1602显示统计反对,同意,弃权的票数2从机中有三个按键,分别是反对,同意,弃权模拟用户投票3主机能同时接受来自从机的投票结果4主机与从机采用双向通信从机发射数据时有自动重发机制5主机与从机采用NRF24L01模块通信,通信频率为24GHZ6主机与从机采用了89C52单片机12硬件系统框图121无线表决器系统框图无线温度传感器NRF24L01模块主机NRF24L01无线模块无线温度传感器中央处理器STC89LE52RC单片机按键主机中央处理器STC89LE52RC单片机LCD1602显示器键盘蜂鸣器图11无线表决器系统框图本系统主要由两部份组成1从机；2主机1从机组成无线传感器主要由中央控制器STC89LE52RC单片机、三个按键、NRF24L01无线模块组成。功能无线表决器从机在本系统中主要是用来让用户输入投票信息，并把投票结果通过无线模块NRF24L01发送给主机。2主机组成主机主要由中央控制器STC89C52RC单片机，键盘电路，LCD1602显示器，蜂鸣器驱动电路，NRF24L01无线模块13单元电路分析。主机部份131无线数据收发电路123456ABCD654321DCBATITLENUMBERREVISIONSIZEBDATE6DEC2009SHEETOFFILEF上上上上2009上上上上上上上上上_上上上上上上DDBDRAWNBYP10P11P12P13P14P15P16P17RSTRXD/P30TXD/P31INT0/P32INT1/P33T0/P34T1/P35WR/P36RD/P37XATL2XATL1VSSP20/AN8P21/AN9P22/AN10P23/AN11P24/AN12P25/AN13P26/AN14P27/AN15PSENALE/PROGENP07/AN7P06/AN6P05/AN5P04/AN4P03/AN3P02/AN2P01/AN1P00/AN0VCCU4STC89LE52GND1VCC2CE3CSN4SCK5MOSI6MISO7IRQ8NRF24L01U2NRF24L01Y312MC322C422IRQIRQMISOMISOMOSIMOSISCKSCKCSNCSNCECE33V33V图12无线数据收发电路无线数据的收发主要由NRF24L01无线通信模块（24G）及STC89LE52RC单片机来实现，NRF24L01模块（24G）采用标准的SPI接口，而STC89C52RC单片机没有SPI接口因此编程时要模拟SPI接口。在主机中的NRF24L01工作于接收模式。主要接收无线传感器发送过来的温度信息。本设计采用的NRF24L01模块，使用了PCB天线，因此无外接天线引出更省空间，传输最远距离为40米。NRF24L01模块工作电压为1936V为了便于以单片机与模块的通信，固本系统的单片机选用STC89LE52RC因为它的工作电压为3V,且兼容AT89C52。选用NRF24L01是因为它有如下特点1传输速率高，最高速率可以达到2MBPS采用高效GFSK调制抗干拢能力强。特别适合工业控制场合2采用24G工作频率，是全球开放的ISM频段，频率免许可证使用，适合地区范围广。3126个工作频道，满足多点通信及跳频通信的需要。4内置硬件CRC检错，和点对多点通信地址控制。5低功耗19V36V供电,待机模式仅为22UA,掉电模式下为900NA6内置24GPCB天线体积小，15MM22MM。7模块可软件设置地址，只有收到本机地址时才会输出数据。8内置可调16级发射功率，可控发射距离。132,LCD1602显示电路123456ABCD654321DCBATITLENUMBERREVISIONSIZEBDATE6DEC2009SHEETOFFILEF上上上上2009上上上上上上上上上_上上上上上上DDBDRAWNBYP10P11P12P13P14P15P16P17RSTRXD/P30TXD/P31INT0/P32INT1/P33T0/P34T1/P35WR/P36RD/P37XATL2XATL1VSSP20/AN8P21/AN9P22/AN10P23/AN11P24/AN12P25/AN13P26/AN14P27/AN15PSENALE/PROGENP07/AN7P06/AN6P05/AN5P04/AN4P03/AN3P02/AN2P01/AN1P00/AN0VCCU4STC89LE52VSSVDDV0RSR/WED0D1D2D3D4D5D6D7AKU5LCD1602D0D1D2D3D4D5D6D7D0D1D2D3D4D5D6D755R151KEERWRWRSRSY312MC322C42233V图13LCD1602显示电路如图13是本设计的LCD显示电路，作为人机交互的窗口，LCD将显示实时温度及设置温度，时间，历史温度，联机信息等。LCD1602采用16脚DIP封装，如图可知道与单片机连接有11个I/O口，其中D0D7并行数据端口，与单片机P00P07连接，而LCD的EE端为使能端，当E端由高电平跳变成低电平时，液晶模块执行命令R/W脚为读写控制脚。R/W为高电平时为读操作低电平时为写操作。RS用于控制操作的是数据还是命令当读写的是数据时RS为1，命令则为低电平。1602液晶模块内部的字符发生存储器（CGROM已经存储了160个不同的点阵字符图形，如表1所示，这些字符有阿拉伯数字、英文字母的大小写、常用的符号、和日文假名等，每一个字符都有一个固定的代码，比如大写的英文字母“A”的代码是01000001B（41H），显示时模块把地址41H中的点阵字符图形显,控制简单。实验中表明LCD1602与STC89LE52RCI/O无需电平转换就可以实现正常通信，1602液晶模块价格便宜，非常适合没有中文显示要求的低成本设计而且体积较小。133蜂鸣器驱动电路123456ABCD654321DCBATITLENUMBERREVISIONSIZEBDATE9JAN2011SHEETOFFILEF上上上上2010上上上上上上上上上上上上上上上DDBDRAWNBYP10P11P12P13P14P15P16P17RSTRXD/P30TXD/P31INT0/P32INT1/P33T0/P34T1/P35WR/P36RD/P37XATL2XATL1VSSP20/AN8P21/AN9P22/AN10P23/AN11P24/AN12P25/AN13P26/AN14P27/AN15PSENALE/PROGENP07/AN7P06/AN6P05/AN5P04/AN4P03/AN3P02/AN2P01/AN1P00/AN0VCCU4STC89LE52U8BELLQ19015R647KBUZ33VR31K图14蜂鸣器驱动电路如下图14蜂鸣器驱动电路，图中为Q1为低频小功率PNP型三极管9015，用驱动压电式交流蜂鸣器2KU3,R3为U3放电回路电阻。三极管基极通R6与单片机P22连接。这就构成了蜂鸣器的驱电路，工作原理要让蜂鸣器响，必须给交变信号，为了给蜂鸣器施加交变电压，由于单片机没有专用蜂鸣器驱动器，为了让单片机产生交变驱动信号。在编程时，为让蜂鸣器产生频率稳定的声音，所以要让单片机产生频率稳定方波脉冲，最好办法就是在单片机定时器产生驱动脉冲，设置定时器中断周期为025MS,中断频率为4K,只要每次进入中断后让P22电平取反即可以产生2KHZ驱动脉冲，由于单片机驱动能力弱不足以直接驱动蜂鸣器，所以用9015放大电流电压，驱动电平低平有效。R3是给交流蜂鸣器提供放电回路134电源电路123456ABCD654321DCBATITLENUMBERREVISIONSIZEBDATE9JAN2011SHEETOFFILEF上上上上2010上上上上上上上上上上上上上上上DDBDRAWNBY1234J3USB上上DMDPVCCS1SWSPST5D3LEDR51KC1147UF/16V上上上上C747UF/16VC510433VVIN3GND1VOUT2U3LM111733V图15电源电路如图15为本设计的电源电路，主要为了得到适合单片机及无线模块合适电压稳压电源，电源输入是通过USB口中的5伏电源，5伏电源输入通过LM1117（集成稳压）稳压芯片输也得到33V电压，提供给系统各模块供电。C7，C5是虑波电容，主要虑除电源时干拢谐波。以保证系统各模块能用纯净电源，稳定工作。135单片机复位电路123456ABCD654321DCBATITLENUMBERREVISIONSIZEBDATE6DEC2009SHEETOFFILEF上上上上2009上上上上上上上上上_上上上上上上DDBDRAWNBYP10P11P12P13P14P15P16P17RSTRXD/P30TXD/P31INT0/P32INT1/P33T0/P34T1/P35WR/P36RD/P37XATL2XATL1VSSP20/AN8P21/AN9P22/AN10P23/AN11P24/AN12P25/AN13P26/AN14P27/AN15PSENALE/PROGENP07/AN7P06/AN6P05/AN5P04/AN4P03/AN3P02/AN2P01/AN1P00/AN0VCCU4STC89LE52R210KC610UF/16V5RSTRST33V图16单片机复位电路如图16为本系统单片机的复位电路，复位电路也是单片机最小系统中不可缺少的电路，不同单片机复位电平有可能不同，51单片机一般采用高电平复位，但如松翰单片机及FREESCAL单片机都采用了低电平复位，电路接法就自然不一样，本系统复位电路采用电容与电阻串接方式，如图3电容C6与电阻R2串接，构成了一微分电路，在联接处与单片机复位引脚联接，上电时，由于电容两端的电压不能突变，所以单片机复位引脚会得到一个瞬时高电平，此后随着电容两端电压升高，复位引脚电平会慢慢降低，直到电压为0,复位结束，单片机开始执行内部程序，高电平维持时间由电容与电阻的取值决定，只要这个时间足够宽，单片机就能正常复位。136键盘电路123456ABCD654321DCBATITLENUMBERREVISIONSIZEBDATE9JAN2011SHEETOFFILEF上上上上2010上上上上上上上上上上上上上上上DDBDRAWNBYCECSNSCKMISOMOSIIRQP10P11P12P13P14P15P16P17RSTRXD/P30TXD/P31INT0/P32INT1/P33T0/P34T1/P35WR/P36RD/P37XATL2XATL1VSSP20/AN8P21/AN9P22/AN10P23/AN11P24/AN12P25/AN13P26/AN14P27/AN15PSENALE/PROGENP07/AN7P06/AN6P05/AN5P04/AN4P03/AN3P02/AN2P01/AN1P00/AN0VCCU4STC89LE5233V5S1SWPBS2SWPBS3SWPB图17从机键盘电路图17中从机中提供给用户输入投票信息的键盘电路对应同意,反对,弃权三个键三个键的公共端接地,这表明键盘是低电平效的当键盘接通时,把对应I/O强制拉为低电平,通过单片机程序扫描键盘从面识别相应键按下执行相应操作二、主要器件选用及介绍21NRF24L01无线模块图21NRF24L01无线模块NRF24L01无线模块NRF24L01是一款新型单片射频收发器件,工作于24GHZ25GHZISM频段。内置频率合成器、功率放大器、晶体振荡器、调制器等功能模块,并融合了增强型SHOCKBURST技术，其中输出功率和通信频道可通过程序进行配置。NRF24L01功耗低,在以6DBM的功率发射时，工作电流也只有9MA接收时，工作电流只有123MA，多种低功率工作模式掉电模式和空闲模式使节能设计更方便。主要特性GFSK调制硬件集成OSI链路层具有自动应答和自动再发射功能片内自动生成报头和CRC校验码数据传输率为LMB/S或2MB/SSPI速率为0MB/S10MB/S125个频道与其他NRF24系列射频器件相兼容QFN20引脚4MM4MM封装供电电压为19V36V。引脚功能及描述NRF24L01的封装及引脚排列如图1所示。各引脚功能如下CE使能发射或接收CSN，SCK，MOSI，MISOSPI引脚端，微处理器可通过此引脚配置NRF24L01IRQ中断标志位VDD电源输入端VSS电源地XC2，XC1晶体振荡器引脚VDD_PA为功率放大器供电，输出为18VANT1,ANT2天线接口IREF参考电流输入。工作模式通过配置寄存器可将NRF241L01配置为发射、接收、空闲及掉电四种工作模式，如表1所示。模式PWR_UPPRIM_RXCEFIFO寄存器状态接收模式111发射模式101数据在TXFIFO寄存器中发射模式1010停留在发送模式，直至数据发送完待机模式2101TXFIFO为空待机模式110无数据传输掉电0表（1）待机模式1主要用于降低电流损耗，在该模式下晶体振荡器仍然是工作的待机模式2则是在当FIFO寄存器为空且CE1时进入此没收待机模式下，所有配置字仍然保留。在掉电模式下电流损耗最小，同时NRF24L01也不工作，但其所有配置寄存器的值仍然保留。工作原理发射数据时，首先将NRF24L01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10S，延迟130S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TXFIFO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，TXFIFO中数据保留以便在次重发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130S进入接收状态等待数据的到来。当接收方检测到有效的地址和CRC时，就将数据包存储在RXFIFO中，同时中断标志位RX_DR置高，IRQ变低，产生中断，通知MCU去取数据。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。最后接收成功时，若CE变低，则NRF24L01进入空闲模式1。编辑本段配置字SPI口为同步串行通信接口，最大传输速率为10MB/S，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。NRF24L0L所有的配置字都由配置寄存器定义，这些配置寄存器可通过SPI口访问。NRF24L01的配置寄存器共有25个，常用的配置寄存器如表2所示。地址（H）寄存器名称功能00CONFIG设置24L01工作模式01EN_AA设置接收通道及自动应答02EN_RXADDR使能接收通道地址03SETUP_AW设置地址宽度04SETUP_RETR设置自动重发数据时间和次数07STATUS状态寄存器，用来判定工作状态0A0FRX_ADDR_P0P5设置接收通道地址10TX_ADDR设置接收接点地址1116RX_PW_P0P5设置接收通道的有效数据宽度表（2）跳频功能实现由于24G频段没有使用授权限制，目前家用电器、手机、无线网络都集中在此频段，干扰问题难以避免。如何避开在家庭市场中易与其它无线传输间（BLUETOOTH、HOMERF）发生干扰成了首要解决的问题。22STC89LE52单片机123456ABCD654321DCBATITLENUMBERREVISIONSIZEBDATE13MAY2006SHEETOFFILEDDESIGNEXPLORER99SEEXAMPLESDEQINGDESIGNMYDESIGNDDBDRAWNBYP101P112P123P134P145P156P167P178RST/VPD9RXD/P3010TXD/P3111INT0/P3212INT1/P3313T0/P3414T1/P3515WR/P3616RD/P3717XTAL218XTAL119VSS20P2021P2122P2223P2324P2425P2526P2627P2728PSEN29ALE/PROG30EA/VPP31P0732P0633P0534P0435P0336P0237P0138P0039VCC40C89C51图21芯片管脚分布STC89LE52系列主要特点（1）用INTEL80C31内核，硬件资源，引脚排列、指令系统分别与MCS51系列100兼容（2）片内程序存储器类型号为FLASH，容量为8K可重复擦写1000次。（3）工作压为33V55V，时钟频率为0HZ24MHZ；（4）同于采用80C31内核，同样具有正常，节电，掉电三种操作方式。（5）三级程序存储器加密功能。（6）可以利用P0、P2口扩展程序存储器和数据存储器空间。（7）AT89C51是DIP40脚封装，它有P0、P1、P2、P3四组IO口每共有32个IO口，其中P1口结构最简单，功能也单一仅作为普通数据输入/输出端口使用。P0口端口较为复杂在需要扩展外部存储器时，它可以作为地址/数据总线使用。当然也可以普通IO端口使用。当作为普通IO端口使用时P0口要接上拉电阻才能正常使用。P2口1可以作为普通IO口使用也可以作为地址总线。在没有外部程序存储器或虽有外部数据存储器但容量不大于256B，不需要高8位地址时，P2口可以作为I/O端口使用。P2口端口作为地址总时，P2口将输出高8位地址总线。与P0口不同无须分时使用，因此P2口上的地址信息或数据地址寄存器高8位DPH保存时间长，无须锁存。P3口是个多功能口除了可以作为普通I/O端口外还具有第二功能。如表所示P3口引脚第二功能备注P30RXD串行输入端输入P31TXD串行输出端输出P32IN0外部中断0输入P33IN1外部中断1输入P34T0定时/计数器0的外部输入端输入P35T1定时/计数器1的外部输入端输入P36WR外部数据存储器写信号输出P37RD外部数据存储器读信号输出表31P3口管脚的第二功能AT89C51单片机七种寻址方式立即数寻地址、直接寻址方式、寄存器寻址方式、寄存器间接寻址方式、位寻址方式、变址寻址方式、相对寻址方式。AT89C51单片机指令系统可以划分五类1）数据传送类指令（29）2）算术运算类指令（24）3）逻辑运算类与移位类指令（24）4）控制指令转移类指令（17）5）位操作指令（17）23蜂鸣器蜂鸣器是一种一体化结构的电子讯响器，采用直流电压供电，广泛应用于计算机、打印机、复印机、报警器、电子玩具、汽车电子设备、电话机、定时器及家电控制系统等电子产品中作发声器件。蜂鸣器主要分为压电式蜂鸣器和电磁式蜂鸣器两种类型。231压电式蜂鸣器压电式蜂鸣器主要由多谐振荡器、压电蜂鸣片、阻抗匹配器及共鸣箱、外壳等组成。有的压电式蜂鸣器外壳上还装有发光二极管。多谐振荡器由晶体管或集成电路构成。当接通电源后（1515V直流工作电压）,多谐振荡器起振,输出1525KHZ的音频信号，阻抗匹配器推动压电蜂鸣片发声。压电蜂鸣片由锆钛酸铅或铌镁酸铅压电陶瓷材料制成。在陶瓷片的两面镀上银电极，经极化和老化处理后，再与黄铜片或不锈钢片粘在一起。232电磁式蜂鸣器电磁式蜂鸣器由振荡器、电磁线圈、磁铁、振动膜片及外壳等组成。接通电源后，振荡器产生的音频信号电流通过电磁线圈，使电磁线圈产生磁场。振动膜片在电磁线圈和磁铁的相互作用下，周期性地振动发声。24LCD16021602液晶模块内部的字符发生存储器（CGROM已经存储了160个不同的点阵字符图形，如表1所示，这些字符有阿拉伯数字、英文字母的大小写、常用的符号、和日文假名等，每一个字符都有一个固定的代码，比如大写的英文字母“A”的代码是01000001B（41H），显示时模块把地址41H中的点阵字符图形显示出来，我们就能看到字母“A”1602采用标准的16脚接口，其中第1脚VSS为地电源第2脚VDD接5V正电源第3脚V0为液晶显示器对比度调整端，接正电源时对比度最弱，接地电源时对比度最高，对比度过高时会产生“鬼影”，使用时可以通过一个10K的电位器调整对比度第4脚RS为寄存器选择，高电平时选择数据寄存器、低电平时选择指令寄存器。第5脚RW为读写信号线，高电平时进行读操作，低电平时进行写操作。当RS和RW共同为低电平时可以写入指令或者显示地址，当RS为低电平RW为高电平时可以读忙信号，当RS为高电平RW为低电平时可以写入数据。第6脚E端为使能端，当E端由高电平跳变成低电平时，液晶模块执行命令第714脚D0D7为8位双向数据线。第1516脚空脚257805251直流稳压器的发展所谓集成稳压器,就是用半导体工艺和薄膜工艺将稳压电路中的二极管、三极管、电阻、电容等元件制作在同一半导体或绝缘基片上,形成具有稳压功能的固体电路集成稳压器在近十多年内发展很快按电路的结构方式分,有单片式集成稳压器和组合式集成稳压器按电路的工作方式分,有线性集成稳压器和开关式集成稳压器按管脚的连接方式分,有三端式集成稳压器和多端式集成稳压器按制造工艺分,有半导体集成稳压器,薄膜混合集成稳压器和厚膜混合集成稳压器集成稳压器是在半导体硅片上使用外延、氧化、光刻、扩散和金属蒸发等工艺制作而成的稳压电路这种集成稳压器的各种元件在同一工序中制成常用的集成稳压器有下列几种1多端可调式集成稳压器这种稳压器取样电阻和保护电路的元件需要外接,它的外接端比较多,便于适应不同的用法。它的输出电压可调，以满足不同输出电压的要求。目前国内生产的这类产品有WB712、WB724、WA705WA724、5G11、5G14、CW611、CW616、BG602、CW200系列。2三端固定式集成稳压器这类稳压器有输入、输出和公共端3个端子，输出电压固定不变，CW7800系列的输出电压为5，6，9，12，15，18，24V共7个档次，它们型号的后两位数字即表示输出的电压值，比如CW78M00系列输出电流为05A；CW78L00系列，输出电流为01A。这类产品具有使用方便、性能稳定、价格低廉等优点，得到了广泛的应用。3三端可调式集成稳压器它有三个接线端输入端、输出端、和调节端。在调节端外接两个电阻可对输出电压做连续的调解。在要求稳压精度较高，且输出电压须在一定范围内做任意调节的场合，可选用这种集成稳压器。目前国内产品有CW117、CW217、CW317、CW137、CW237、CW337等系列。4跟踪集成稳压器有很多电路需要正负电源来组成，而用跟踪式集成稳压器更为理想。跟踪稳压器能保证正负输出电压始终是平衡的，它的中点始终为地电位，并有自动跟踪能力，这类稳压器有LMY10、MC1568、MC1468等。252芯片电路原理图、外形及使用要求1原理图如图1所示图12外形图如图2所示图2使用要求输入电压比输出电压至少大2V以上,但也不宜过大253稳压电路的质量指标稳压电路的技术指标分为两类一类是特性指标，用来表示稳压电源规格，有输入电压，输出功率或输出直流电压和电流范围等；另一类是质量指标，用来表示稳压性能，有以下几种指标1稳压系数SR（1）稳压系数又称电压调整特性在负载不变的条件下，稳压电路的输出电压相对变化量与输入电压相对变化量之比（）该指标反映了电网电压波动对稳压电路输出电压稳定性的影响2负载调整特性I（1）负载调整特性稳压电路在输入电压不变的条件下输出电压的相对变化量与负载电流变化量之比（2）该指标反映了负载变化对输出电压稳定性的影响3输出电阻RO（）输出电阻输入电压UI不变时，输出电压变化量与负载电流变化量之比（2）RO越小,负载变化对UO变化的影响越小,表示带负载能力越强4纹波抑制比SR（1）纹波抑制比稳压电路输入纹波电压峰值UIP与输出纹波电压峰值UOP之比，并取电压增益表示式,即（）该指标反映稳压电路输入电压UI中含有100HZ交流分量峰值或纹波电压的有效值经稳压后减小程度254元器件选型1确定稳压器型号，输入电压和输入电流要求UO5V,故选用7805型号稳压器压差UIUO2V,取3V,整流桥上的压降为20306V故输入电压UI530686V滤波电路的负载电流IOIOMAXIQ1008108MA电源变压器的副边电压有效值U2所以变压器的输出电压取75VVUI3721685整流滤波电路的等效负载80,RL2桥式整流二极管参数要求正向平均电流MAIIODF542108最大反向电压VURMAX673滤波电容FTCL02380523,取C2200F电容器耐压VCM6102取25V，故电容器参数C2200F/25VUCM4电源变压器容量副边电流有效值I2152IO152108MA162216MA取I2为200MA副边容量P2U2I27502VA15VA原边容量因T06,故25VA605121TPP故平均容量为VAP251221取P5VA其他电容根据经验可取033F/25V，01F/25V和1000F/25V（5）发光二极管指示灯的参数已知发光二极管的压降为07V/10MA所以要串接一个电阻430175R这里取电阻R1470欧姆三、程序分析本系统的主机及采集模块都采用了STC89LE52单片机，它与传统的AT系列51单片机的指令系统及I/O口，开发环境都是兼容的，有些区别的是它是属于低电压单片机，（工作电压为2733V）且内部资源要比AT89C52单片机要多，本系统单片机的程序是采用C语言编写，使用了KEILUVISION3开发环境，使用C语言编程可读性好，可移值性好，易实现模块化编程，本系统采用了模块编程，分层设计，系统各个模块都是分两层设计，例如键盘扫描就分键盘扫描程序，及键值处理程序。键盘扫描属于硬件层，而键处理程序属于应用层。下面将介绍主要程序模块设计思路。31NRF24L01模块读写流程首先NRF24L01模块提供了标准的SPI通信接口，但51单片没有标准SPI接口为了使单片机能正常访问NRF24L01模块所以单片机要模拟要SPI通信。在这里先介绍模拟SPI通信的流程读写计数器的值是否等于8读写变量第8位送入MOSI接口读写变量左移1位把MISO接口数据送入读写变时第1位读写计数器加1退出图31NRF24L01模块读写流程启动NRF24L01模块接收流程禁址NRF24L01收发操作设置通道接收地址写入通道发送地址数据通道自动应答允许对应接收数据通道允许设置通信频道设置有效数据长度为20设置增益及通信速率进入接收模式启动接收图32启动NRF24L01模块发射流程禁址NRF24L01收发操作设置通道接收地址写入通道发送地址数据通道自动应答允许对应接收数据通道允许设置通信频道设置有效数据长度为20设置增益及通信速率进入发射模式启动发射图33NRF24L01模块发射流程311软件模拟SPI通信程序及方法本设计中NRF24L01提供标准的SPI接口，也就是说使用SPI的通信协义，通常标准SPI接口主要包括MISO数据输出口，MOSI数据输入口,SCK通信时钟由SPI通信可知道SPI器件将在时钟低电平时主机将待写一位数据送入SPI器件的MOSI端口，而在时钟为高电平时主机从SPI器件的MISO读出一位数据，读写完8位据后结束如下是本设计中NRF24L01与主机单片机通信驱动程序，是模拟的SPI通信程序UCHARSPI_RWUCHARBYTE/函数名UCHARBIT_CTRFORBIT_CTR0BIT_CTR0BEEF_DELAY对其自减，直到减到0为止，蜂鸣器管理函数里面先判断BEEF_DELAY是否为0,如果为0表示间隔时间结束，则进入下面程序，否则退出蜂鸣器管理。如果为0则IFFLAG1BEEF_EN1FLAG1BEEF_EN0/停止响蜂鸣器BEEF_DELAY40/蜂鸣器间隔时间ELSEIFBEEF_CONT0/如果响蜂鸣次数还没有结束BEEF_CONTBEEF_DELAY10/响蜂鸣时间FLAG1BEEF_EN1/开启响蜂鸣器继续判断FLAG1BEEF_EN是否为1,如果为1表示上原在响蜂鸣器但现在已经响完，则要进入响蜂鸣器的间隔所以用FLAG1BEEF_EN0来停止响蜂鸣器，因为定时器中断函数里有蜂鸣器驱运函数/蜂鸣器驱动IFBEEF_FLAG1BUZBUZ/响蜂鸣器ELSEBUZ1BEEF_DELAY40这条语句是送间隔时间，如果FLAG1BEEF_EN值为0表示原没有响蜂鸣，说明间隔时间结束，这时有IFBEEF_CONT0/如果响蜂鸣次数还没有结束BEEF_CONTBEEF_DELAY10/响蜂鸣时间BEEF_FLAG1/开启响蜂鸣器先判断BEEF_CONT是否大于0大于0表示蜂鸣器还没有响完，要继续响，因为间隔时间结束，现在是要开始响蜂鸣器所以BEEF_FLAG1开启蜂鸣器，BEEF_DELAY10/响蜂鸣时间BEEF_CONT响蜂鸣器次数减1直到BEEF_CONT为0,蜂鸣器响完。33键盘扫描程序流程图开始置读键I/O口高电平,准备读键盘保存前后两次的键值前后两次键值一样不键消抖动计数器加1键消抖动计数器等于5T退出查短按键键码并置键按下输出标记否否清消拉动计数器图35键扫描程序流程图其本设计思路是在确定的时间平台下通常24MS采用连续读取按键值,如果多次如20次的键值都是一致表示键盘键状态稳定,即此时键值是非抖动引起的干拢值,如果连续多次读取键值中有一次不一致则从重新读取从而达到消除抖动引起的干拢键值键值稳定区图36按键的电平变化的物理特性示意图读键的开始是先通过IFFLAG1KEY_SCAN1,判断读键的时间平台是否来到,如果读键时间到了,则开始执行下面的语句,P2P2|0X07这条语句目的是给读键I/O置高电平,由于51单片机没有方向寄存器,让其读取外部信息时必须要置高电平,程序中用了OLD_KEYNEW_KEY,NEWNEW_KEYP2实现了分别保存上次一键状态及当前键状态,然后判断上次与当前键值是否一致,如果一致则表示键状态没有发生变化,不一致则反之34键盘扫程序代码VOIDKEY_DIRVOIDIFFLAG1KEY_SCAN1FLAG1KEY_SCAN0P2P2|0X07OLD_KEYNEW_KEYNEW_KEYP2IFNEW_KEYOLD_KEYIFKEY_CONT0,I而不用FORI0IVOIDPRINTTOLCDUNSIGNEDCHARSTRVOIDMAINUNSIGNEDCHARPUNSIGNEDCHARI50SPRINTFP,“NIHAOD“,IPRINTTOLCDP2、字符串库STRINGH字符串连接（相加）CHARSTRCATCHARDEST,CONSTCHARSTC把SRC连接到DEST字符串后面，返回指向DEST的指针字符串比较INTSTRCMPCHARSTR1,CHARSTR2返回值小于0STR1STR2字符串拷贝1CHARSTRCPYCHARDEST,CONSTCHARSRC结果把SRC的内容拷进DEST,两个字符串内容相同,返回指向DEST的指针字符串拷贝2CHARSTRDUPCONSTCHARSRCSRC待拷贝的源字符串,返回值指向拷贝后的字符串的指针字符串倒序CHARSTRREVCHARS返回指向倒序后字符串的指针3、类型转换MATHHSTDLIBH字符串转双精度类似CBUILDER里的STRTODOUBLEDOUBLEATOFCHARSTR字符串转整数类似STRTOINTINTATOICHARSTR字符串转长整型LONGATOLCHARSTR浮点数转字符串CHARECVTDOUBLEVALUE,INTNDIGIT,INTDEC,INTSIGNCHARFCVTDOUBLEVALUE,INTNDIGIT,INTDEC,INTSIGN输入参数VALUE待转换浮点数,NDIGIT转换后的字符串长度输出参数DEC小数点位置,SIGN符号返回转换后的字符串指针整型转字符串CHARITOAINTVALUE,CHARSTRING,INTRADIX输入参数VALUE要转换的数,RADIX转换的进制输出参数STRING转换后的字符串返回指向STRING的指针长整型转字符串CHARLTOALONGVALUE,CHARSTRING,INTRADIX设计总结通过这次对基于单片机无线表决系统的设计的设计与制作过程，让我更清楚了该次设计的流程，更加懂得该设计中各个电路部分的作用以及各原件的基本功能。在布电路PCB时，我结合自己的经验以及布线规则，我将PCB图布为单面板，两边焊接元件。这样做的目的一方面可以节约PCB板面积，另一方面也增加设计的美观。同时也让我了解到一个科研项目的设计和制作离不开科研人员自身的经验和对电路知识的掌握程度。这次设计让我更清楚地知道了该设计的工作原理。本系统利用STC89LE52RC作为CPU进行总体控制，通过NRF24L01无线模块作为桥梁，将从机上的赞成、反对、弃权三项投票结果传送至主机，并在LCD屏幕上显示相应选项的按下次数，以达到在LCD屏幕上统计出各项选项的选择次数的目的，从而模拟出会议表决的效果。这次设计同时还有以下自己的创新点1）PCB为单层板，双面焊接元件，这样的作用一方面节约覆铜板，另一方面美观。2）核心元件布在电路板的中间，相同功能区域的元件排在主芯片的外围，方便于调试和维修。3）电源接口采用交流和直流插座，可以方便于电源的连接。4）采用LCD1602液晶显示器作为本次设计的显示模块，这充分利用了LCD1602的显示功能，让其在该系统中显示更丰富的内容，能比较直观的将投票结果表现出来。参考文献1、徐爱钧彭秀华KEILCX51V70单片机高级语言编程与UVISION2应用实践M电子工业出版社2004年31422、求是科技靳达单片机应用系统开发实例导航M人民邮电出版社2003年36523余永权ATMEL89系列单片机应用技术M北京北京航空航天大学出版社，200239524谢宜仁单片机实用技术问答北京人民邮电出版社，200358625谢自美电子线路设计实验测试第二版武汉华中理工大学出版社，20006黄冰微机原理及应用M桂林广西师范大学出版社，200013417丁志刚单片微型计算机原理与应用M北京人民邮电出版社，1990821338戴佳，戴卫恒51单片机C语言应用程序设计实例精讲M北京电子工业出版，2006434429刘海涛，赵金波，晁阳8051单片机C语言程序设计与实例解析M北京清华大学出版社，2009578210赵广林常用电子元器件识别/检测/选用一读通北京M电子工业出版社324112王建校,杨建国,宁改娣51系列单片机及C51程序设计M北京科学出版社，2004336813康华光电子技术基础（模拟部分第五版）M高等教育出版社,20057238814ATMELCOMPANYAT89S52DATASHEETZ,200161250致谢光阴似箭，大学四年的时光在转眼之间就过去了，在这大学四年中，我得到院领导和老师对我的谆谆教诲和帮助，让我一方面学到了书本上的知识，懂得怎样去解决一个难题，另一方面让我学到了关于社会实践的一些经验，这对于即将踏入社会的我来说是一笔难得的财富。当然，对于本专业的知识我学得不够扎实，但是四年的学习生活中我从来没有放弃过，四年中我没有挂过任何一门科目。同时，这在大学四年中，我得到了老师的指导，让我学会了STC89LE52RC单片机的工作原理及其相关的电路设计、控制系统的分析以及控制系统的软件编写等。这次的毕业设计能够顺利完成，完全离不开学校和老师的帮助。感谢学校能给我提供一个这么好的学习环境和学习基础设施，让我能将理论知识能用于实践；感谢老师的谆谆教导和鼓励，让我学到专业知识的同时又学到社会知识，这有利于我今后在学习和工作中得到不断的完善和进步。另外，这次的毕业设计能够顺利完成，也完全离不开指导老师的帮助。在此，我表示衷心的感谢感谢指导老师对我的谆谆教导感谢指导老师耐心的指导我的设计感谢指导老师详细的批改我的论文能顺利完成本次的毕业设计，他无论是从理论上还是实践上都给我很大的帮助。同时，在这次毕业设计中，我还得到班上其他一些同学的帮助，解决了不少的难题。在此，我也由衷的感谢他们对我的帮助。附录附录一系统程序INCLUDE“REG51H“INCLUDE“APIH“INCLUDE“LCD_1602H“INCLUDE“NRF24L01H“INCLUDEDEFINEUCHARUNSIGNEDCHARDEFINEUINTUNSIGNEDINTDEFINETHO_INT0XFCDEFINETL0_INT0XEFDEFINETMOD_INT0X01DEFINETCON_INT0X10DEFINETX_PLOAD_WIDTH20/20BYTESTXPAYLOADUCHARXDATARX_BUFTX_PLOAD_WIDTHUCHARXDATATX_BUFTX_PLOAD_WIDTHUCHARRX_24L01_DATAUCHAR